空壓機(jī)變頻恒壓供氣節(jié)能
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 09:41:25來源:
空壓機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛地應(yīng)用。它擔(dān)負(fù)著為所有氣動元件,包括各種氣動閥門,提供氣源的職責(zé)。因此它運(yùn)行的好壞直接影響生產(chǎn)工藝??諌簷C(jī)的種類主要有活塞式、螺桿式,但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。
2 電機(jī)原理及空壓機(jī)加、卸載供氣控制方式存在的電能浪費(fèi)
2(1)交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:
n=60f(1-s)/p
其中 n—電機(jī)轉(zhuǎn)速 f—運(yùn)行電頻率;
p—電機(jī)極對數(shù) s—轉(zhuǎn)差率;
2(2) 空壓機(jī)加、卸載供氣控制方式存在的問題
2.1 能耗分析
加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在Pmin~Pmax之間來回變化。Pmin是比較低壓力值,即能夠保證用戶正常工作的比較低壓力。一般情況下,Pmax、Pmin之間關(guān)系可以用下式來表示:
Pmax=(1+δ)Pmin
δ是一個(gè)百分?jǐn)?shù),其數(shù)值大致在15%~30%之間。
在加、卸載供氣控制方式下的空壓機(jī),所浪費(fèi)的能量主要在2個(gè)部分:
(1) 加載時(shí)的電能消耗
在壓力達(dá)到比較小值后,原控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升直到比較大壓力值。在加壓過程中,一定要向外界釋放更多的熱量,從而導(dǎo)致電能損失。另一方面,高于壓力比較大值的氣體在進(jìn)入氣動元件前,其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓,這一過程同樣是一個(gè)耗能過程。
(2) 卸載時(shí)電能的消耗
當(dāng)壓力達(dá)到壓力比較大值時(shí),空壓機(jī)通過如下方法來降壓卸載:關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),同時(shí)將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大的能量浪費(fèi)。據(jù)我們測算,空壓機(jī)卸載時(shí)的能耗約占空壓機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的10%~25%(這還是在卸載時(shí)間所占比例不大的情況下)。換言之,該空壓機(jī)20%的時(shí)間處于空載狀態(tài),在作無用功。很明顯在加卸載供氣控制方式下,空壓機(jī)電機(jī)存在很大的節(jié)能空間。
2.2 其它不足之處
(1)靠機(jī)械方式調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥,使供氣量無法連續(xù)調(diào)節(jié),當(dāng)用氣量不斷變化時(shí),供氣壓力不可避免地產(chǎn)生較大幅度的波動。用氣精度達(dá)不到工藝要求。再加上頻繁調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥,會加速進(jìn)氣閥的磨損,增加維修量和維修成本。
(2) 頻繁采用打開和關(guān)閉放氣閥,放氣閥的耐用性得不到保障。
3 恒壓供氣控制方案的設(shè)計(jì)
針對原有供氣控制方式存在的諸多問題,可應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行恒壓供氣控制。采用這一方案時(shí),我們可以把管網(wǎng)壓力作為控制對象,壓力變送器YB將儲氣罐的壓力P轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査徒oPID智能調(diào)節(jié)器,與壓力設(shè)定值P0作比較,并根據(jù)差值的大小按既定的PID控制模式進(jìn)行運(yùn)算,產(chǎn)生控制信號送變頻調(diào)速器VVVF,通過變頻器控制電機(jī)的工作頻率與轉(zhuǎn)速,從而使實(shí)際壓力P始終接近設(shè)定壓力P0。同時(shí),該方案可增加工頻與變頻切換功能,并保留原有的控制和保護(hù)系統(tǒng),另外,采用該方案后,空壓機(jī)電機(jī)從靜止到旋轉(zhuǎn)工作可由變頻器來啟動,實(shí)現(xiàn)了軟啟動,避免了啟動沖擊電流和啟動給空壓機(jī)帶來的機(jī)械沖擊。
