空压机的节能改造

一．引言 由于空压机是结构复杂的通用设备，运转时间长，配备电机功率较大，因而降低空压机的功耗，提高空压机的经济运行，对节能具有一定意义。尤其是多台大小不一的空压机并网运行。随着变频调速技术和ＰＬＣ可编程控制器的成熟发展和广泛应用，将使这一情况得到改变。 二．原有三台空压机工作控制原理 空压机的驱动轴上所需要的轴功率，与排气压力、空压机转速有直接的关系。由于压缩空气的使用随时在变化，空压机并不经常在额定工况下运行，而空压机排气压力的高低则直接影响到实际轴功率的大小。排气压力越高，所需轴功率也越大。试验证明满负载时，空压机的输入电流（功率）与排气压力的关系符合图1曲线与关系式。 其次，为满足用气量的随时变化要求，储气罐内气体必须保持一定的压力，我公司运行压力为0.7～0.80MPA，对于空压机气量的供求关系表现为排气压力的变化，空压机排气量正好满足生产用气量要求时，储气压力保持不变，若能维持这种状态当然最佳，但实际上用气量是随时变化的，而且设计冗余量较大，所以空压机排气量都要大于用气量，目前如果空压机仍恒速运转，则储气罐内的气体越积越多，当罐内压力上升达到设定压力时，现有三台螺杆式空压机，虽然都有各自的PLC控制，工作压力到达设定值时，自动卸压、空压机卸荷运行，不产生压缩气体，电动机处于空载运转，其用电量仍为满负载的51%，这部分电能被白白浪废掉。目前，我厂已有一台55KW空压机作连续运行，二台37KW的空压机作交替卸荷运行，经测定其中有一台37KW的空压机2/3的时间是卸荷运行，而55KW 的空压机连续运行，而且两台电动机频繁交替启动，空压机的空载启动电流大约是额定电流的5-7倍，对电网及其它用电设备冲击较大，同时使空压机的使用寿命也会缩短。 三、控制方案 三台空压机采用全变频器恒压控制；采取先进的PLC可编程控制， 由压力变送器输出的4～20mA（相对应的压力为0～1MPa）的模拟信号经过PID自整定，输入到同步控制器中作给定，由同步控制器三路（按一定比例）输出4～20mA的模拟电流到三台矢量型变频器控制三台空压机的运转，并利用它的自整定与同步控制器、三台变频器组成一个闭合回路；如图所示。从而达到持续输出0.75 MPa的压力供气 采用全数字空间电压矢量ＳＶＰＷＭ控制算法，减少输出电流的谐波成份，使电机运行更加平稳高效；零速追踪。还具有过流保护、过压保护、过载保护、、过压失速保护、、过流失速保护。从而实现空压机的供气压力—转速的动态匹配，减少了电机的实际输入功率，达到节能目的。即电机的转速由供气压力来控制，压缩机需要多大的功率，电机就输出多大的功率，而不必做无用功;解决了大空压机持续满荷载运行的难题。从而取得良好的节能效果，电机不存在轻载运行，这部分能量很可观。据统计资料显示平均每天节电620度。 四、改革的效果 　　供气压力稳定，通过PLC控制启停、PID调节器的设定,可使空压机保持在设定的压力值下工作，压力稳定可靠性高，而且对三台电机实现软启动，压缩机的使用寿命及检修周期都将得到大大延长。空压机排气量由空压机的转速来控制，气缸内气阀片不再反复地开启和关闭，阀座、弹簧等工作条件大大改善，避免了高温、高压气体急剧的流动与冲击，维修工作量减少。 参考文献 1． SCD08C21A同步控制器说明书 2． 深圳英威腾 CHV系列高性能矢量变频器说明书 相关论文 1． 安邦信变频器在化工行业的应用