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空壓機(jī)節(jié)能改造案例分析

讓我們來(lái)看一個(gè)空壓機(jī)節(jié)能改造案例,大家也來(lái)算算,這樣改造行不行?真的能節(jié)省那么多錢(qián)嗎? 空壓機(jī)自身存在以下缺點(diǎn):當(dāng)輸出壓力大 

讓我們來(lái)看一個(gè)空壓機(jī)節(jié)能改造案例,大家也來(lái)算算,這樣改造行不行?真的能節(jié)省那么多錢(qián)嗎?
空壓機(jī)自身存在以下缺點(diǎn):
當(dāng)輸出壓力大于一定值時(shí),自動(dòng)打開(kāi)泄載閥,使異步電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),浪費(fèi)電能;
異步電動(dòng)機(jī)易頻繁啟動(dòng)、停止,影響(influence)電機(jī)的使用壽命;工作條件惡劣,噪音大;
空壓機(jī)工頻啟動(dòng)電流大,對(duì)電網(wǎng)沖擊大。

  一、空壓機(jī)變頻改造原理
螺桿式空壓機(jī)的工作原理是空氣經(jīng)空氣過(guò)濾器和吸氣調(diào)節(jié)閥而吸入。高效的注油系統(tǒng)能夠確保壓縮機(jī)良好的冷卻及潤(rùn)滑,在氣缸壁上形成一層薄薄的油膜,可以防止金屬之間的磨損。經(jīng)壓縮后的空氣溫度(temperature)比較高,其中混有一定的油氣,經(jīng)過(guò)油氣分離器進(jìn)行分離,油氣經(jīng)油過(guò)濾器流回儲(chǔ)油罐,空氣經(jīng)過(guò)冷卻器進(jìn)入管道。
由于許多螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行方式方法是加載,卸載時(shí)電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),造成電能浪費(fèi)。使用變頻器改變馬達(dá)轉(zhuǎn)速來(lái)控制空壓機(jī)出風(fēng)量,達(dá)到控制氣壓的目的,通過(guò)儲(chǔ)氣罐上安裝的壓力變送器,將實(shí)際壓力與設(shè)定壓力相比較,經(jīng)PID 調(diào)節(jié)器改變變頻器的輸出頻率,使氣體的壓力保持恒定。

  二、變頻改造注意事項(xiàng)
空壓機(jī)是大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)備(shèbèi),啟動(dòng)特點(diǎn)很容易引起變頻器在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過(guò)流跳閘(zhá)保護(hù);空壓機(jī)不允許長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)行,低頻運(yùn)行會(huì)使空壓機(jī)缸體潤(rùn)滑變差,加快磨損。通常最低頻率為25HZ。
選用變頻器的功率比空壓機(jī)要大一等級(jí),以免啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)頻繁過(guò)流跳閘(tripping)。系統(tǒng)壓力設(shè)定在滿足生產(chǎn)工藝(production engineering)的條件下,壓力不要設(shè)定得太高,這樣節(jié)能效果會(huì)更明顯。

  三、矢(shǐ)量變頻控制技術(shù)原理
空壓機(jī)變頻機(jī)組采用矢量技術(shù),從而使得機(jī)組可以在極其寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)確保在電機(jī)升溫最小的條件下得到合適的扭矩去平穩(wěn)地驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。矢量控制技術(shù)將定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座)電流含有勵(lì)磁和轉(zhuǎn)矩兩個(gè)矢量分離,分別進(jìn)行控制,然后合成并轉(zhuǎn)換成對(duì)變頻器參數(shù)的控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的有效控制。
這樣即使在低速工況下,也能保持電機(jī)在較低溫度下運(yùn)行。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)由于氣缸內(nèi)壓力的變化,通過(guò)進(jìn)氣閥使空氣經(jīng)過(guò)空氣濾清器(消聲器)進(jìn)入氣缸,在壓縮行程中,由于氣缸容積的縮小,壓縮空氣經(jīng)過(guò)排氣閥的作用,經(jīng)排氣管,單向閥(止回閥)進(jìn)入儲(chǔ)氣罐,當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力0.7MPa時(shí)由壓力開(kāi)關(guān)控制而自動(dòng)停機(jī)。是氣動(dòng)系統(tǒng)的核心設(shè)備,機(jī)電引氣源裝置中的主體,它是將原動(dòng)(通常是電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī))的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置,是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。這套高效的轉(zhuǎn)換技術(shù)使得一般的變頻器不可避免要產(chǎn)生噪音和有害諧波被抑制在最低水平。運(yùn)用新一代專(zhuān)制矢量變頻控制將直流轉(zhuǎn)換為交流,提高了抗高溫能力擁有更加高的轉(zhuǎn)換效率,節(jié)省(spare)能耗,并提高可靠性。

  四、一體軸式結(jié)構(gòu)
永磁電機(jī)與壓縮機(jī)主機(jī)采用內(nèi)嵌式一體軸直連結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)更加緊湊,不需要采用皮帶,齒輪聯(lián)軸等傳動(dòng)元件,完全無(wú)傳動(dòng)損失,傳動(dòng)效率(efficiency)近似100%,比普通機(jī)近省7%。

  五、永磁變頻壓縮機(jī)第一大節(jié)能
可變流量,避免加卸載控制的浪費(fèi)。昆山空壓機(jī)維修冰箱壓縮機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)、油田用壓縮機(jī)、天然氣加氣站用、鑿巖機(jī)用、風(fēng)動(dòng)工具、車(chē)輛制動(dòng)用、門(mén)窗啟閉用、紡織機(jī)械用、輪胎充氣用、塑料機(jī)械用壓縮機(jī)、礦用壓縮機(jī)、船用壓縮機(jī)、醫(yī)用壓縮機(jī)、噴砂噴漆用。
變頻機(jī)組通過(guò)變轉(zhuǎn)速控制技術(shù),完全根據(jù)工廠實(shí)際需求氣量產(chǎn)氣,既降低了高負(fù)載運(yùn)行電流,同時(shí)完全避免了卸載浪費(fèi)額定功率45%的損耗。

  六、永磁變頻(frequency conversion)壓縮機(jī)第二大節(jié)能
恒壓供氣,避免2bat壓差產(chǎn)生的浪費(fèi)。
變頻(frequency conversion)機(jī)組能始終恒壓在6bar狀態(tài)產(chǎn)氣,既保證了穩(wěn)定的供氣壓力又避免了2bat壓差所帶來(lái)的高負(fù)荷電流損耗。
七、省電計(jì)算
一臺(tái)22KW的普通機(jī)組,平均產(chǎn)氣只占額定排氣量的70%,一年運(yùn)行8000小時(shí),0.7元/度電,與變頻機(jī)機(jī)組比要多耗電費(fèi):
A空載耗電:30%卸載時(shí)間*卸載時(shí)所產(chǎn)生的空載電流損耗(45%X22KW/小時(shí))X8000小時(shí)/年X0.7元/度=16632元/年
B壓差耗電:70%加載時(shí)間*高出2bar壓差所帶來(lái)的損耗(14%X37KW/小時(shí))X8000小時(shí)/年X0.7元/度=12073元/年
C永磁電機(jī)和普通電機(jī)效率比為7%。
最終省電:(A+B)+(A+B)x7%
(16632+12073)+(16632+12073)X7%=30700元/年
【第一方案】
以X公司現(xiàn)有4臺(tái)×30HP(22kw)普通空壓機(jī)替換成4臺(tái)×30HP永磁空壓機(jī)計(jì)算:
1臺(tái)30HP永磁空壓機(jī)一年省電:30700元/年;
白班開(kāi)4臺(tái)生產(chǎn),晚班開(kāi)3臺(tái)生產(chǎn),省電數(shù)據(jù)如下:

 ?、?臺(tái)×30700元/臺(tái)/年=92100元/年;(白、晚班開(kāi))

 ?、?臺(tái)×30700元/臺(tái)/年÷2=15350元/年;(白班開(kāi))
全年省電:
 ?、?
 ?、?92100元+15350元=107450元/年。
【第二方案】

以X公司現(xiàn)有4臺(tái)×30HP普通空壓機(jī)替換成2臺(tái)×30HP(22kw)永磁空壓機(jī)和1臺(tái)50HP(37kw)永磁空壓機(jī)計(jì)算:
白班開(kāi)4臺(tái)生產(chǎn),晚班開(kāi)3臺(tái)生產(chǎn)。
4臺(tái)×30HP普通空壓機(jī)用電數(shù)據(jù)如下:

 ?、?臺(tái)×22kw/小時(shí)×8000小時(shí)/年×0.7元/度=369600元/年;

 ?、?臺(tái)×22kw/小時(shí)×4000小時(shí)/年×0.7元/度=61600元/年;

 ?、燮胀諌簷C(jī)全年用電合計(jì):
 ?、?
 ?、?369600元+61600元=431200元/年。
改造后

2臺(tái)×30HP(22kw)永磁空壓機(jī)和1臺(tái)50HP(37kw)永磁空壓機(jī)用電數(shù)據(jù)如下:

  ④1臺(tái)×22kw/小時(shí)×75%(節(jié)能25%)×8000小時(shí)/年×0.7元/度=92400元/年;(白、晚班開(kāi))

 ?、?臺(tái)×37kw/小時(shí)×75%(節(jié)能25%)×8000小時(shí)/年×0.7元/度=155400元/年;(白、晚班開(kāi))

  ⑥1臺(tái)×22kw/小時(shí)×75%(節(jié)能25%)×4000小時(shí)/年×0.7元/度=46200元/年;(白班開(kāi))

  ⑦永磁空壓機(jī)全年用電合計(jì):
 ?、?
 ?、?
 ?、?92400元+155400元+46200元=294000元/年。
全年省電:
  ③-
 ?、?431200元-294000元=137200元。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng),引起氣缸容積變化。

改造前可以在普通空壓機(jī)上分別掛上電表測(cè)試一周時(shí)間,然后購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)30HP永磁空壓機(jī)也掛上電表測(cè)試一周時(shí)間,這樣就很容易比較出來(lái)節(jié)能效果。


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