空壓機(jī)是企業(yè)生產(chǎn)中的一個重要設(shè)備,很多時(shí)候企業(yè)用電人員明知道空壓機(jī)耗電量大,卻不知從何處入手開始改造。今天我們用一個空壓機(jī)變頻改造案例來看如何穩(wěn)定壓力并且保持低頻、低速運(yùn)行,從而達(dá)到節(jié)電效果,同時(shí)還能提高用電功率因數(shù),降低無功損耗。
設(shè)備現(xiàn)狀
新聯(lián)電子共有二臺斯可絡(luò)SCR20M-8/SKT/15雙螺桿空壓機(jī),運(yùn)行方式為一用一備,運(yùn)行一臺即能滿足車間正常用氣,車間用氣壓力達(dá)到0.55Mpa即可滿足設(shè)備用氣壓力要求??諝鈨蘅刂茐毫?.62Mpa~0.7Mpa。
現(xiàn)運(yùn)行情況
負(fù)荷變化曲線
電流曲線
從日負(fù)荷曲線、電流曲線可以看出,這是普通空壓機(jī)運(yùn)行的典型負(fù)荷曲線,是由空壓機(jī)的運(yùn)行特性所導(dǎo)致的。當(dāng)空氣儲罐的壓力下降到設(shè)定壓力下限(0.62Mpa)時(shí),空壓機(jī)加載運(yùn)行(滿載);當(dāng)空氣儲罐的壓力上升到設(shè)定壓力上限(0.7Mpa)時(shí),空壓機(jī)卸載運(yùn)行(空載)??諌簷C(jī)的頻繁加載、卸載運(yùn)行,造成壓縮機(jī)的負(fù)荷變化較大,能耗加大。
功率因數(shù)曲線
從2#空壓機(jī)的功率因數(shù)曲線可以看出,當(dāng)空壓機(jī)加載(滿載)運(yùn)行階段,功率因數(shù)較高(0.89);當(dāng)空壓機(jī)卸載(空載)運(yùn)行階段,功率因數(shù)較低(0.62)。所以,空壓機(jī)以進(jìn)、排氣閥控制加載、卸載模式控制排氣量的運(yùn)行方式是非常不經(jīng)濟(jì)的。
空壓機(jī)電壓波動
從電壓波動曲線可以分析出,由于空壓機(jī)的頻繁加載、卸載運(yùn)行,對電壓波動也有較大的影響,線路壓降增大,導(dǎo)致?lián)p耗增加。
節(jié)能改造方案
在保留原有空壓機(jī)的基本運(yùn)行控制、保護(hù)模式功能下,對主機(jī)控制模式進(jìn)行改造,增加一臺帶矢量控制功能、恒轉(zhuǎn)矩輸出的變頻器控制主機(jī)運(yùn)行,利用安裝在儲氣罐上的壓力變送器,檢測罐內(nèi)空氣壓力,輸出與壓力相對應(yīng)的4-20mA信號給變頻器,利用變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能,行成閉環(huán)調(diào)節(jié)控制,使變頻器輸出的頻率變化,按設(shè)定的輸出壓力進(jìn)行自動反饋調(diào)節(jié),保證儲氣罐怛壓供氣,保證車間用氣壓力平穩(wěn)。由于空壓機(jī)在輸出穩(wěn)定壓力工況下,主電機(jī)低頻、低速運(yùn)行(n=60f/p),電機(jī)輸出功率大大降低(因?yàn)榭諌簷C(jī)軸功率近似與轉(zhuǎn)速的3次方成正比)節(jié)電效果非常明顯。使用變頻器驅(qū)動,還可提高用電功率因數(shù),降低無功損耗。
節(jié)能效果
空壓機(jī)采用變頻器控制系統(tǒng)后,空氣壓縮機(jī)組的供氣量與系統(tǒng)所需量動態(tài)匹配,壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速會隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié),避免了電機(jī)空轉(zhuǎn)以及頻繁的加、卸載所帶來的能量損耗,電機(jī)的輸入功率大大降低,節(jié)電效果顯著。一般來說,對于連續(xù)用氣的空壓機(jī)系統(tǒng),隨用氣量的變化,電動機(jī)運(yùn)行頻率在25-50Hz 之間動態(tài)調(diào)節(jié),除去其它損耗,系統(tǒng)的節(jié)電率一般可達(dá)18%~35%。
節(jié)電費(fèi)用
空壓機(jī)日用電量
只需花費(fèi)8000元改造,空壓機(jī)電費(fèi)一年便可減少30%,約22307元。