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空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能原理 

空壓機(jī)變頻改造方案

●空壓機(jī)的注意事項(xiàng) 

1)空壓機(jī)是大轉(zhuǎn)動慣量負(fù)載，這種啟 動特點(diǎn)就很容易引起V/F控制方式的變頻器     在啟動時(shí)出現(xiàn)蹼過流保護(hù)的情況，建議選用具有高啟 動轉(zhuǎn)矩的無速度傳感器矢量變頻呂，保證即能實(shí)現(xiàn)恒壓供氣連續(xù)性，又保證設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行; 

2)空壓機(jī)不允許長時(shí)間在低頻下運(yùn)行，當(dāng)空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速 過低，一方面將使 空壓機(jī)的工作穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體的潤滑變差，會加快磨損，所以工作的下限步率應(yīng)不低于20HZ; 

3)為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分理，減小因高次諧波引起的電磁干擾，建議選用輸出交流電抗器，還可以減小電機(jī)運(yùn)行噪音和溫升，提高電動機(jī)的穩(wěn)定性。

空壓機(jī)變頻改造后的效益 

●節(jié)約能源  變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)制的壓縮機(jī)比較，能源節(jié)約是zui有實(shí)際意義的，根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)持狀。 

●運(yùn)行成本的降低  傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成：初始采購成本，維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機(jī)成本的70%。通過能源成本降低30%以上，再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少，維護(hù)和維修量也跟隨降低，所以運(yùn)行成本將大大降低

●提高壓力控制精度  變頻控制系統(tǒng)具有的壓力控制能力。使壓縮機(jī)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(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制機(jī)電速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在要求范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。 

●延長壓縮機(jī)的使用壽命  變頻器從OHZ起動壓縮機(jī)(軟起動)，它的起動加速時(shí)間可以調(diào)整，從而減少超導(dǎo)勸時(shí)對壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機(jī)的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動時(shí)電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到zui低程度

●低了空壓機(jī)的噪音  根據(jù)壓縮機(jī)的工況要求，變頻控制改造后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音，據(jù)以往現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)測定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約６至１１分貝。2.通過改造空壓機(jī)的控制系統(tǒng)，是其節(jié)能效果可達(dá)20-50%。

■投資回收期 

1. 改造后空壓機(jī)節(jié)省電費(fèi)  132KW的電機(jī)以運(yùn)行頻率40Hz~45Hz為例，其工作轉(zhuǎn)速的80%~90%，電機(jī)消耗的軸功率為P%==0.512Pn~0.729Pn每年生產(chǎn)按11月計(jì)，每月按30天計(jì)，每天按24小時(shí)計(jì)，考慮各種損耗后以節(jié)電27%~37%

空氣壓縮機(jī)的工作原理 

我們知道，壓縮機(jī)在1640年由德國試制成功到目前已有幾百年歷史。壓縮機(jī)是一種將氣體壓縮從而提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器，例如：活塞式空壓機(jī)是由電動機(jī)帶動皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動曲軸，帶動連桿與活塞桿，使活塞在壓縮機(jī)氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，完成吸入、壓縮、排出等過程,將無壓或低壓氣體升壓，并輸出到儲壓罐內(nèi)。其中，活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。 

空氣壓縮機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的許多部門中應(yīng)用極廣，特別是在石油、化工、動力等工業(yè)領(lǐng)域中已成為*的關(guān)鍵設(shè)備，是許多工業(yè)部門工藝流程中的核心設(shè)備。提供自動化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力，是生產(chǎn)流程順暢之要素，瞬間的壓降，即會影響產(chǎn)品品質(zhì)。 原系統(tǒng)存在的問題  由于空壓機(jī)不能排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)行的可能性，所以只能按zui大需要來決定電動機(jī)的容量，設(shè)計(jì)余量一般偏大。工頻起動設(shè)備時(shí)的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)量大。雖然都是降壓啟動，但起動時(shí)的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全，而且大多數(shù)是連續(xù)運(yùn)行，由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動電機(jī)本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實(shí)現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機(jī)不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行，電能浪費(fèi)巨大。 

經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個(gè)氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力延長壓縮機(jī)的使用壽命。空壓機(jī)的有些調(diào)節(jié)方式（如調(diào)節(jié)閥門或調(diào)節(jié)卸載等方式）即使在需要流量較小的情況下，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，電機(jī)功率下降幅度比較小。 

綜上所述，若能采用變頻調(diào)速技術(shù)，當(dāng)流量需要量減少時(shí)，就可降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而較大幅度減小電動機(jī)的運(yùn)行功率，便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的變頻改造方案設(shè)計(jì)要求  根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求： 1) 主電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不超過±0.02Mpa； 2) 系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路，確保變頻出現(xiàn)異常跳保護(hù)時(shí)，不影響生產(chǎn)；  3) 在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過允許的范圍。

2. 空壓機(jī)變頻改造的注意事項(xiàng) 

1)  空壓機(jī)是大轉(zhuǎn)動慣量負(fù)載，這種啟動特點(diǎn)就很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動時(shí)出現(xiàn)跳過流保護(hù)的情況，建議選用具有高啟動轉(zhuǎn)矩的無速度傳感器矢量變頻器，保證即能實(shí)現(xiàn)恒壓供氣連續(xù)性，又保證設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行；

2)  空壓機(jī)不允許長時(shí)間在低頻下運(yùn)行，當(dāng)空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速過低，一方面將使空壓機(jī)的工作穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體的潤滑變差，會加快磨損。所以工作的下限頻率應(yīng)不低于20Hz；

3)  為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分量，減小因高次諧波引起的電磁干擾，建議選用輸出交流電抗器，還可以減小電機(jī)運(yùn)行噪音和溫升，提高電動機(jī)的穩(wěn)定性。

變頻器在空壓機(jī)改造應(yīng)用原理

1、空壓機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。         

空壓機(jī)的種類有很多，有活塞式空壓機(jī)、螺桿式空壓機(jī)、離心式空壓機(jī)，但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。該供氣控制方式雖然原理簡單、操作簡便，但存在能耗高，進(jìn)氣閥易損壞、供氣壓力不穩(wěn)定等諸多問題。隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，低耗的技術(shù)已愈來愈受到人們的關(guān)注。在空壓機(jī)供氣領(lǐng)域能否應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)省電能同時(shí)改善空壓機(jī)性能，提高供氣品質(zhì)就成為我們關(guān)心的一個(gè)話題。   

2、空壓機(jī)工作原理目前空壓機(jī)上都采用兩點(diǎn)式控制（上、下限控制）或啟停式控制（小型空氣壓縮機(jī)），也就是當(dāng)壓縮氣體氣缸內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值上*，空壓機(jī)通過本身氣壓或油壓關(guān)閉進(jìn)氣閥，小型空氣壓縮機(jī)則停機(jī)。         

當(dāng)壓力下降到設(shè)定值下*，空壓機(jī)打開進(jìn)氣閥，小型空壓機(jī)則又啟動。傳統(tǒng)的控制方式容易對電網(wǎng)造成沖擊，對空壓機(jī)本身也有一定的損害，當(dāng)用氣量頻繁波動時(shí)，尤其明顯。        

正常工作情況下，空氣被壓縮到儲氣罐。空壓機(jī)各點(diǎn)的檢測（包括壓縮空氣溫度、壓力，鏍桿溫度、冷卻水壓力、溫度和油壓、油溫等等）和整體控制由主控制單板機(jī)控制。        

當(dāng)空壓機(jī)出口壓力達(dá)到設(shè)定值上*，通過油壓分路閥關(guān)閉進(jìn)氣口，同時(shí)打開內(nèi)循環(huán)管路，作自循環(huán)運(yùn)行。此時(shí)用氣單位繼續(xù)用氣。當(dāng)壓力下降到設(shè)定值下*，油壓分路閥關(guān)閉循環(huán)管路，打開空氣進(jìn)口，空氣又由過濾器經(jīng)壓縮到儲氣罐中。在靜態(tài)，原起動方式（Y-△），及加載、卸載時(shí)對電網(wǎng)供配電設(shè)備及鏍桿都會造成*的沖擊。尤其是能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。         

主電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，軸功率將下降很多。節(jié)能潛力相當(dāng)大。）變頻節(jié)能的效果是十分顯著的，特別是調(diào)節(jié)范圍大的系統(tǒng)及設(shè)備，通過實(shí)際應(yīng)用可以直觀的看出在流量變化時(shí)只要對轉(zhuǎn)速（頻率）稍作改變就會使軸功率有更大程度上的改變，就因有此特點(diǎn)使得變頻調(diào)速（節(jié)能）方式成為一種趨勢并且不斷深入的應(yīng)用于各行業(yè)及其各種調(diào)整領(lǐng)域。    3、加、卸載供氣控制方式存在的問題          

3.1耗能分析我們知道，加、載控制方式使得壓縮氣體的壓力在之間來回變化。是zui低壓力值，即能夠保證用戶正常工作的zui低壓力。一般情況下，之間關(guān)系可以用下式來表示：是一個(gè)百分?jǐn)?shù)，其數(shù)值大致在10%～25%之間。而若采用變頻調(diào)速技術(shù)可連續(xù)調(diào)節(jié)供氣量的話，則可將管網(wǎng)壓力始終維持在能滿足供氣壓力上，即附近。由此可知，在加、卸載供氣控制方式下的空壓機(jī)較之變頻系統(tǒng)控制下的空壓機(jī)，

浪費(fèi)的能量主要在2個(gè)部分：

（1）壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量在壓力達(dá)到Pmin后，原控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升（直到Pmax）。這一過程同樣是一個(gè)耗能過程。         

（2）卸載時(shí)調(diào)節(jié)方法不合理所消耗的能量通常情況下，當(dāng)壓力達(dá)到Pmax時(shí)，空壓機(jī)通過如下方法來降壓卸載：關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大的能量浪費(fèi)。  

其它不足之處         

（1）靠機(jī)械方式調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，使供氣量無法連續(xù)調(diào)節(jié)，當(dāng)用氣量不斷變化時(shí)，供氣壓力不可避免地產(chǎn)生較大幅度的波動。用氣精度達(dá)不到工藝要求。再加上頻繁調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥，會加速進(jìn)氣閥的磨損，增加維修量和維修成本。

為寒冷地區(qū)起動專門設(shè)計(jì)的進(jìn)氣加熱裝置，確保啟動前柴油機(jī)進(jìn)氣溫度在35℃左右。  ●采用以前只在高壓機(jī)組上才使用的壓力機(jī)，在啟動瞬間強(qiáng)行關(guān)閉進(jìn)氣閥門，以達(dá)到輕載啟動的目的。

●整機(jī)四周寬敞的維護(hù)邊門，更方便日常的檢修與保養(yǎng)，減少了維護(hù)時(shí)間并降低了操作維護(hù)成本。

●儀表板上可全面顯示運(yùn)行和故障信息，便于操作和維修，降低設(shè)備故障率。 

●所以液體的排放，包括：發(fā)動機(jī)冷卻液、發(fā)動機(jī)機(jī)油、壓縮機(jī)潤滑油、燃油都可以通過單獨(dú)的球閥非常快速容易的進(jìn)行排放。球閥帶有安全塞，防止液體的意外排放。  ●儀表板位于機(jī)組前方，有獨(dú)立的保護(hù)面板，無需打開主維修門就能進(jìn)行操作與監(jiān)控。儀表板上還應(yīng)裝有照明燈，利于夜間操作。 

●壓縮機(jī)排氣溫度高、柴油機(jī)機(jī)油壓力低、柴油機(jī)冷卻水溫高、冷卻水位低和燃油油位低停機(jī)保護(hù)裝置。

空壓機(jī)

全名為空氣壓約定宿機(jī)，是一種工礦業(yè)中zui常用的空氣動力提供設(shè)備。通常空壓機(jī)分為螺桿式空壓、活賽式空壓機(jī)等。

●螺桿式空壓機(jī)工作原理  

螺桿式空壓機(jī)是由一對相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子（或稱桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽和陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。

●活賽式空壓機(jī)工作原理  

活賽式空壓機(jī)是由電動機(jī)帶動皮帶輪通過聯(lián)軸呂直接驅(qū)動曲軸，帶動邊桿與活塞桿，使活塞 在壓縮機(jī)氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，完成入、壓縮、排出等過程，將無壓或低壓氣體升壓，并輸?shù)絻汗迌?nèi)。其中，活塞組件，活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。

空壓機(jī)系統(tǒng)控制    

空壓機(jī)主電機(jī)運(yùn)行方式為星三角降壓起動后全壓運(yùn)行，供氣系統(tǒng)具體工作流具體工作流程為：當(dāng)按下啟動按鈕，控制系統(tǒng)掃通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機(jī)在卸載模式下啟動，這時(shí)進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等 降壓N秒（由時(shí)間繼電器控制）后空壓機(jī)開始加載運(yùn)行，系統(tǒng)壓力開始上。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開關(guān)上限值，即起跳壓力，控制器使 進(jìn)氣閥關(guān)閉，油氣分離器放氣，壓縮機(jī)空載運(yùn)行，直到系統(tǒng)壓力降到壓力開關(guān)下限值后，即回跳壓力下，控制呂使進(jìn)氣閥打開，油氣分離呂放氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)打開，壓縮機(jī)打開，油氣分離器放氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。

■空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能分析 

在管道供氣系統(tǒng)中，zui基本的制對象是流量，供氣充的基本任務(wù)就是要滿足用戶對流量的需求。目前，常見的氣體流理控制方式有加、卸載供氣控制方式和轉(zhuǎn)速控制方式兩種。

●加、卸載供氣控制  加、卸載供氣控制方式即為進(jìn)氣閥開關(guān)控制方式，即壓力達(dá)到上*關(guān)閥，壓縮機(jī)進(jìn)人輕載運(yùn)行壓力抵達(dá)下*開閥，壓縮機(jī)進(jìn)入滿載運(yùn)行。  由于空壓機(jī)不能排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長時(shí)間運(yùn)行的可能性，所以只能按zui大需要來決定電動機(jī)的容量，設(shè)計(jì)余量一般偏大。工頻起動設(shè)備時(shí)的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)量大。雖然都是降壓啟動，但起動時(shí)的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全，而且大多數(shù)是連續(xù)運(yùn)行，由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動電機(jī)本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實(shí)現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機(jī)不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行，電能浪費(fèi)巨大。  經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個(gè)氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力延長壓縮機(jī)的使 用壽命。空壓機(jī)的有些調(diào)節(jié)方式（如調(diào)節(jié)閥門或調(diào)節(jié)卸載等方式）即使在需要流量較小的情況下，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，電機(jī)功率下降幅度比較小。

●轉(zhuǎn)速控制  即通過改空壓機(jī)的圍 速 來市井 節(jié)流量，而閥門的開度保持不變（一般保持zui大開度）。當(dāng)空壓機(jī)轉(zhuǎn)速 改時(shí)，供氣系統(tǒng)的揚(yáng)程 特性隨之改變，而管阻特性不變。