活塞式空壓機(jī)高壓同步電機(jī)的變頻節(jié)能改造

　　現(xiàn)有21萬t/a的電解鋁產(chǎn)能，正常(normal)生產(chǎn)用的活塞(piston)式空壓機(jī)7臺，型號為D-100/10-a，其配套同步馬達(dá)型號：TK630-12/1430i3壓縮空氣(Basin air)主要滿足電解車間打、下料用風(fēng)需求及氧(Oxygen)化鋁濃相和超濃相的輸送(delivery)用風(fēng)需求在實際生產(chǎn)過程(guò chéng)中實行三班制進(jìn)行生產(chǎn)，每天的八點(diǎn)班和四點(diǎn)班氧化鋁進(jìn)行濃相輸送，零點(diǎn)班不進(jìn)行濃相輸送，因此總用氣量是變化的，需要隨生產(chǎn)實際調(diào)整壓力(pressure)，保證管網(wǎng)中的壓力在0.6~0.7MPal3經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)行4臺空壓機(jī)，壓縮空氣壓力會低于0.6MPa；運(yùn)行5臺空壓機(jī)，空氣壓力則高于0.7MPal3為確保正常生產(chǎn)，必須(have to)要始終運(yùn)行5臺空壓機(jī)，就有一臺始終處于半卸荷狀態(tài)，空壓機(jī)的電能產(chǎn)生大量的浪費(fèi)為了節(jié)能和便于調(diào)節(jié)空壓機(jī)供氣壓力，采取對一拖三的方式方法對空壓機(jī)的同步電機(jī)進(jìn)行變頻改造，以實現(xiàn)電動(electric)機(jī)(Motor)的無級調(diào)速，使這臺空壓機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中通過調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整壓縮空氣產(chǎn)量(Yield)，而其他空氣壓縮機(jī)(compressor)在運(yùn)轉(zhuǎn)中都采用滿負(fù)荷(load)運(yùn)行1變頻節(jié)能改造方案一拖三空壓機(jī)變頻改造方案如所示改造工程中的調(diào)速裝置采用額定電壓10k
　　V、額定功率解鋁設(shè)備管理(guǎn lǐ)磁選機(jī)是在產(chǎn)業(yè)界使用最廣泛的、通用性高的機(jī)種之一，適用于具有磁性差異物質(zhì)的分離除鐵器是一種能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場吸引力的設(shè)備，它能夠?qū)⒒祀s在物料中鐵磁性雜質(zhì)清除，以保證輸送系統(tǒng)中的破碎機(jī)、研磨機(jī)等機(jī)械設(shè)備安全正常工作，同時可以有效地防止因大、長鐵件劃裂輸送皮帶的事故發(fā)生，亦可顯著提高原料品位磁選機(jī)廣泛應(yīng)用于礦業(yè)、木材業(yè)、窯業(yè)、化學(xué)、食品等行業(yè)。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。昆山空壓機(jī)維修是更換全部磨損的零件，空壓機(jī)轉(zhuǎn)1000個小時或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區(qū)，則更換時間間隔要縮短。濾清器維修時必須停機(jī)，檢查壓縮機(jī)所有部件，排除壓縮機(jī)所有故障。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設(shè)計不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個時間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 
　　790kV
　　A、額定電流45A的HARSVERT-VS10/45型高壓變頻器（Variable-frequency Drive)旁路柜采用一拖三設(shè)置，利用高壓接觸器進(jìn)行旁路切換裝置由3個高壓接觸器KM1、KM2和KM3組成，要求KM1、KM2和KM3不能同時閉合，只能選擇(xuanze)運(yùn)行一臺，在電氣(electric)上實現(xiàn)互鎖變頻運(yùn)行時，QF閉合；工頻運(yùn)行時，QF斷開，仍然按照原來的工頻操作步驟進(jìn)行變頻調(diào)速裝置控制系統(tǒng)采用全數(shù)字微機(jī)控制，具有就地監(jiān)控和遠(yuǎn)方監(jiān)控兩種控制方式3圖丨一拖三空壓機(jī)(compressor)變頻改造方案(fāng àn)1.1空壓機(jī)運(yùn)行方式空壓機(jī)運(yùn)行采用“4+1”的運(yùn)行方式，即正常情況下4臺空壓機(jī)工頻運(yùn)行，1臺變頻運(yùn)行，變頻器的運(yùn)行頻率設(shè)定在40~5OHz，通過調(diào)整(Adjustment)電機(jī)頻率改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，來調(diào)整空壓機(jī)的供氣壓力1.2開壞手動調(diào)節(jié)方式正常變頻運(yùn)行時，變頻器按照預(yù)設(shè)的邏輯向同步電機(jī)輸出電壓，同步電機(jī)啟動13若臺同步電機(jī)變頻啟動，運(yùn)行到接近工頻狀態(tài)(status)時仍不能滿足生產(chǎn)(Produce)要求，m自動(automatic)化應(yīng)用變頻節(jié)能及軟起動系統(tǒng)就需現(xiàn)場手動開啟另一臺電機(jī)工頻運(yùn)行，然后調(diào)節(jié)變頻電機(jī)直至滿足工作即可；也可以手動先將變頻空壓機(jī)斷開切換至工頻，然后變頻再啟動另一臺空壓機(jī)調(diào)頻1.3停機(jī)滅磁功能變頻停機(jī)時，從現(xiàn)場向變頻器下達(dá)“停機(jī)”命令，變頻器驅(qū)動同步電機(jī)減速至停機(jī)頻率，然后停止輸出電壓最后在現(xiàn)場分?jǐn)鄶嗦菲鱍F，由其輔助觸點(diǎn)通知勵磁裝置滅磁，滅磁完成后關(guān)閉勵磁裝置電源1.4故障（fault）處理遇到故障時，變頻器在停止電壓輸出的同時，立即分?jǐn)鄶嗦菲鱍F，由其輔助觸點(diǎn)通知勵磁裝置立即滅磁131.5變頻的各種保護(hù)(bǎo hù )（2）變壓器允許過負(fù)荷能力符合IEC干式變壓器過負(fù)荷導(dǎo)則及相應(yīng)國標(biāo)要求（3）每個功率單元帶三相輸入熔斷器保護(hù)13（4）變頻裝置有過電壓、過電流、欠電壓、缺相、變頻器過載、變頻器過熱、電機(jī)過載等保護(hù)功能過載保護(hù)：電機(jī)額定電流的120%，每lOmin允許1min，超過則保護(hù)13過流保護(hù)：變頻器輸出電流超過電機(jī)額定電流的過壓保護(hù)：檢測每個功率模塊的直流母線電壓，如果超過額定電壓的115%，則變頻器保護(hù)，實際上包括了對電網(wǎng)電壓正向波動的保護(hù)13欠壓保護(hù)：檢測每個功率模塊的直流母線電壓，如果低于欠壓保護(hù)定值，則變頻器保護(hù)，實際上包括了對電網(wǎng)電壓負(fù)向波動的保護(hù)13過熱保護(hù)：在變頻調(diào)速系統(tǒng)柜體內(nèi)設(shè)置溫度檢測，當(dāng)環(huán)境(environment)溫度超過預(yù)先設(shè)置的值時，發(fā)報警(Call the police)信號；另外，在主要的發(fā)熱(fever)元件，即整流變壓器和電力電子功率器件上放置溫度檢測，一旦超過極限溫度（變壓器130°
　　C、功率器件80°C），則保護(hù)(bǎo hù )缺相保護(hù)：設(shè)置在每個功率模塊上，當(dāng)變頻器輸入側(cè)掉相，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，并保護(hù)；功率模塊的保險熔芯熔斷缺相時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號光纖(Fiber)故障保護(hù)：當(dāng)控制器與功率模塊之間的連接光纖出現(xiàn)故障時，發(fā)出報警信號并保護(hù)13（5）在中文用戶界面上指定故障確切位置，便于用戶采取應(yīng)對措施（6）變頻裝置有隔離(isolation)變壓器（Transformer）溫度（temperature)過熱保護(hù)（7）變頻器上口的開關(guān)柜必須按照8~10倍額定電流(Electron flow)設(shè)置速斷保護(hù)值，確保躲過激磁涌流2節(jié)能分析及改造效果從2009年11月20日變頻器安裝(installation)改造結(jié)束投用這個階段來看，運(yùn)行效果良好：（1）節(jié)電根據(jù)風(fēng)機(jī)水泵（water pump）調(diào)速節(jié)能原理，電機(jī)頻率(frequency)為40Hz時，電機(jī)轉(zhuǎn)速(Rotating speed)為400i./min，節(jié)能空壓機(jī)運(yùn)行過程(guò chéng)中，電機(jī)頻率始終保持在40~ 50Hz，同步電機(jī)轉(zhuǎn)速在400~500i7min之間，經(jīng)實際電度計量，同比節(jié)電約35%13（2）提高網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)原電機(jī)直接由工頻驅(qū)動，滿載時功率因數(shù)為0.85~0.92，實際運(yùn)行功率因數(shù)遠(yuǎn)低于額定值采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.95以上，大大減少無功功率的吸收，進(jìn)一步節(jié)約上游設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用（3）降低設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用采用變頻調(diào)速后，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)節(jié)能；轉(zhuǎn)速降低，空壓機(jī)曲軸前后支撐軸承(bearing)磨損（零部件失效的一種基本類型）較前減輕，維護(hù)周期、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)壽命延長；空壓機(jī)進(jìn)排氣(Exhaust)閥動作次數(shù)減少，延長了其使用的時長使用變頻器過程中，只需定期對變頻器除塵，不用停機(jī)，保證了生產(chǎn)(Produce)的連續(xù)性從實際改造情況看，采用變頻調(diào)速后，運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用大大降低（4）軟啟動(start up)功能采用高壓變頻改造后，電機(jī)實現(xiàn)軟啟軟停，啟動電流不超過電機(jī)額定電流的1.4倍，對電網(wǎng)無任何沖擊，電機(jī)使用壽命延長在整個運(yùn)行范圍(fàn wéi)內(nèi)，電機(jī)可保證運(yùn)行平穩(wěn)，損耗較小，溫升正常，無任何異常振動和噪音13（5）增加了電機(jī)的保護(hù)功能與原來舊系統(tǒng)相比較，變頻器具有過流、短路（電流不經(jīng)用電器，直接連電源兩極）、過壓、欠壓、缺相、溫升等多項保護(hù)功能（6）增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性13高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動能力強(qiáng)，電網(wǎng)電壓在-35%~+15%之間波動，系統(tǒng)均可正常運(yùn)行3結(jié)語空壓機(jī)高壓電機(jī)變頻節(jié)能改造項目實施完成，實現(xiàn)了電機(jī)節(jié)能35%，同時降低了設(shè)備故障率，延長了空壓機(jī)的檢修周期變頻器設(shè)有工頻、變頻手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便在變頻故障時可以手動切換到工頻狀態(tài)運(yùn)行，并且工頻和變頻有互鎖裝置13