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空压机放空阀的结构图

  

2007-01-27 10:51:27|  分类: 改造工程经验 |  标签: |字号 订阅

  

 一.分析空压机工作原理

          启动空压机后,控制系统接通启动器线圈并打开断油阀,空压机在卸载模式下启动,这时进气阀处于关闭位置,而放气阀则打开以排放油气分离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行,系统压力开始上升。

    如果系统压力上升到压力开关上限值,即起跳压力时,控制器使进气阀关闭,油气分离器放气,压缩机空载运行(或断电)。当系统压力下降至压力开关下限值,即回跳压力时,控制器使进气阀打开,油气分离器放气阀关闭,压缩机满载运行。

二.原空压机系统工况的存在问题

         

a) 主电机虽然以星-角降压起动,但起动时的电流仍然很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。

b)电机原理及空压机加、卸载供气控制方式存在的电能浪费

c) 主电机时常空载运行,属非经济运行,电能浪费最为严重。

d) 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。

e) 主电机工频起动设备的冲击大,电机轴承的磨损大,所以对设备的维护量大。

三.能耗分析

        交流异步电动机的转速公式为:

   n=60f(1-s)/p

   其中 n—电机转速 f—运行电频率;

   p—电机极对数 s—转差率;

          加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在PminPmax之间来回变化。Pmin是最低压力值,即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下,PmaxPmin之间关系可以用下式来表示:

   Pmax(1+δ)Pmin

   δ是一个百分数,其数值大致在15%30%之间。

         (a) 加载时的电能消耗

   在压力达到最小值后,原控制方式决定其压力会继续上升直到最大压力值。在加压过程中,一定要向外界释放

更多的热量,从而导致电能损失。另一方面,高于压力最大值的气体在进入气动元件前,其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样是一个耗能过程。

      (b)空载运行,属非经济运行,电能浪费最为严重。

         (c) 卸载时电能的消耗

   当压力达到压力最大值时,空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。据我们测算,空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%25%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。换言之,该空压机20%的时间处于空载状态,在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下,空压机电机存在很很大的节能空间。   

(d)其它不足之处

              (1)靠机械方式调节进气阀,使供气量无法连续调节,当用气量不断变化时,供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀,会加速进气阀的磨损,增加维修量和维修成本。

              (2) 频繁采用打开和关闭放气阀,放气阀的耐用性得不到保障。

四. 恒压供气控制方案的设计

         针对原有供气控制方式存在的诸多问题,可应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时,我们可以把管网压力作为控制对象,压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值P0作比较,并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速器VVVF,通过变频器控制电机的工作频率与转速,从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时,该方案可增加工频与变频切换功能,并保留原有的控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动,实现了软启动,避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。

. 变频节能改造技术指标

       1 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定,压力波动范围不能超过±0.05Mpa

   2 系统应具有变频和工频两套控制回路。

   3 系统具有开环和闭环两套控制回路。

   4 考虑到系统以后扩展问题,变频器满足将来工控扩展的要求。

        5 系统设计了变频和工频两套主回路。

        6 在该变频器上端加装输入电抗器,有效的抑制了变频器对电网的干扰。

        7 该变频器下端加装输出电抗器,保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。

        8 节能效果达到25%

. 节能改造方案

1.由变频器,压力变送器、电机、转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速,使储气罐内空气压力稳定在设定范围内,进行恒压控制。

2.反馈压力与设定压力进行比较运算,实时控制变频器的输出步,从而调节电机转速,到达节能的目的。   

. 空压机变频改造后的优点

1. 节约能源

变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较,能源节约是最有实际意义的,根据空气量需求来供给的压缩机工控是经济的运行状。节省电费约25%以上,约半年即可回收投入的资金。

2. 运行成本降低

传统压缩机的运行成本由三项组成:初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44.3%,再加上变频起动后对设备的冲击减少,维护和维修量也跟随降低,所以运行成本将大大降低。

3. 提高压力控制精度

变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高,所以它可以使管网的系统压力变化保持在5pisg变化范围也就是0.5bar范围内,有效地提高了工况的质量。

4. 延长压缩机的使用寿命

变频器从0HZ起动压缩机,它的起动加速时间可以调整,从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击,增强系统的可靠性,使压缩机的使用寿命延长。此外,变频控制能够减少机组起动时电流波动,这一波动电流会影响电网和其它设备的用电,变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。

5. 低了空压机的噪音

根据压缩机的工况要求,变频调速改造后,电机运转速度明显减慢,因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明,噪音与原系统比较下降约37分贝。

. 售后服务

1. 服务期限

提供一年免费保养、维修服务;

一年免费保养期满后,我公司定期对该设备进行维护、保养;若需要进行维修或更换零部件,可根据维护、保养实际发生金额作有偿服务。

2. 服务响应

系统故障时,接到通知后4小时响应,派人到现场维护。

3. 技术支持

                我公司在系统调试交接时,将提供完整的完工图纸,软、硬件文档,操作、维护手册,设备清

         单等,并帮助建立系统的运行、管理和维护文档,以便在发生故障时能及时提供资料,迅速找到并排除

         故障,将损失减至最小。 

九.硬件配置

    PLC

    K7MDR14UE

   模数模块

    K7FADHA

   变频器

    HLPA4543B

  压力传感器

    YSG-3051088828500)

                 电抗器            AKSG125A/5V021-54332716)

               触摸屏           MT506L

               开关电源         S-35-24

               低压电器

 

                                                 **广信自动化**

                                                                   梁 昊                                                                                  

                                                                2007.1.25

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

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