2005年第7期節(jié)能(總第276期)ENERGY CONSERVATION天車空壓機(jī)的節(jié)能改造朱有輝,閃財(cái)邦(中國鋁業(yè)青海分公司第一電解廠,青海大通810108)摘要:本文從有效節(jié)約電能的角度出發(fā),分析丁XF-100空壓機(jī)的工作原理,針對存在的問題,提出了運(yùn)用變頻器進(jìn)行控制的方案。關(guān)鍵詞:空壓機(jī);變頻器;壓力閉環(huán);節(jié)能中圖分類號:TH45文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1004-7948(2005)07-0039-021引言果。例如當(dāng)用氣量是額定供氣量的50%時(shí),節(jié)電率中國鋁業(yè)青海分公司第一電解廠有多功能天車可達(dá)40%以上。12臺,每臺天車安裝1臺上海英格索蘭XF-100空(2)利用變頻器的節(jié)能模式可使電機(jī)在輕載時(shí)壓機(jī),用于電解生產(chǎn)打殼、下料等作業(yè),但由于空壓以最高效率運(yùn)行,減少不必要的電能損耗機(jī)電機(jī)控制方式為Y-△啟動(dòng),空壓機(jī)沒有儲(chǔ)氣壓(3)根據(jù)嚴(yán)格的EMS標(biāo)準(zhǔn),高效的PwM變頻力罐,在天車暫停作業(yè)時(shí),空壓機(jī)多余的壓縮空氣靠器使用高速低耗的IGBT,降低諧波失真和電機(jī)的排氣電磁閥3SV、8S動(dòng)作進(jìn)行排氣,壓縮空氣直電能損失接排到大氣中,浪費(fèi)能源。用調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法(4)可使電機(jī)啟動(dòng)、加載時(shí)的電流平緩上升,沒同樣可以調(diào)整供氣量,由于空壓機(jī)基本上屬于恒轉(zhuǎn)有任何沖擊;可使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟停避免反生電流造成矩負(fù)載,用變頻調(diào)速的方法調(diào)整供氣量能使電機(jī)的的危害有利于延長設(shè)備的使用壽命;避免因電流峰輸出功率基本與轉(zhuǎn)速(供氣量)成正比關(guān)系,達(dá)到很值帶來的電力公司的罰款。好的節(jié)電效果。兩種調(diào)節(jié)方法用電情況如圖1所(5)采用變頻控制系統(tǒng)后,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測供氣管示。變頻控制采用具有矢量控制功能的ABB變頻路中氣體的壓力,使供氣管路中的氣體壓力保持恒器,可使電機(jī)在低速時(shí)也能提供滿足負(fù)載需要的轉(zhuǎn)定從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。矩。同時(shí),ABB變頻器的自動(dòng)節(jié)能模式,可使電機(jī)(6)由于電機(jī)在高效率狀態(tài)下運(yùn)行,功率因數(shù)較在滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求下以最小電流運(yùn)行,達(dá)到更好高降低了無功損耗,節(jié)約了大量電能。的節(jié)電效果。7)保存原釋放閥系統(tǒng),在必要時(shí)可進(jìn)行調(diào)節(jié),非調(diào)速供氣增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。總之,采用恒壓供氣智能控制系統(tǒng)后,不但可節(jié)調(diào)速供氣約30%~40%的電力費(fèi)用,延長壓縮機(jī)的使用壽命,并可實(shí)現(xiàn)恒壓供氣的目的,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2空壓機(jī)變頻控制系統(tǒng)1概述圖1采用變頻調(diào)速控制與否的排氣壓力比較空氣壓縮機(jī)恒壓供氣智能控制系統(tǒng)是由變頻采用恒壓供氣變頻控制系統(tǒng)所帶來的效果如器、壓力傳感器、可編程控制器(PLC)控制單元、軟下件控制單元等組成。此控制系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器檢(1)出氣口釋放閥全部關(guān)閉取消用出氣口釋放測到的中國煤化工寸可編程控制器閥調(diào)節(jié)供氣量的方式,以避免由此導(dǎo)致的電能浪費(fèi)。(PLCCNMHG機(jī)電機(jī)的工作狀取而代之,以變頻器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流態(tài),在精確地控制空壓機(jī)出口壓力的同時(shí),延長壓縮量,使電機(jī)輸出的功率與流量需求基本上成正比關(guān)機(jī)系統(tǒng)的使用壽命,并大幅度地節(jié)約了電能。系,始終使電機(jī)高效率工作,以達(dá)到明顯的節(jié)電效2.2產(chǎn)品特點(diǎn)2005年第7期ENERGY CONSERVATION(總第276期)(1)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的軟啟動(dòng)無峰值電流,啟動(dòng)平動(dòng)機(jī)的工作頻率和轉(zhuǎn)速。3.2配置的選型(2)大幅度降低壓縮機(jī)系統(tǒng)的噪聲;空氣壓縮機(jī)是天車的重要設(shè)備,必須保證每班3)自動(dòng)控制,簡便高效可靠和自保護(hù),無需專4小時(shí)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。空壓機(jī)臺數(shù):12臺;功率人看護(hù);75kW。(4)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),延長壓縮機(jī)系統(tǒng)壽命,減少維護(hù)為了使改造后的控制系統(tǒng)和壓縮機(jī)組的可靠性都得到有效的保證,并使原機(jī)組的性能和節(jié)電率得(5)保證供氣壓力恒定,提高供氣質(zhì)量;到大幅度的提高,我們選用了ABB變頻器,OM(6)大量節(jié)約電能;RON PLC及其它進(jìn)口配件。(7)保存原軟啟動(dòng)系統(tǒng),本控制系統(tǒng)的變頻一工ABB變頻器的主要性能特點(diǎn):頻切換功能可以使變頻控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)將壓縮(1)自啟動(dòng)快,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)機(jī)電機(jī)切換到原軟啟動(dòng)系統(tǒng)工頻工作,以確保壓縮200%。機(jī)組可以正常工作。(2)快速的階越轉(zhuǎn)矩上升,上升時(shí)間小于5ms3改造方案(3)擁有完整的電壓等級和防護(hù)等級,防護(hù)等級3.1控制原理可達(dá)到IP54,電源電壓為380~690V。空壓機(jī)在啟動(dòng)時(shí),內(nèi)部有少量的滯留氣壓,啟動(dòng)(4)通過磁通優(yōu)化,可使變頻器和電動(dòng)機(jī)總效率和加減速運(yùn)行時(shí)要求變頻器反應(yīng)快速,因此,我們選提高1%~10%。用ABB變頻器。調(diào)節(jié)方式采用閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié),控制(5)軟件的組態(tài)功能方便靈活,通過調(diào)用預(yù)置的系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器檢測到空壓機(jī)出口的壓力信號應(yīng)用宏,可完成標(biāo)準(zhǔn)變頻器功能的設(shè)定。值,經(jīng)過AD模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的信號轉(zhuǎn)換后,通(6) ABBACS600可以在0~55℃的環(huán)境溫度無過可編程控制器(PLC)和變頻器調(diào)整單臺壓縮機(jī)電障礙運(yùn)行(一般空壓機(jī)安裝場合溫度較高);甚至可機(jī)的轉(zhuǎn)速,保證電機(jī)以最小的功率輸出。在精確控以在海拔4000m的高原地區(qū)正常使用;可在320制壓力的同時(shí),實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)以及延長壓縮機(jī)528之間寬電壓運(yùn)行。的使用壽命。當(dāng)變頻器及PLC發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)切4結(jié)論換到原軟啟動(dòng)柜工頻電源運(yùn)行,以保證壓縮機(jī)的正單臺天車空壓機(jī)改造前每月用電約為:常工作。系統(tǒng)框圖如圖2所示,主電路如圖3所示。75kW×12h/天×30天/月=27000kWh空壓機(jī)再空氣出口改造后,空壓機(jī)節(jié)電率可達(dá)20%~30%,取月變頻器}電動(dòng)機(jī)均值25%;電費(fèi)價(jià)格為0.3元/kWh,則:空壓機(jī)每月節(jié)電電費(fèi)為27000kWh×25%PID調(diào)節(jié)器0.3元/kWh=2025元圖2空壓機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖12臺空壓機(jī)每年可節(jié)約電費(fèi):2025×12×12=29.16萬元投資回報(bào)期=投資總額/每月節(jié)約金額=15000/2025≈8個(gè)月節(jié)電改造投資可在8個(gè)月內(nèi)全部收回。KM空壓機(jī)電機(jī)參考文獻(xiàn)[1]韓安榮通用變頻器原理及其應(yīng)用[M]北京:機(jī)械工業(yè)可編程控制器出版社,2003圖3主電路框圖中國煤化當(dāng)說明書[z]上海英格壓縮機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)通常以出口壓力作為控制對象,由壓力傳感器取出的反饋信號,接至PD作者CNMHG省互助土族自治縣人士學(xué)位,電氣工程師,從事鋁電解設(shè)備的技術(shù)管理工調(diào)節(jié)器,與預(yù)制的壓力給定信號相比較,經(jīng)PID調(diào)作節(jié)后的綜合信號接至變頻器的給定端,從而決定電(收稿日期:2005-03-17)