空壓機變頻恒壓供氣節能
發布時間:2019-07-12 09:41:25來源:
空壓機在工業生產中有著廣泛地應用。它擔負著為所有氣動元件,包括各種氣動閥門,提供氣源的職責。因此它運行的好壞直接影響生產工藝。空壓機的種類主要有活塞式、螺桿式,但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。
2 電機原理及空壓機加、卸載供氣控制方式存在的電能浪費
2(1)交流異步電動機的轉速公式為:
n=60f(1-s)/p
其中 n—電機轉速 f—運行電頻率;
p—電機極對數 s—轉差率;
2(2) 空壓機加、卸載供氣控制方式存在的問題
2.1 能耗分析
加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在Pmin~Pmax之間來回變化。Pmin是比較低壓力值,即能夠保證用戶正常工作的比較低壓力。一般情況下,Pmax、Pmin之間關系可以用下式來表示:
Pmax=(1+δ)Pmin
δ是一個百分數,其數值大致在15%~30%之間。
在加、卸載供氣控制方式下的空壓機,所浪費的能量主要在2個部分:
(1) 加載時的電能消耗
在壓力達到比較小值后,原控制方式決定其壓力會繼續上升直到比較大壓力值。在加壓過程中,一定要向外界釋放更多的熱量,從而導致電能損失。另一方面,高于壓力比較大值的氣體在進入氣動元件前,其壓力需要經過減壓閥減壓,這一過程同樣是一個耗能過程。
(2) 卸載時電能的消耗
當壓力達到壓力比較大值時,空壓機通過如下方法來降壓卸載:關閉進氣閥使電機處于空轉狀態,同時將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調節方法要造成很大的能量浪費。據我們測算,空壓機卸載時的能耗約占空壓機滿載運行時的10%~25%(這還是在卸載時間所占比例不大的情況下)。換言之,該空壓機20%的時間處于空載狀態,在作無用功。很明顯在加卸載供氣控制方式下,空壓機電機存在很大的節能空間。
2.2 其它不足之處
(1)靠機械方式調節進氣閥,使供氣量無法連續調節,當用氣量不斷變化時,供氣壓力不可避免地產生較大幅度的波動。用氣精度達不到工藝要求。再加上頻繁調節進氣閥,會加速進氣閥的磨損,增加維修量和維修成本。
(2) 頻繁采用打開和關閉放氣閥,放氣閥的耐用性得不到保障。
3 恒壓供氣控制方案的設計
針對原有供氣控制方式存在的諸多問題,可應用變頻調速技術進行恒壓供氣控制。采用這一方案時,我們可以把管網壓力作為控制對象,壓力變送器YB將儲氣罐的壓力P轉變為電信號送給PID智能調節器,與壓力設定值P0作比較,并根據差值的大小按既定的PID控制模式進行運算,產生控制信號送變頻調速器VVVF,通過變頻器控制電機的工作頻率與轉速,從而使實際壓力P始終接近設定壓力P0。同時,該方案可增加工頻與變頻切換功能,并保留原有的控制和保護系統,另外,采用該方案后,空壓機電機從靜止到旋轉工作可由變頻器來啟動,實現了軟啟動,避免了啟動沖擊電流和啟動給空壓機帶來的機械沖擊。