淺談：變頻空壓機與空壓機節(jié)能改造

時間：2024-10-31

變頻式空壓機是用壓力感測器即時感應系統(tǒng)中實際氣壓和用氣量。通過電器控制和變頻控制的精確配合，在不改變空壓機馬達轉矩(即拖動負載的能力)的前提下來即時控制馬達轉速(即輸出功率)，經由改變壓縮機轉速，來響應系統(tǒng)壓力的變化，并保持穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力(設定值)，以實現(xiàn)高品質壓空氣的按需輸出。當系統(tǒng)消耗風量降低時，此時壓縮機提供的壓縮空氣大于系統(tǒng)消耗量，變頻式壓縮機會降低轉速，同時減少輸出壓縮空氣風量;反之則提高馬達運轉速增加壓縮空氣風量，以保持穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力值。它和風機電機水泵節(jié)電一樣，根據負載變化，控制輸入的電壓頻率，跟變頻器原理相同。

變頻空壓機

1、變頻空壓機的壓力設定可以是一點，即可以將滿足生產設備要求的較低壓力作為設定壓力，變頻空壓機將根據管網壓力上下波動的趨勢，調節(jié)空壓機轉速的快慢，甚至消除了空壓機的卸載運行，節(jié)約了電能。

2、由于變頻空壓機使得管網上下壓力穩(wěn)定，可以降低甚至消除壓力的波動，從而使系統(tǒng)中所有運行的空壓機都在一個滿足生產要求的較低的壓力下運行，減少了壓力向上波動造成的功率損失。

3、由于空壓機不能排除在滿負載狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，只能按較大需求來決定電動機的容量，故設計容量一般偏大。在實際運行中，輕載運行的時間所占的比例是非常高的。故采用變頻調速，可大大提高運行時的工作效率。因此，節(jié)能潛力很大。

4、有些調節(jié)方式(如調節(jié)閥門開度和改變葉片的角度等)，即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動機的運行功率。采用了變頻調速后，當需求量較小的情況下，可降低電動機的轉速，減小電動機的運行功率，從而進一步實現(xiàn)節(jié)能。

5、單電動機拖動系統(tǒng)大多不能根據負載的輕重連續(xù)地調節(jié)。而采用了變頻調速后，則可以十分方便地進行連續(xù)調節(jié)，能保持壓力、流量、溫度等參數的溫度，從而大大提高空壓機的工作性能。

空壓機節(jié)能

一般廠家在設計空壓機的裝機容量時，都是按照廠里的較大生產工況來考慮的，而普通情況下，由于各種原因，只能用到產能的60%-80%。這個因素是節(jié)能空壓機之一;

空壓機的加卸載是空壓機運行工況的一個重要性能，加載時間和卸載時間是空壓機運行的重要參數，加載過程是負載需求較大情況，此時監(jiān)測電機運行數據并記錄，卸載過程是負載需求較小的情況，此時監(jiān)測電機運行數據并記錄。從數據比較可以看出，加卸載有著不同的電能量消耗，而加卸載是由于出口供氣壓力波動產生的，調節(jié)電機轉速取消加卸載過程，達到恒壓供氣的目的，如果一臺空壓機的加載率達到或者**過了80%，那么它的節(jié)能空間是很小的，沒有改進的必要，這個因素也是節(jié)能改造空間之一。

空壓機變頻改造

一變頻節(jié)能技術改造的關鍵點

? 變頻器的性能正弦變頻器經過長達數年的變頻技術研究和變頻結構技術開發(fā)，在變頻矢量技術方面已經**成功并在多個領域得到良好的應用效果，如今的正弦變頻器已擁有四個系列多種領域**產品，由于空壓機是恒轉矩負載特性，所以我們選用性能和性價比都很優(yōu)良的G系列產品。

? 整體設計的控制變頻技術改造整體控制要考慮到設備運用的安全，保留原來的工頻電氣回路，實現(xiàn)工變頻**切換。同時在保護回路上考慮各種工況下的可靠性。

? 設備油路系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備油路系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)的改進是空壓機變頻改造成功的要點，根據不同的設備狀況和ATLAS COPCO系列油路系統(tǒng)情況做必要的硬件改進，保證在低速運行狀態(tài)設備的運行長期穩(wěn)定。

變頻節(jié)能改造應用優(yōu)化分析節(jié)能改造設計要求根據原工況存在的問題并結合生產工藝要求。

二空壓機變頻改造后系統(tǒng)應滿足以下要求：

1.電機變頻運行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不能**過±0.2bar。

2.系統(tǒng)應具有變頻和工頻兩套控制回路。

3.根據空壓機的工控要求，系統(tǒng)應**電動機具有恒轉矩運行特性。

4.為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸出端應有抑制電磁干擾的有效措施。

5.在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運行時，**電機繞組溫度和電機的噪音不**過允許的范圍。

6.考慮到系統(tǒng)以后擴展問題，變頻器滿足將來工控擴展的要求。

7.在該變頻器上端加裝輸入電抗器，有效的抑制了變頻器對電網的干擾。

三空壓機變頻節(jié)能改造的優(yōu)點

1. 節(jié)能變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)控制的壓縮機比較，能源節(jié)約是較有實際意義的。根據空氣量需求來供給的壓縮機工控是經濟的運行狀況。節(jié)省電費約20%以上，約半年即可回收投入的資金。

2. 運行成本降低。傳統(tǒng)壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。

3. 提高壓力控制精度，變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力，使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高，所以它可以使管網的系統(tǒng)壓力變化保持在±0.2bar范圍內，有效地提高了工況的質量。

4. 延長壓縮機的使用壽命。變頻器從0Hz起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。

5. 降低了空壓機的噪音。根據壓縮機的工況要求，變頻調速改造后，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音?，F(xiàn)場測定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約3至7分貝。

6. 此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到較低程度。

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