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空压机解决方案
时间:【2012-4-26 10:14:57】 共阅【 】次 【 字体: 】【打印此页】 【返回

在管道供气系统中,最基本的控制对象是流量,供气系统的基本任务就是要满足用户对流量的需求。目前,常见的气体流量控制方式有加、卸载供气控制方式和转速控制方式两种。
    ● 加、卸载供气控制
    加、卸载供气控制方式即为进气阀开关控制方式,即压力达到上限时关阀,压缩机进入轻载运行;压力抵达下限时开阀,压缩机进入满载运行。
由于空压机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性,所以只能按最大需要来决定电动机的容量,设计余量一般偏大。工频起动设备时的冲击大,电机轴承的磨损大,所以设备维护量大。虽然都是降压启动,但起动时的电流仍然很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全,而且大多数是连续运行,由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速,因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配,电机不允许频繁启动,导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行,电能浪费巨大。
  经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化,不能保持恒定的工作压力延长压缩机的使用寿命。空压机的有些调节方式(如调节阀门或调节卸载等方式)即使在需要流量较小的情况下,由于电机转速不变,电机功率下降幅度比较小。 
     ● 转速控制 
    即通过改变空压机的转速来调节流量,而阀门的开度保持不变(一般保持最大开度)。当空压机转速改变时,供气系统的扬程特性随之改变,而管阻特性不变。
    在这种控制方式下,通过变频调速技术改变空压机电机的转速,空压机的供气流量可随着用气流量的改变而改变,达到真正的供需平衡,在节能的同时,也可使整个系统达到最佳工作效率。变频器基于交一直一交电源变换原理,可根据控制对象的需要输出频率连续可调的交流电压。电动机转速与电源频率成正比,因此,用变频器输出频率可调的交流电压作为空压机电动机的电源电压,可方便地改变空压机的转速。

采用变频器控制空压机的转速以达到节能是一种较为科学的控制方法。根据空压机运行特性知:
Q1 / Q2 = n1 / n2
H1 / H2 = n1 / n22
P1 / P2 = n1 / n23
式中 Q———空压机供给管网风量;
H———管网压力;
P———电机消耗功率;
n———空压机转速。
由上式可知,当电机转速降至额定转速的80%,则空压机供给管网风量降为80%,管网压力降为(80%2,电机消耗功率则降为(80%3,即51.2%,去除电机机械损耗和电机铜、铁损耗等影响,节能效率也接近40%,这就是调速节能的原理所在。
    长期实践证明,在供气系统中接入变频节能系统,利用变频技术改变空压机转速来调节管道中的流量,以取代阀门调节方式,能取得明显的节能效果,一般节电率都在30%以上。另外,变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节,同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。

● 节能器改造方案设计原则

根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求,空压机节能改造后系统应满足以下要求:

1. 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定,压力波动范围不能超过±0.02Mpa

2. 系统具有开环和闭环两套控制回路。

3. 根据空压机的工况要求,系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。

4. 为了防止非正弦波干扰空压机控制器,节能器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。

5. 在用电气量小的情况下,节能器处在低频运行时,应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。

6. 考虑到系统以后扩展问题,节能器应满足将来工况扩展的要求。

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