空压机变频改造总结

空压机变频改造总结（共9篇）

空压机变频改造总结 篇1

2台90 k W螺杆空压机, 一备一用, 为井下气动设备供气使用, 系统工作压力0.6~0.78 MPa。空压机额定供风量远大于井下用风量, 空压机带载运行和空载运行之间有一定时间间隔, 具有节能降耗的潜力。通过空压机控制柜面板设置空压机加载、空载压力, 根据实际需要设置系统压力。空压机启动后, 带载运行一段时间后, 当系统压力升至>0.78 MPa时, 空压机自动关闭进气口阀门, 电机进入自动空载运行状态, 此时电机实际运行电流为72 A。当井下用风一段时间后, 系统压力降低到<0.6 MPa时, 进气口阀门打开, 电机自动投入带载运行, 此时实际运行电流162 A。空压机以上工作流程循环往复, 直至手动停机。为了节能, 决定改装变频调速器控制空压机电机的运行。

将变频器串入空压机电机主回路, 启停信号取自空压机进气阀门, 即进气阀门打开时变频器启动, 进气阀门关闭时变频器断掉, 电机停止运行。

理论节能效果, 改造前, 空载功率37.8 k W, 加载功率85.2 k W。改造后空载功率=0, 加载功率85.2 k W。改造后, 节能效率30.8%。电机功率计算系数取1.732, 电机功率因数理论取值0.8。

根据上述方案实施改造后, 发现变频器由停机状态到最大载状态, 即频率升至45 Hz的运行状态时间需要11 s (因为变频器是带载启动, 启动电流比较大, 启动时间不能太短) 。变频器在启动及初运行时十几秒内, 储气罐内压力更是下降到0.6MPa以下, 此种压力不能满足供气需求, 说明以上方案不可行。

进一步改进方案, 空压机转为空载状时, 不妨把变频器设定在允许的低频状态下运行, 经过现场不断调试摸索, 发现空载状态下电机以30 Hz频率运行状态最佳, 也避免了频率过低状态下运行, 对电机的不利影响。当系统压力下降到下限时, 空压机加载运行, 变频器运行频率设定为42 Hz, 可满足生产需要, 而加载时间在3 s内即可完成, 而此时运行电压、电流分别为319 V、153A;当空压机空载时, 电机在30 Hz频率状态下运行, 其电压电流值分别为228 V和55 A。与改造前比较, 不论是带载还是空载状态下, 运行的电压、电流值都有不同程度降低, 节能效果明显。以上高低频控制信号, 取自空压机进气阀门的关开量。

改造后, 空压机空载功率16.9 k W, 加载功率68 k W, 设空压机加载与空载时间相等, 则改造后空压机理论节能效率31%。因实际生产中, 空压机加载时间要比空载时间长, 加上变频本身也要消耗一定的能量, 实际节能效果低于理论值。改造后应用3个月, 根据实际用电度量对抄表数进行前后对比, 实际节能效率为21%。

改造后, 空压机理论小时节能功率38.5 k W, 实际小时节能功率26.1 k W, 空压机实际日运行15 h, 年运行330 d, 每台空压机每年节省电量131 175 k W。每度电按0.75元计, 空压机每年实际节省用电费用98 381元。可知, 凡空压机不满负荷运行且带载和空载运行之间有一定时间间隔, 皆可进行上述改造, 以实现节能降耗的目的。

空压机变频改造总结 篇2

我们知道，用调整电机转速的方法同样可以调整供气量，由于空压机基本上属于恒转矩负载，用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速(供气量)成正比关系，达到很好的节电效果。我们采用具有矢量控制功能的AMB变频器，可使电机在低速时也能提供满足负载需要的转矩。同时，AMB变频器的自动节能模式，可使电机在满足负载转矩要求下以最小电流运行，达到更好的节电效果。采用恒压供气变频控制系统所带来的效果如下：

1.1、出气口释放阀全部关闭，取消用出气口释放阀调节供气量方式，以避免由此导致的电能浪费。代之以变频器调整电机的转速来调整气体流量，使电机输出的功率与流量需求基本上成正比关系，始终使电机高效率工作，以达到明显的节电效果。例如当用气量是额定供气量的50%时，节电率可达40%以上;

1.2、利用变频器的节能模式，可使电机在轻载时以最高效率运行，减少不必要的电能损耗;

1.3、根据严格的EMS标准，高效的PWM变频器使用高速低耗的IGBT，降低谐波失真和电机的电能损失。

1.4、可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击;可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命;避免因电流峰值带来的电力公司的罚款;

1.5、采用变频控制系统后，可以实时监测供气管路中气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持恒定，提高生产效率和产品质量;

1.6、由于电机在高效率状态下运行，功率因数较高，降低了无功损耗，节约了大量电能。

1.7、保存原释放阀系统，在必要时可参加调节，增强系统的可靠性。

总之，采用恒压供气智能控制系统后，不但可节约30～40%的电力费用，延长压缩机的使用寿命，并可实现“恒压供气”的目的，提高生产效率和产品质量。

2、变频改造方案设计原则

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

2.1、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，

2.2、系统应具有变频和工频两套控制回路。

2.3、系统具有开环和闭环两套控制回路。

2.4、一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换。

2.5、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。

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

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

2.8、考虑到系统以后扩展问题，变频器应满足将来工况扩展的要求。

3、变频器的选型

根据上述原则，经过多方调研、比较，最后我们选择安邦信公司生产的G9系列通用型变频器，使该系统能够满足上述工况要求。

3.1、G9变频器的频率精度：数字设定为±0.01%;模拟设定为±0.2%。可使压力波动范围满足设计要求。

3.2、系统设计了变频和工频两套主回路。

3.3、系统设计了闭环与开环两套控制回路。

3.4、使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。

3.5、G9型变频器适用恒转矩特性负载，该变频器还具有转矩补偿和提升的功能。

3.6、在该变频器上端加装输入电抗器，有效的抑制了变频器对电网的干扰。

3.7、在该变频器下端加装输出电抗器，保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。

4、改造方案原理

由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。

空压站恒压变频控制改造 篇3

由于压缩机需要考虑在满负荷运行的可能性，设计时一般是最大需求来进行设计电动机的容量，故设计容量一般偏大。在实际运行中，空载运行的时间所占的比例是非常高的。因此如果采用变频调速，可以提高运行时的工作效率，节能的潜力很大。

原系统工况分析

空压机站有两台空压机，1#空压机为为09年购置的阿特拉斯·科普柯空压机，2#空压机为12年购置的莫西尼空压机，均为螺杆式空压机。螺杆式空气压缩机的工作过程主要为吸气、传输、压缩、排气四个过程，通过螺杆的运动，压缩螺杆与壳体的空间，使得空气压力升高，通过排气口输出至储气罐，再经过冷干，油气分离，传输至用气单位供使用。

在实际生产中，当用气单位的用气量小于空压机的排气量时，传输空气的管网压力就会增加。当管网压力达到空压机所设定的卸载压力值0.85Mpa时，空压机进入卸载状态，停止空气输出，此时电机仍然处于工频运行，产生大量能耗，却没有空气输出，属于非经济运行。当管网压力继续降低至0.75Mpa时，空压机切换到加载状态，恢复空气输出，管网压力再次升高，如此循环。

空气压机运行时间统计（h）

两台空压机运行时空载比例分别为：42.59% ，和32.98%

原系统存在的问题：

1.生产单位用气量小时，电机长期空载，属于非经济运行，电能浪费严重

2.频繁加载卸载导致输出的空气压力上下波动，影响用气单位使用

3.加载运行时，工频启动机械冲击大，加快电机轴承磨损，减少设备使用寿命，增加了设备维护成本

4.电机长时间工频运行致使噪音很大

制定方案

本合理化小组根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，制定空压机变频改造后系统应有如下功能：

1.取消卸载运行模式，避免电机长期工频运行，降低能耗

2.电机通过变频运行保持恒压供气，减少气压波动

3.一台变频器能控制两台空压机组，并能实现工频与变频运行切换

4.系统机械噪音不应超过允许范围

在原有的系统基础上，增加由变频器、压力变送器和电机组成的压力控制系统，自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压变频控制。

实施方案

通过综合设计，兼顾施工便利与现场整洁，在两台空压机之间安装变频器，在储气罐处安装压力变送器，采用PID调节控制，把储气罐压力作为控制对象，通过压力变送器将储气罐内的空气压力转换为电流信号反馈回智能控制器，与系统设定值进行比较运算，控制变频器输出频率，进而控制电机转速，实现变频启动。

为了进一步提高空压机站的可操作性和安全性，安装了第二台变频器，两台变频器互为备用，并且任意一台变频器均可以控制两台空压机组，从而实现控制系统的“双通道互换”，在任意一台变频器或空压机出现故障无法正常使用时，整套系统仍然可以保障正常供气。

恒压控制

经过一段时间的观察调试，结合设备厂家的建议，综合考虑用气单位反馈意见，最终将变频器恒压运行时最低频率设定为30Hz，启动压力设定为0.7Mpa，停机压力设定为0.78Mpa，避免了电机长时间工频运行，同时维持出口空气压力稳定。

改造后成果

1.生产成本降低

2013年8至10月每月用电量与12年同期相比，有较大幅度降低，分别同比下降43.78%，52.60%，54.86%

2013年8月份改造完成后，空压站8至10月平均每月用电29326Kw/h，比前七個月平均每月用电量41197Kw/h环比下降11871KW/h，按照2013年工业用电平均每度约0.75元计算，平均每月节约8903.25元。

2014年空气压缩机用电量统计（kW/h）

2014年空气压缩机用电量统计（kW/h）

2、输出压力稳定

采用变频控制系统后，可以实时监测储气罐内气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持稳定，提高生产效率和产品质量。

3、使用寿命延长

空压机启动时采用变频模式，启动电流小，根据用气量自动调节电机转速，运行频率低，转速慢，机械磨损小，延长了设备使用寿命，降低了维护工作量。

4、系统噪音降低

电机运转频率低，机械转动噪音因此变小，通过变频调节电机转速的方式，不用反复加载、卸载，频繁加卸载，气压不稳定的噪音也得以消除。

5、系统稳定性增强

漳山电厂空压机变频改造 篇4

漳山电厂二期2×600 MW机组共设置13台复盛牌喷油螺杆式空压机, 正常运行方式为5台运行, 8台备用;除灰输送用气后处理设备为8套带两级过滤装置的组合式干燥器;仪用气后处理设备为2套带三级过滤装置的组合式干燥器;储气罐容量为20 m3, 除灰用8个, 仪用气用3个。输灰系统采用正压输灰方案, 把干灰从电厂内输送到灰场灰库中, 输送距离为1 500 m。输灰工艺需求压力0.5 MPa, 仪用压力为0.55 MPa。

由于输灰管线较长, 在实际运行中, 压缩空气管网压力受输灰因素的影响, 波动较大, 范围在0.48MPa~0.76 MPa之间, 空压机加卸载频繁, 为了避免马达频繁的启、停, 取消了空压机自动启、停功能。由运行人员根据管网压力手动操作。

为了解决空压机存在的能耗浪费问题, 同时减少运行人员的操作量, 决定对二期空压机实施节能技改。

1 空压机变频改造及功能

空压机变频改造项目共分三部分:变频调节;仪表用气与输灰用气分压调节;空压机群专家节能控制。

1.1 变频调节

二期空压机系统增加2台变频器, 根据输灰母管压力设定值, 调整变频器转速来调节输灰系统压力[1]。2台变频器采用1拖2方式分别接带205、206、207、208空压机, 205与207、206与208不能同时选择变频方式。

1.2 仪表用气与输灰用气分压调节

仪用气和输灰用气母管上加装1个气动溢流调节阀, 在维持仪用气压力的同时, 多余的压缩空气溢流至输灰用气系统, 实现仪表、输灰用气分压运行方式。

1.3 空压机群专家节能控制

空压机群专家节能控制系统, 根据仪用气系统设定压力、空压机群运行时间等配置信息, 自动启停所选空压机 (间隔15 min, 压力仍低于设定值, 启动下1台) 来稳定系统压力在设定的范围内, 确保压缩空气品质的前提下, 达到降低空压机群运行能耗的目的。

二期空压机节能改造后, 采用仪用气和输灰用气母管分开调节的运行方式, 为使一期空压机参与节能调节, 在满足工艺系统设备安全、运行需求的前提下, 保证仪用气压力, 降低输灰用气压力, 最大限度降低空压机群运行能耗, 将保持一、二期压缩空气系统连通运行。压缩空气系统仪用、输灰用气分压运行后, 仪用气由一期5#、6、7、8、二期211、212、213共7台空压机供气;输灰用气由一期1#、2、3、4、二期201、202、203、204、205、206、207、208、209、210共14台空压机供气。2台变频器投入, 正常保持205 (或207) 、206 (或208) 空压机变频方式连续运行, 211、212、213空压机2运1备;根据系统压力, 一期仪用、输灰分别选择1台或2台空压机运行。

2 改造前后能耗经济情况对比

为反映改造前后空压机的能耗变化情况, 特选取机组运行方式相同的2012年11月和2013年5月2个月进行对比 (见表1、表2) 。上述2个月均为1#、3、4机组运行。

2.1 耗电率分析

改造后, 全厂除灰空压机耗电率下降0.013%, 下降并不明显, 主要原因是耗电率受发电量的影响较大, 因此耗电率不能客观反映此次改造的节能效果。

2.2 单耗分析

改造后, 全厂除灰空压机单耗下降0.418 k W·h/t煤。若按年利用小时5 000 h、煤耗345 g/ (k W·h) 、热值4 800×4.18 k J/kg测算, 则年耗原煤量为5 000×180×345×7 000/4 800/1000 000×104=452.81×104t, 改造后年节电量:0.418×452.81×104=189.27×104k W·h。

2.3 改造前后经济性分析

改造后年节电量189.27×104k W·h, 折合费用:189.27×0.393 7=74.52×104元。该项目总投资127.2×104元, 则127.2/74.52=1.71 a, 即可收回投资。

3 结语

a) 空压机耗电率受发电量的影响较大, 改造前后对比并不明显, 不能客观反映改造效果;

b) 空压机能耗受环境温度变化、入炉煤灰份大小等的影响较大, 不同工况下能耗水平相应发生变化。同时, 空压机耗气量受检修、技改、系统设备保养、工程建设等用气量的影响较大, 对客观准确的评估造成一定困难;

c) 改造后, 压缩空气系统压力明显趋于稳定, 波动幅度减小, 运行人员操作量减少, 系统运行良好, 后期维护费用降低。

参考文献

康普艾空压机的变频节能改造 篇5

空压机在水泥行业中为各种收尘器和气动设备提供气源,属于大功率设备。空压机控制系统根据现场用气量通过打开、关闭进气阀来调节产气量。但当现场用气量低,关闭进气阀时,空压机处于空转状态,存在巨大的能源浪费。采用变频调速技术对空压机进行闭环控制可有效解决空压机空转浪费电能的问题,同时也可使压力系统的压力更加稳定,因此计划在冬季检修期间对空压机控制系统进行变频改造。

1 空压机变频改造的必要性

观察空压机运行状况(如加载运行时间、减载运行时间),确认空压机是否具有变频改造的空间。该空压机站共有3台空压机,1台完全加载运行,1台调节气量运行,第3台处于备用状态。调气量运行空压机切断点设为7.2bar,切入点设为6.5bar。当排气压力达到7.2bar时,调气量运行空压机开始减载运行,同时开始计时;延时120s后,若系统压力不低于6.5bar,则调气量运行空压机自动停机转入备用状态。在实际运行中,加载运行时长为3～4min,空载运行时长为70～110s,故初步判定有节能改造的空间。

2 改造方案与实施

空压机变频调速系统以管道压力为控制对象,由变频器柜、电机、压力传感器组成闭环控制系统。

空压机控制系统不同于水泵的恒压控制系统,是一个复杂的控制系统,还涉及到油路、气路等保护。为了保证空压机控制系统的可靠与改造的简易,仍将星-三角回路串在主回路中。空压机为星形起动,起动完毕后切换成三角运行。变频器由星-三角起动切换接触器KM2的辅助触点驱动。空压机起动完毕后,开始加、减载运行,产生压缩空气。空压机保护动作时,跳开星-三角回路,变频器驱动丢失,变频器停运。原空压机控制系统电源取自主回路,为AC 220V;变频改造后,空压机变频控制系统电源取自变频柜主回路断路器。由于空压机采用水冷却系统,因此仅针对电机变频低速运行发热问题增加了1台轴流风机,作为电机冷却风机。空压机站有3台空压机(2台运行,1台热备用),所以改造时不再考虑控制系统的工频、变频切换问题。在此次改造中,变频器选用ABB ACS800系列的变频器。空压机变频控制主回路如图1所示。

3 空压机变频改造遗留问题

变频器上电设置参数后,起动空压机,变频器显示运行,但空压机控制系统跳停,提示故障为FAULT DI-RECT ROT(驱动马达转向错误)。查阅说明书,给出的处理方法为“将各相相序正确连接”。由于在空压机改造接线完毕后已调试确认电机转向正确,因此基本可排除电机反转问题。随后反复起动空压机,均出现相同故障。

查阅空压机用户手册,发现空压机有2个压力测点(最终压缩压力,总管压力)、1个温度检测点。温度检测点与电机转向无关,压力可能与转向控制有关。观察空压机起动过程,发现空压机电机在开始的几秒内没有转,导致空压机故障跳停。在控制回路中,变频器由星-三角起动切换接触器KM2的辅助触点驱动。在星-三角起动过程中,切换前,变频器没有驱动空压机电机运转,空压机的最终压缩压力传感器没有检测到压力,故空压机控制系统认为电机转向错误。基于以上判断,把变频器的驱动点换为星-三角第一个接触器KM的辅助触点,在空压机起动的同时,使变频器起动。改造完毕,重新起动空压机成功。星-三角起动图如图2所示。

在变频改造前,2台运行空压机的运行状态可以互换。在变频改造后,如果将第1台空压机的切断点设置较低(高于变频运行的空压机),那么在系统压力波动达到切断值时会导致第1台空压机(应该完全加载运行)调节气量运行,而变频调速运行空压机一直加载运行,这样便失去了变频改造的意义。将第1台空压机的切断点调高0.1bar,可保证完全加载运行的空压机始终满载运行,变频改造的空压机调速运行。

4 改造效果

某公司熟料线的1个空压机站在进行变频改造前日均用电为5 762.902 3kW·h,而改造后日均用电为4 561.6429 kW.h,日节约电量为1 201.259 4kW.h,节电效果明显。1台变频柜市价11万元,1年即可收回成本。由此可见,把空压机改为变频运行具有明显的经济效益和社会效益。

摘要：针对空压机在水泥生产中工频运行空转时间长、能源浪费量大,决定采用变频调速技术对空压机进行闭环控制改造。介绍空压机变频改造方案以及改造后出现的问题,并针对这些问题提出改进措施。

空压机变频改造总结 篇6

变频器结构原理:是将输入电网的三相交流电经过整流后变成直流电, 再经逆变回路变成三相非常平衡的交流电。不平衡的三相电源通过变频器输出后可改善三相电源的不平衡度, 提高功率因数, 使电机的有效出力得以提升。

本文是对齐重数控南北空压站3台200KW螺杆式空压机变频节能改造的实际案例, 其原始数据如下:

A.北空压站:空压机电动机功率200KW电压380V长期连续工作制。

空压机人机界面显示:运行时间15927小时, 加载时间7959小时, 卸载时间, 15927-7959=7968小时, 电机启动次数25477次。

卸载占空比:7968小时/15927小时=50%

现场实际测试:加载时电流350A;卸载时电流170A。

B.南空压站:两台空压机电动机功率200KW电压380V长期连续工作制一用一备;

空压机人机界面显示:运行时间, 一号机3042小时, 二号机6503小时, 合计总运行时间:3042+6503=9545小时。

加载时间:一号机895小时, 二号机2007小时, 合计总加载时间895+2007=2902小时。卸载时间:一号机3042-895=2147小时, 二号机6503-2007=4496小时, 合计总卸载时间2147+4496=6643小时。

一号机电机启动次数9964次, 二号机电机启动次数21640次。一、二号机电机总启动次数9964+21640=31604次。

卸载占空比:6643小时/9545小时=70%

现场实际测试:加载时电流390A;卸载时电流190A。

本次空压机变频改造的方式是:空压机加载时变频器50HZ运行, 卸载时37HZ运行。在主电路改造时, 将变频器串接进原有的电源进线中, 控制电路是将空压机内原控制电源摘开接到变频器输入电源侧。

空压机变频改造后, 电机启动时空压机原有的交流接触器仍然由PLC按星-三角方式动作, 但在交流接触器连接为星型时, 角形交流接触器的常开触点没有闭合, 变频器不启动、无输出;当PLC控制交流接触器转换为三角形接法后, 将三角形接法的交流接触器闲置常开触点, 闭合后的开关量信号送到变频器, 开始空载变频启动电机至50HZ运行。当压力达到设定值时卸载继电器动作, 此时将开关量信号送到变频器多功能端子输入端, 此时变频器按37HZ运行。在考虑变频器发生故障或检修时, 空压机能按原有的工频控制方式运行, 在主回路设计了工频回路、使设备可在变频与工频间自由切换, 这样在改造时可不用重新编写PLC程序。改造后的设备最大限度的保留原空压机的所有功能, 使改造简单易行, 改造后的设备运行稳定可靠。

变频改造后:北空压站设备卸载电流65A, 直接节电约30%;南空压站设备卸载电流70A, 直接节电约40%。同时降低了无功损耗与维护费用;减少了机械磨损;提高了功率因数和设备整体使用寿命, 由此产生的间接经济效益不另行计算。

二.电气原理图

三.调试方法

变频器选用安邦信AM300—220KW通用变频器为例:

其中F0.02加速时间调试时是关键, 时间设置不对, 在启动过程或启动后运行很短时间即保护停机, 此时变频器液晶显示器显示故障代码E.OCA加速过流或E.OCC稳速过流, 这时很多人都将加速时间加长, 再起机不行再加长可是无论时间加长到多少都还是过流, 后经分析确认空压机是恒转矩负载, 启动时电动机需要一定的冲力才能克服启动力矩, 重新设置加速时间由长往短一秒一秒的试, 当加速时间设置为10秒时启动和运行过程一切正常。当然对于不同厂家和功率的空压机在变频改造时加速时间不一定都是10秒正好, 但是调试过程中如果在启动过程或启动后运行很短时间即过流保护, 加速时间加长不见效时, 时间往短设是一个很好的选择。

四.注意事项

1、认真分析设备工频运行历史数据, 计算节能空间, 仔细分析设备电路原理, 做出最为合理的可行改造方案。

2、进行变频改造时要注意, 尽量保持原有设备主电路和控制电路完整性, 对其电路改动越少越好;这有利于变频器发生故障或检修时, 空压机可以很方便改动回到原有控制方式上去, 也使改造时可以不用重新编写PLC程序。

3、改造后空压机在变频和工频状态下都可以运行。

4、变频器启动信号由角形接法交流接触器KM1控制, 既星形时变频器不启动无输出。

5、变频器下限运行频率一般要设35赫兹以上, 赫兹数太低, 可能会造成油气分离器无法有效分离油气, 造成空压机漏油现象。

6、启动时先启动空压机15秒后再启动变频器运行按钮, 此时空压机星角转换结束

摘要：本方法全面详细介绍了200KW空压机变频节能改造完整实例的原理、方法。

关键词：200KW空压机变频节能,原理,方法

参考文献

[1]李方园.《变频器故障排除》.化学工业出版社, 2009.

[2]李良仁, 汪临伟.《变频器调速技术与应用》.电子工业出版社, 2009.

[3]咸庆信.《变频器实用电路图集与原理图说》.机械工业出版社, 2010.

空压机变频改造总结 篇7

关键词：变频调速,节能措施,空压机,煤矿企业

现在的煤炭企业矿井中的生产设备系统比较多, 它的用电量也是在整个矿井系统设备中遥遥领先的, 据不完全统计占到了企业用电量的80%左右, 这些数据的产生主要来自于空压机、矿井提升机、采掘等动力负荷变化较大的机电设备, 它在启动、加减速和制动等方面浪费的资源比较大。基于此, 结合电子技术的发展应用, 像一些变频节能技术在矿山、机械、电力方面得到了广泛重视, 在能源紧缺的大环境下得到了推广应用, 深受企业的欢迎。

一、变频节能技术在我矿应用成效综述

以下以我矿为例, 介绍变频节能技术在我矿使用得到的成效:我矿在井下共有7002、7042、南五三个空压机房, 分布在11、12、14三个水平, 为11、12、13、14水平的开拓、掘进、综采工作面生产和事故应急用风。现将7002、7042、南五三个空压机房空气压缩机基本情况见表1和表2。

(一) 改造前在用活塞式空压机系统工况分析

主要存在的问题。首先是运行状态不平稳。在改造之前一般地会存在运行状态不平稳的现象。主要问题出现在以50Hz状态运行。一方面是如果空压机气缸内的压力达到了我们设定的0.8MPa数值时, 这个时候空压机就会自动关闭进气阀, 主要是通过油压来进一步关闭。另一个方面的问题是如果压力下降到我们设定的0.6MPa下限数值时候, 此时, 空压机就会打开进气阀。所以生产的工作状况实际决定了用气量会时常变化, 这样就导致了空压机经常在半载或轻载下运行。其次是损失电能现象较多。主要体现在

如果不能排除满负荷状态下长时间运行的这种可能性, 就得靠最大供风量来决定电机容量, 这个时候设计冗余量一般都是偏大的。在运行中, 轻载运行时间所占的比例是很高的。同时, 主电机时常空载运行, 属非经济运行, 电能浪费严重。

(二) 空压机变频节能原理

空压机变频节能原理如图1所示。它主要是通过改变电动机电源频率来实现电机转速的调节, 最终起到高效率、高性能的节能目的。但是需要注意的是, 在实际的应用中只要改变频率f, 就可以改变电动机的转速。

(三) 空压机变频改造方式设计

我矿现有7002泵房它采用的是660V供电电压等级的MLG-30.4/8-185G型双螺杆式空压机三台, 配套ACS800变频柜三台, 接线柜三台和PLC集控柜一台, 更新换代5台活塞式4L-20/8型空气压缩机 (380V供电电压等级) 。鉴于节能技术的需要我们对其进行技术改造。

1控制方式。如图2所示, 一台变频器控制着一台空压机。然后再通过三个压力变送器等实现着三台空压机联控变频调速运转, 并保持压力的恒定, 以达到节能的目的。

2控制系统组成。从图2中我们可以看出, PLC集控柜、变频器、压力变送器等组成了压力闭环控制系统。其中PLC集控柜控制着变频器, 并调整变频器的输出频率控制电机转速。

(四) 通过使用变频技术改造后的供电系统带来好处

1节约了电费收益:改造后每月可节省电量267.2 (k Wh) 。

2实现了品质的提升。这方面主要体现在恒压供风上, 它的工作原理主要实现了变送器和集控柜一拖三型式控制, 保障了空压机在设定的压力值上正常持续工作。

3完善了保护功能:通过上面的分析及实际使用情况来看, 变频技术较改造之前在超压保护、油细分离器阻塞保护、油过滤器阻塞保护等功能方面得到了完善。

结语

经过上面的阐述分析, 总结得到了我矿在具体使用变频技术改造后的节电实际效果, 一方面提高了系统设备的效率, 满足了实际的生产需求;另一方面在设备的维修费用上也节约了维修费用, 更进一步的减少了设备的维护费用。但是随着经济的快速发展和科技技术的不断更新使用, 在一些的矿产企业中也要不断地积极推广使用先进的空调变频技术, 这样才能逐步满足企业的生产需要, 提高生产效率, 真正意义上的做到节能环保。

参考文献

[1]李良仁.变频调速技术与应用[M].北京:电子工业出版社, 2004.

空压机变频改造总结 篇8

关键词：高压变频器,活塞式空压机,节能改造,同步电机

0 引言

河南神火铝业公司永城铝厂现有21万t/a的电解铝产能,正常生产用的活塞式空压机7台,型号为D-100/10-a,其配套同步电机型号:TK630-12/1430。压缩空气主要满足电解车间打壳、下料用风需求及氧化铝浓相和超浓相的输送用风需求。在实际生产过程中实行三班制进行生产,每天的八点班和四点班氧化铝进行浓相输送,零点班不进行浓相输送,因此总用气量是变化的,需要随生产实际调整压力,保证管网中的压力在0.6~0.7 MPa。经常出现运行4台空压机,压缩空气压力会低于0.6MPa;运行5台空压机,空气压力则高于0.7MPa。为确保正常生产,必须要始终运行5台空压机,就有一台始终处于半卸荷状态,空压机的电能产生大量的浪费。为了节能和便于调节空压机供气压力,采取对一拖三的方式对空压机的同步电机进行变频改造,以实现电动机的无级调速,使这台空压机在运转中通过调整电动机的转速来调整压缩空气产量,而其他空气压缩机在运转中都采用满负荷运行。

1 变频节能改造方案

一拖三空压机变频改造方案如图1所示。改造工程中的调速装置采用额定电压10kV、额定功率790kVA、额定电流45A的HARSVERT-VS10/45型高压变频器。旁路柜采用一拖三设置,利用高压接触器进行旁路切换。装置由3个高压接触器KM1、KM2和KM3组成,要求KM1、KM2和KM3不能同时闭合,只能选择运行一台,在电气上实现互锁。变频运行时,QF闭合;工频运行时,QF断开,仍然按照原来的工频操作步骤进行。变频调速装置控制系统采用全数字微机控制,具有就地监控和远方监控两种控制方式。

1.1 空压机运行方式

空压机运行采用“4+1”的运行方式,即正常情况下4台空压机工频运行,1台变频运行,变频器的运行频率设定在40~50Hz,通过调整电机频率改变电机转速,来调整空压机的供气压力。

1.2 开环手动调节方式

正常变频运行时,变频器按照预设的逻辑向同步电机输出电压,同步电机启动。若一台同步电机变频启动,运行到接近工频状态时仍不能满足生产要求,就需现场手动开启另一台电机工频运行,然后调节变频电机直至满足工作即可;也可以手动先将变频空压机断开切换至工频,然后变频再启动另一台空压机调频。

1.3 停机灭磁功能

变频停机时,从现场向变频器下达“停机”命令,变频器驱动同步电机减速至停机频率,然后停止输出电压。最后在现场分断断路器QF,由其辅助触点通知励磁装置灭磁,灭磁完成后关闭励磁装置电源。

1.4 故障处理

遇到故障时,变频器在停止电压输出的同时,立即分断断路器QF,由其辅助触点通知励磁装置立即灭磁。

1.5 变频的各种保护

(1)输入回路带浪涌吸收保护。

(2)变压器允许过负荷能力符合IEC干式变压器过负荷导则及相应国标要求。

(3)每个功率单元带三相输入熔断器保护。

(4)变频装置有过电压、过电流、欠电压、缺相、变频器过载、变频器过热、电机过载等保护功能。

过载保护:电机额定电流的120%,每10min允许1min,超过则保护。

过流保护:变频器输出电流超过电机额定电流的150%,3s保护;超出200%,在10μs内保护。

过压保护:检测每个功率模块的直流母线电压,如果超过额定电压的115%,则变频器保护,实际上包括了对电网电压正向波动的保护。

欠压保护:检测每个功率模块的直流母线电压,如果低于欠压保护定值,则变频器保护,实际上包括了对电网电压负向波动的保护。

过热保护:在变频调速系统柜体内设置温度检测,当环境温度超过预先设置的值时,发报警信号;另外,在主要的发热元件,即整流变压器和电力电子功率器件上放置温度检测,一旦超过极限温度(变压器130℃、功率器件80℃),则保护。

缺相保护:设置在每个功率模块上,当变频器输入侧掉相,系统发出报警信号,并保护;功率模块的保险熔芯熔断缺相时,系统发出报警信号。

光纤故障保护:当控制器与功率模块之间的连接光纤出现故障时,发出报警信号并保护。

(5)在中文用户界面上指定故障确切位置,便于用户采取应对措施。

(6)变频装置有隔离变压器温度过热保护。

(7)变频器上口的开关柜必须按照8~10倍额定电流设置速断保护值,确保躲过激磁涌流。

2 节能分析及改造效果

从2009年11月20日变频器安装改造结束投用这个阶段来看,运行效果良好:

(1)节电。根据风机水泵调速节能原理,电机频率为40Hz时,电机转速为400r/min,节能△P=48.8%Pe;45Hz时,电机转速为450 r/min,节能△P=27.1%Pe。

空压机运行过程中,电机频率始终保持在40~50Hz,同步电机转速在400~500r/min之间,经实际电度计量,同比节电约35%。

(2)提高网侧功率因数。原电机直接由工频驱动,满载时功率因数为0.85~0.92,实际运行功率因数远低于额定值。采用高压变频调速系统后,电源侧的功率因数可提高到0.95以上,大大减少无功功率的吸收,进一步节约上游设备的运行费用。

(3)降低设备运行与维护费用。采用变频调速后,通过调节电机转速实现节能;转速降低,空压机曲轴前后支撑轴承磨损较前减轻,维护周期、设备运转寿命延长;空压机进排气阀动作次数减少,延长了其使用寿命。使用变频器过程中,只需定期对变频器除尘,不用停机,保证了生产的连续性。从实际改造情况看,采用变频调速后,运行与维护费用大大降低。

(4)软启动功能。采用高压变频改造后,电机实现软启软停,启动电流不超过电机额定电流的1.4倍,对电网无任何冲击,电机使用寿命延长。在整个运行范围内,电机可保证运行平稳,损耗较小,温升正常,无任何异常振动和噪音。

(5)增加了电机的保护功能。与原来旧系统相比较,变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升等多项保护功能。

(6)增强系统运行的可靠性。高压变频调速系统适应电网电压波动能力强,电网电压在-35%~+15%之间波动,系统均可正常运行。

3 结语

空压机高压电机变频节能改造项目实施完成,实现了电机节能35%,同时降低了设备故障率,延长了空压机的检修周期。变频器设有工频、变频手动转换开关,以便在变频故障时可以手动切换到工频状态运行,并且工频和变频有互锁装置。

参考文献

空压机变频改造总结 篇9

1 PLC和变频器在空压机节能改造中的应用情况

1.1 空压机工作过程

空压机主要是由电动机、压缩腔及储气罐等部件构成的, 空气的进入主要经过两个组件, 一是空气过滤器, 其主要负责对空气的有效过滤, 另一个组件是调节阀, 此阀门主要用于对压缩腔的有效调控, 而压缩腔是空压机的关键部件之一, 其主要由滑片及气缸等组件构成, 而其中最为关键的元件之一转子, 其运转模式则是, 根据气缸结构, 采用偏心模式进行。而元件滑片, 则置于转子凹槽里面, 其移动的推力, 主要来自于离心力。此外空压机中海油一个重要系统, 即是注油系统, 该系统的主要功效是, 有效保障空压机冷却, 同时最大限度的降低润滑油的消耗, 为了避免空压机内各组件间的磨损, 该系统可以通过在气缸表面, 注入适量润滑油, 使其生成薄膜, 从儿达到减少磨损情况发生的目的。吸入的空气经过压缩机处理后, 其成分中往往包含少量油气, 且其温度较高, 而两者的分离方法是, 借助空气冷却器, 可以使混合气体中空气分离出来, 而通过油冷却器, 则可以有效的将油气冷却并分离出来, 前者流入储气罐, 后者流入储油罐。

1.2 PLC和变频器节能原理

由于空压机其在正常运转时, 其主要的运转模式有加、减载两种, 而引发空压机能耗较高的原因, 则主要出在减载模式中, 因为此时电动机处于空转状态下, 没有做有效功, 因而造成极大的不必要资源损失, 而变频器的应用, 则能有效应对这一问题, 其可以采取调整其频率的方法, 来实现对电动机转速的控制, 而空压机出风量, 则主要由电机速率决定, 因而通过控制电机速率, 能够有效的实现对管理压强的掌控, 管理压强只要不超过临界值, 电动机就不会出现空载情况, 从而消耗能源。其具体的原理为:通过PLC和变频器实现对管网压强的有效调控, 使其不超过一定的临界值。借助压力变送器, 获得管理压强, 并将其与临界值对比, 并将对比结果反馈给PLC调节器, 由此得到电机当前运转频率, 并反馈给变频器, 再由其根据实际情况, 计算并输出合理的频率, 对空气压力进行调节, 防止管路压强过载, 造成电机空转, 从而最终实现对空压机能耗的有效降低, 实现其节能改造。

1.3 节能改造过程中应注意的问题

在采用变频器, 对空压机进行节能改造过程中, 应注意以下问题:一是由于空压机在启动的时候, 容易出现负载情况, 导致变频器产生故障, 因而为了保障设备的安全高效运转, 要合理选用变频器, 其选用原则是无速度矢量, 同时还要具有较高转矩;二是要严格控制好空压机的运转频率, 其值至少在25H z以上, 且不能在较长时间内连续工作, 其主要原因是, 低频工作, 为极大的降低气缸润滑效果, 从而造成组件磨损, 缩短其使用寿命, 同时其还会极大的影响设备的安全稳定性;三是为防止设备运转时, 经常出现跳闸等情况, 在变频器的选用方面, 尽量选用功率更高的。同时为降低电磁干扰及噪音, 可以使用交流电抗器。此外, 为了保障空压机的高效稳定运转, 在控制回路的设计方面, 应考虑到今后各种故障, 如变频故障时, 如何保障生产的正常进行, 因此其可以同时设计工频及变频回路。

2 实际案例应用

某企业空压机, 在应用PLC和变频器对空压机, 进行节能改造后, 其相关参数情况为:在电流方面, 减载时达到85A, 加载时达到185A;在运转时间方面, 其年运转时间达到315天, 日运转时间达到11.5小时, 加载用时16秒, 减载用时16秒, 其管路压强达到5.8~6.6MPa, 其功率是120k W.其能有效节省35%电耗。由以上结果可以看出, PLC和变频器能有效实现节能, 同时, 在通过其在空压机中的应用, 能够有效的实现设备的软启动, 从而极大的降低设备工作时产生的噪音, 以及其对电网的冲压, 在保障设备安全高效运转的同时, 又极大的降低了其出现损坏的情况, 极大的节约了企业经济成本。

3 结语

由以上可以看出, PLC和变频器在空压机中的应用, 能有效的对其进行节能改造, 极大的降低其能耗, 降低其工作时的噪音污染, 同时对于保障设备的安全高效运行, 也有着积极作用。

摘要：随着社会经济的快速发展, 各工业领域的不断进步, 空压机作为在多个工业领域广泛应用的重要设备, 其在促进工业生产力及生产效率的提高, 为社会创造巨大经济效益, 以及推动各工业领域健康可持续发展的过程中, 发挥举足轻重的作用。然而随着空压机技术的不断发展各变革, 当前其仍然存在着不少问题, 尤其是其在运行过程中, 具有较高的能耗, 且产生较大的噪音污染, 同时其智能化水平也不高等问题, 其造成了极大的资源的不必要浪费的同时, 也为企业带来了重大经济损失, 提升企业运营成本, 阻碍企业进一步发展壮大, 因而加大对空压机节能改造的研究, 有着积极意义。本文将就变频器以及PLC, 在空压机节能改造过程中的应用情况进行详细分析。

关键词：变频器,PLC,空压机,节能改造,应用

参考文献

[1]黄惠明.PLC与变频器在锅炉节能改造中应用探讨[J].科技风, 2013 (05) :97.

[2]孙晓东, 赵云龙, 焦志刚.变频器在空压机节能改造中的应用体会[J].科技创新与应用, 2013 (23) :126.