螺桿空壓機變頻改造的必要性
一、概論
螺桿空壓機在紡織、化工、動力、冶金、煤炭等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用極廣，空壓機電機能耗一般比較大，啟動模式式大多數(shù)采用空載(卸載)星-三角啟動，加載和卸載方式都為瞬時。這使得空壓機在啟動時會有較大的啟動電流，加載和卸載時對設(shè)備機械沖擊較大;不光引起電源電壓波動，也會使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動;同時這種運行方式還會加速設(shè)備的磨損，降低設(shè)備的使用年限。由于一般空氣壓縮機的拖動電機本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，電能浪費巨大。因此，如何解決空壓機的節(jié)能運行，成為很多空壓機廠家的研究方向。
經(jīng)過杭州能久機械“氣師傅”研究發(fā)現(xiàn)，空氣壓縮機的運行節(jié)能問題主要表現(xiàn)為排氣量的調(diào)節(jié)問題,而空氣壓縮機的排氣量與壓縮機的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系,所以,歸根到底空氣壓縮機的節(jié)能問題就是空氣壓縮機所配電機的調(diào)速問題。目前,中小型交流異步電機的最佳調(diào)速方式為變頻調(diào)速方式。
變頻螺桿空壓機通過改變電源頻率，改變空壓機主機的運行速度，進(jìn)而改變空壓機的排氣量，變頻螺桿空壓機就是通過調(diào)節(jié)空壓機主電機的運行頻率來實現(xiàn)改變排氣量而改變螺桿空壓機。
現(xiàn)在大多數(shù)的變頻螺桿空壓機的運行頻率大多是由變頻器根據(jù)用戶設(shè)定的期望壓力和供氣端反饋的實時壓力的差值進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。當(dāng)供氣端反饋的實時壓力超過用戶設(shè)定的期望壓力時,變頻器減小輸出頻率,反之,則增大輸出頻率;而當(dāng)供氣端反饋的實時壓力等于用戶設(shè)定的期望壓力時,變頻器維持實時輸出頻率。
二、為什么要實行變頻改造
普通螺桿空壓機進(jìn)行變頻改造后,按照生產(chǎn)所需要的供氣壓力決定主電機轉(zhuǎn)速,按排氣溫度的要求確定風(fēng)扇電機轉(zhuǎn)速,即需要多大的功率電機就輸出多大的功率,而不必做無用功,達(dá)到節(jié)能目的。另外空壓機停止了空轉(zhuǎn),從而消除了空載損耗。從實際改造的效果來看,改造后節(jié)電率平均可達(dá)15%~25%。以一臺132kW的普通螺桿壓縮機為例,每天工作8h,每月工作25天,一般月可以節(jié)約電費6000度。
三、能久機械空壓機變頻改造方案
由變頻器，壓力變送器、電機、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)行恒壓控制。 反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運算，實時控制變頻器的輸出步，從而調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力上。
四、能久機械空壓機變頻節(jié)能改造后的效益
1、節(jié)約能源
變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)控制的壓縮機比較，能源節(jié)約是最有實際意義的，根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機工況是經(jīng)濟的運行狀。
2、運行成本降低
傳統(tǒng)螺桿空壓機的運行成本由三項組成：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運行成本的77%。通過能源成本降低，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，所以運行成本將大大降低。
3、提高壓力控制精度
變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使螺桿空壓機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在5pisg變化范圍，也就是0.2bar范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。
4、延長螺桿空壓機的使用壽命并降低了噪音
變頻器從0HZ起動壓縮機，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長也降低了設(shè)備噪音。 此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，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最低程度.
5、啟動無沖擊：由于變頻器本身是一個軟啟動裝置，啟動電流最大時在額定電流的兩倍左右，與工頻啟動一般在額定電流的6倍以上相比，啟動沖擊很小。減小了啟動瞬間對電機電器元件的沖擊，延長了電機和接觸器的壽命。
6、提高運行時的工作效率：由于螺桿空壓機不能排除在滿負(fù)載狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，只能按最大需求來決定電動機的容量，故設(shè)計容量一般偏大。在實際運行中，輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速就可以提高工作效率。
7、兼容性好：由于采用modbus通訊協(xié)議，可與市場上大部分的螺桿空壓機專用控制器配合使用。
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