瓦薩空壓機節電改造方案

分類：解決方案日期：2012-06-20 00:00:00 來源：西部工控網

　　一、前言

　　深圳瓦薩科技有限公司技術和業務人員，于2011年11月11號，到貴公司拜訪了注塑部負責人劉副理，并帶貴公司技術人員，參關了我們公司在貴公司附近改造過的兄弟單位，在參觀的過程中重點介紹了，立式注塑機的工作流程和節能原理。

　　在返回貴公司后又與貴公司注塑部的劉副理進行了溝通與交流，進一步了解到貴公司生產的產品和加工工藝，貴公司主要生產線材，生產設備以小噸位的立式注塑機為主，立式注塑機在產品在加工過程中存在大量的能量浪費，根據以往改造過的經驗，通過安裝瓦薩變頻節電后，能達到30-60%的節能效果。同時又可降低線路的電能損耗，提高變壓器的使用效率。

　　介于此情況，現針對貴公司立式注塑機進行節電改造分析，供貴公司決策層參考，以便我們在節電上能更好的服務于貴公司。

　　二、空氣壓縮機系統應用行業

　　在工農業生產中，經常需要一定壓力的壓縮空氣。如電子、塑膠、五金、化工、木材、紡織、制藥、造紙以及大量需要氣動的系統，因此這些行業都安裝了空氣壓縮機。功率范圍從7.5KW到280KW。此設備在運行中消耗大量的電能，使生產成本上升，且噪聲巨大，經常需要設備維護。因此，壓縮機節電改造勢在必行。

　　三、.螺桿式空氣壓縮機系統工作原理

　　螺桿式單級壓縮空壓機，其工作原理是由一對相互平行嚙合的陰陽轉子(或稱螺桿)在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至壓出側，實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程?？諌簷C的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子與陽轉子被主電機驅動而旋轉。

　　一般空壓機的啟動方式采用星-角減壓起動后全壓運行，其工作流程是，按下啟動按鈕，控制系統接通啟動閥線圈并打開斷油閥，空壓機在卸載狀態下啟動，這時進氣閥處于關閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內的壓力。等降壓啟動后空壓機開始加載運行，系統壓力從0公斤開始上升。如果系統壓力上升到壓力開關上限值(一般為8公斤)，即起跳壓力，控制器使進氣閥關閉，油氣分離器放氣，壓縮機空載運行;直到系統壓力跌到壓力開關下限值(一般為6公斤)，即回跳壓力下，控制器使進氣閥打開，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機加載運行從6-6.5-7-7.5-8公斤卸載。循環運行。

　　四、傳統空氣壓縮機運行存不合理的分析

　　4.1.主電機雖然星-角減壓起動，但起動時的電流仍是額定電流的5-6倍，不但浪費能源而且會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全。如果用氣量變化越大，空壓機起停越頻繁，對電網和設備運行損壞越大。

　　4.2.空氣壓縮機供氣壓力調節方式為上限壓力值與下限壓力值之差來控制，空壓機工作流程如下：空壓機投入運行后，即以額定轉速運轉，給儲氣罐充氣，當儲氣罐氣壓達到上限壓力值時，空壓機的放氣閥卸載，停止加壓，轉入空載運行，但空壓機電機仍保持額定轉速, 白白消耗電能的卸載運行;當儲氣罐氣壓低于下限壓力值時，空壓機的放氣閥吸合加載，再次以額定轉速給儲氣罐加壓，直到儲氣壓力達到上限壓力而卸載，又轉入空載運行，如此循環，空壓機一直處于兩種運行狀態：一種是做有用功的滿載運行，另一種是做無用功、白白消耗電能的卸載運行。在空壓機的整個運行時間中，電能浪費非常嚴重。

　　43.主電機工頻起動和運行時，空壓機運行時噪音很大，電機軸承的磨損也大，所以設備維護工作量大，而且維護費用高。

　　五、空氣壓縮機系統節能改造原理

　　5.1. 空氣壓縮系統恒壓供氣原理

　　變頻驅動器、PID閉環控制器、空氣壓縮主機、儲氣罐、供氣管網、組成一套具有恒壓功能的供氣系統圖

　　氣壓調節工作過程如下：圖1-2

　　由分析可知，儲氣罐的壓力大小與空氣壓縮系統的供氣能力和用戶的氣動設備用氣量有關，供氣量(Qg)與用氣量(Qu)平衡如下：

　　當供氣能力Qg大于需氣量(Qu)，則壓力(P)上升

　　當供氣能力Qg小于需氣量(Qu)，則壓力(P)下降

　　當供氣能力Qg等于需氣量(Qu)，則壓力(P)不變

　　從以上分析式可以看出，供氣量與需氣量之間的矛盾可在管網的壓力變化上體現出來，管網壓力可以作為控制供氣量與需氣量平衡的參變量，也就是說只要保證空氣壓縮系統管網壓力不變，也就能保證該供氣量(Qg)與需氣量(Qu)之間處于平衡。

　　空壓機的供氣量(Qg)和空壓機的電機主轉速有關，變頻驅動器根據用氣量的變化來調節壓機的電機的轉速，也就根據用氣量變化來調節供氣量使之達到平衡，不產生多余的能量浪費，又保證了用氣壓力的穩定。

　　六、空氣壓縮機系統節能分析

　　進行變頻恒壓節電改造后，可獲得三方面的節電空間

　　1、由于氣動設備在5 KG的氣動力就能工作，我們可以在儲氣罐上設定氣動壓力6.5-7公斤左右就可以完全滿足使用.也避免了因主機向系統供高壓力氣體(7-公8斤)出現的大負載損耗浪費。

　　2、進行恒壓改造后,儲氣罐上的壓力穩定,當用氣量減小時,通過降低變頻驅動器的轉速,減小供氣量,當用氣量越小,變頻驅動器降低的轉速越小,節電效果越大。

　　3、當空壓機系統沒有改造前.供氣壓力在6-8公斤范圍內,會跟據用氣量的大小,穩定在某一壓力值上,不卸載,處于一直加載的情況下運行。由于設計時,供氣量通常大于需氣量,所以通常會穩定在7-7.9公斤的壓力值上.通常所說的滿載運行。如果進行恒壓節電改造后,可根據氣動設備設定一個最小壓力穩定值.在保證氣動設備使用的情況下，避免了主機向系統長期向儲氣罐供高壓力氣體出現的損耗浪費。

　　七、空壓機改用節電器后的優點

　　7.1.運行成本降低

　　傳統壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。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44.3%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以支行成本將大大降低。

　　7.2.提高壓力控制精度

　　變頻控制系統具體精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高，所以它可以使管網的系統壓力變化保持在3pisg變化范圍，也就是0.2bar范圍內，有效地提高了工況的質量。

　　7.3.延長壓縮機的使用壽命

　　變頻器從0Hz起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，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，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。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和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。

　　7.4.降低了空壓機的噪音

　　根據壓縮機的工況要求，變頻調速改造后，電機動轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音?，F場測定表明，噪音與原系統比較下降約3至7分貝。

　　八、75KW空壓機節能器效益分析

　　8.1、節電的判定

　　節電度數=工頻狀態24小時用電量-節能狀態下24小時用電量之差。