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變頻壓縮機節能優勢分析

  【壓縮機網】節能是壓縮機一個繞不開的話題,自從有壓縮機以來,壓縮機就是耗電大戶,人稱“電老虎”。壓縮機發展到今天已經更新換代不知多少代了,但耗電仍然是摘不掉的帽子。由于電氣設備的不斷改進,壓縮機的節電技術也在不斷的變化。

  目前,壓縮機的主流機型是雙螺桿壓縮機,而壓縮機的電機以同頻為主,也就是說電機的頻率不會變化。

  20多年前,變頻技術出現的時候,筆者與主管電氣的分廠副廠長探討過變頻改造問題。他認為這類技術屬新技術,在壓縮機上改造起來吃力(因筆者公司用氣量較大,屬于大功率壓縮機),所以可先在小的水上實驗,如果真有好的效果,就可以逐級進行大設備的改造實驗。從原理與改造效果上來看,節能是沒有問題的。但由于當時還使用的是活塞機,公司最迫切的想法是更換成螺桿式壓縮機,因此這個想法就被擱置了。

  后來,公司將數個空壓站的所有壓縮機悉數換成螺桿壓縮機,但那時市場上并不流行變頻螺桿壓縮機,且生產此種壓縮機的企業也很少。最重要的是作為用戶,實際應用變頻壓縮機的用途不多。由于變頻機較工頻機價格貴不少,而一般用戶在招標采購的時候都比較保守,不敢輕易購買。

  不過,隨著行業發展,一方面生產變頻螺桿壓縮機的企業越來越多,從外資到民營壓縮機企業,大多數企業已有生產能力,技術不成問題。另一方面,市場和用戶也在逐漸改變采購習慣和用氣理念,對永磁變頻螺桿壓縮機,由懷疑、抗拒變為了解、接受。因此,我們對變頻壓縮機應有一定程度的認識,這樣便于我們壓縮機產業的技術提升和改進,不斷的向著節能目標前進。

  壓縮空氣管網是動態運行的,它是根據用戶的用氣需要來調配壓縮機空氣供應的。比如我們公司有三個空壓站,二十里廠區用空壓風的量是不均衡的,各用氣單位根據自己的生產安排,用風量有多有少,特別是一些大戶,用風量開啟后,就要多開一臺或兩臺壓縮機供應,這些大戶減少用風量了,我們就少開壓縮機。如果壓縮機實現變頻技術,在用風量大的情況下,電機變頻轉速增加,加大風量供應,在用風量小的時候,變頻數轉數降低,這樣動態供氣就能節約很多電力,但是在工頻機上很難實現精確供氣。

  變頻壓縮機的現狀

  變頻壓縮機現在的變頻方式有兩種,一種是變頻器+壓縮機,一種是變頻壓縮機,區別在于變頻器。變頻器+壓縮機是在工頻壓縮機上外加一個變頻器,使其通過電流信號調節電機和壓縮機的轉速,進而調節氣量大小。

  變頻器可以和壓縮機配套采購,也可以對現有的工頻壓縮機進行升級改造時特意加。變頻器一般單獨有生產和出售,廠家可以根據用戶的需求自行定制。變頻器除了在壓縮機上應用變頻器之外,在水等需要能源供應的設備上都可以加變頻裝置。

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  變頻改造之后,電機運行時頻率可以改變,在氣量較小的時候可以降低電機的速度,這就實現了在不需要對空壓機進行加載和卸載的條件下完成對空壓機輸出功率的調節,進而大幅提高了電機的運行功率,使供氣系統保持在一個相對穩定的工況下運行,實現節能的目標。在對空壓機進行變頻改造時,應保證儲氣罐出口壓力穩定,其波動的范圍要在生產要求范圍之內。

  再一種就是變頻壓縮機,主要是稱為永磁變頻壓縮機的機型,這種壓縮機可以直接實現變頻,無需外加變頻器。

  永磁變頻壓縮機的主要技術功能在變頻上,它的工作原理依賴于永磁變頻電機,通過控制電機的轉速來調節壓縮機的運轉狀態。由于永磁電機本身就是為變頻而設計,因此具有比工頻機變頻改造更優的運行效果。

  變頻壓縮機的優點

  1.節電

  永磁變頻壓縮機最大的優點就是節能,一般可節能10%~35%,節能量的多少決定于壓縮機的工作工況和變頻器參數的設定。其中最主要的影響因素是用戶工況,當客戶的用氣狀況起伏變化越大,那么節能的效果就會越好,最為直接的標志就是看空載時的時間占全部工作時間的比例。

  2.穩定壓力

  壓縮空氣管網的一個重要指標是壓力,這跟水網一樣,在壓力有保障的情況下,高層居民用戶有水;如果壓力不夠,只有低層用戶有水,高層用戶會沒水。壓縮空氣管網和用水道理是一樣的,必須保證空氣管網有一定壓力,才能保障用戶有一定的風。變頻螺桿空氣壓縮機采用變頻器的無級調速功能,可通過控制器或變頻器中的PID調節器平穩啟動。即使氣量變化很大,也可以快速調整。與工頻操作的上下開關控制相比,氣壓穩定性呈指數級提高。

  3.氣量平衡

  壓縮空氣管網氣量要保持平衡,大用戶用氣量大的時候需要多加風量,用戶用量小的時候就要減少風量供應,但工頻機無法做到管網及時平衡。只有變頻壓縮機,能夠及時感受到管網的細微變化而進行變頻的自動調整。

  管網和壓縮空氣的平衡感應是隨時隨地都在變化的。在沒有變頻壓縮機的情況,用氣變化如果不大,我們對整個壓縮系統不做調整,因為要調整,就要開啟備用壓縮機來進行。比如我們設置了管網壓力上限和下限,當壓力低于0.45MPa的時候,就要開啟一臺壓縮機,而我們開一臺壓縮機就是40立方,如果是南空壓站開啟一臺就是70立方。當上限達到0.6MPa的時候才能停一臺壓縮機,如果是在用氣高峰還不敢停,停了怕保證不了供應。這種情況下耗電量和電能浪費都很大。如果接入變頻壓縮機,它能自動探測知管網壓力,同時進入變頻程序,這個管網平衡問題就能有效解決。

  4.其它收益

  變頻啟動最大啟動電流小于額定電流的1.2倍,啟動沖擊小于額定電流的6倍。這對電網和整個機械系統的影響也會大大降低。另外,變頻壓縮機運行很多時候是在低于額定轉速下工作的,主機機械噪音和磨損都會下降,從而延長了維護和使用壽命。冷卻風扇也采用變頻驅動,能顯著降低壓縮機工作時的噪音。

  采用變頻壓縮機還有其它收益,我們不再贅述。當然,變頻壓縮機相較工頻機除價格貴之外,一定程度上也會增加維修保養的難度。

來源:本站原創

標簽: 壓縮機變頻節能  

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