空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备。作为基础工业装备,空压机在冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等几乎所有的工业行业都有广泛的应用。空压机占大型工业设备 ( 风机、水泵、锅炉、空压机等 ) 耗电量的 15% 。由于结构原理的原因,大部分空压机自身存在着明显的技术弱点。当输出压力大于一定值时,自动打开泄载阀,使异步电动机空转,严重浪费能源 ; 异步电动机易频繁的启动、停止,影响电机的使用寿命,空压机工频启动电流大,对电网冲击大,电机轴承磨损大,设备维护量大 ; 工作条件恶劣,噪音大 ; 自动化程度低,输出压力的调节是靠人为调节阀的开度来实现的,调节速度慢,波动大,不稳定,精度低。
  螺杆式空压机工作原理简介_东莞瑞普   

螺杆式空压机的工作原理图如图 1 所示,螺杆压缩机的工作循环可分为进气,压缩和排气三个过程。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。1 . 进气过程: 转子转动时,阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时,其空间最大,此时转子齿沟空间与进气口的相通,因在排气时齿沟的气体被完全排出,排气完成时,齿沟处于真空状态,当转至进气口时,外界气体即被吸入,沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。当气体充满了整个齿沟时,转子进气侧端面转离机壳进气口,在齿沟的气体即被封闭。2 . 压缩过程: 阴阳转子在吸气结束时,其阴阳转子齿尖会与机壳封闭,此时气体在齿沟内不再外流。其啮合面逐渐向排气端移动。啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小,齿沟内的气体被压缩压力提高。3 . 排气过程: 当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时,被压缩的气体开始排出,直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面,此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为 0 ,即完成排气过程,在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,进气过程又再进行。

从上述工作原理可以看出,螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现,而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。


螺杆式空压机工作原理图1 点击播放键观看FLASH
空压机变频控制系统工作原理图解
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空压机变频节能原理  

螺杆式空压机基本运行方式是加载、减载方式。减载时电机空转 , 能源白白的浪费,如果利用变频器通过改变电机频率来调节转速,变频控制即通过改变电动机的转速来控制空压机单位时间的出风量,从而达到控制管路的压力,具有明显的节能效果。空压机变频节能系统原理如下 : 通过压力变送器测得的管网压力值与压力的设定值相比较,得到偏差,经 PID 调节器计算出变频器作用于异步电动机的频率值。由变频器输出的相应频率和幅值的交流电,在电动机上得到相应的转速。那么空压机输出对应的压缩空气输出至储气罐,使之压力变化,直到管网压力与给定压力值相同。 

变频改造注意事项


    (1) 空压机是大转动惯量负载,这种启动特点很容易引起变频器在启动时出现跳过流保护的情况,建议采用具有高启动转矩的无速度矢量变频器,保证既能实现恒压供气的连续性,有可保证设备可靠稳定的运行。  
    (2) 空压机不允许长时间在低频下运行,工作下限应不低于 20Hz 。  
    (3) 建议功率选用比空压机功率大一等级的变频器,以免空压机启动出现频繁跳闸 - 的情况。  
    (4) 为了有效的滤除变频器输出电流中的高次谐波分量,减少因高次谐波引起的电磁干扰,建议选用输出交流电抗器,还可以减少电机运行的噪音。  
    (5) 设计的系统应具备变频和工频两套控制回路,确保变频出现异常跳保护时,不影响生产。

基于 PLC 的空压机变频控制系统  

系统原理设计  
     控制系统由以下部分组成 : 变频器、可编程控制器、变频柜、电抗器、压力变送器、震荡传感器等。  
     基于 PLC 的变频控制系统原理图如图 2 所示。 PLC 由触摸屏、电源、 CPU 、模拟量输出模块等组成。其中采用 PLC 来实现电气部分的控制。包括五部分 : 起动、运行、停止、切换、报警及故障自诊断。  
    (1) 起动 : 以两台电机 M1 , M2 为例,可以通过转换开关选择变频 / 工频启动。  
     运行 : 正常情况,电机 M1 处于变频调速状态,电动机 M2 处于停机状态。现场压力变送器检测管网出口压力,并与给定值比较,经 PID 指令运算,得到频率信号,动动调节转速达到所需压力。  
    (2) 停止 : 按下停止按钮, PLC 控制所有的接触器断开,变频器停止工作。  
    (3) 切换 : 实现 M1 , M2 工频、变频相互切换。  
    (4) 报警及故障自诊断 : 空压机内部一般有四个需要监测的量 : 冷却水压力监测、润滑油监测、机体温度监测、储气罐压力监测。  

  空压机变频节能改造的优点   

1)Richpower系列变频器是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器,使用先进的无感矢量( Sensor- Less vector)控制技术,为电机在低速运转时提供更大的转矩,可自动补偿高负载时马达的转速变动。良好的动态特性,同时具备超强的过载能力,以满足广泛的应用场合;

2)实现了低频低压的软启动,软停车,使运行更加平衡;

3)启动及加速过程冲击电流小,加速过程中最大启动电流不超过1.5倍额定电流,大大减小了对电网的冲击;

4)节能效果显著,据实测,在低速段节能明显,一般可达30%左右,运行时间越长,节能效果越明显;

5)延长压缩机的使用寿命;

6)降低了空压机的噪音;

7)由于变频器属于高科技产品,因此保护功能强大,而且灵敏,对出现各种故障及时的保护,免受更大的损失。


  空压机节能改造获益参照表   

 

主电机 功率(KW)

实际耗电1KW/h按0.8度电计算=主电机功率(KW)*0.8度

每年用电量按(312天*24小时/天)计算.耗电总量/度

电费价按0.58元/度(年耗电费)

改造后按节能25%计算(耗电总量/度)

电费价按0.58元/度(年/耗电费)

年/节约用电总量(度)

年/节约用电   总费(元)

15KW

12度电/H

89856度

52116.48元

67392度

39087.36元

22464度

13029.12元

22KW

17.6度电/H

131788.8度

76437.50元

98841.6度

57328.13元

32947.2度

19109.37元

30KW

24度电/H

179712度

104232.96元

134784度

78174.72元

44928度

26058.24元

37KW

29.6度电/H

221644.8度

128553.98元

166233.6度

96415.49元

55411.2度

32138.49元

45KW

36度电/H

269568度

156349.44元

202176度

117262.08元

67392度

39087.36元

55KW

44度电/H

329472度

191093.76元

247104度

143320.32元

82368度

47773.44元

75KW

60度电/H

449280度

260582.4元

336960度

195436.8元

112320度

65145.60元

90KW

72度电/H

539136度

312698.88元

404352度

234524.16元

134784度

78174.72元

110KW

88度电/H

658944度

382187.52元

494208度

286640.64元

164736度

95546.88元

132KW

105.6度电/H

790732.8度

458625.02元

593049.6度

343968.77元

197683.2度

114656.25元

160KW

128度电/H

958464度

555909.12元

718848度

416931.84元

239616度

138977.28元

185KW

148度电/H

1108224度

642769.92元

831168度

482077.44元

277056度

160692.48元

250KW

200度电/H

1497600度

868608元

1123200度

651456元

374400度

217152.00元

实际节电效果以工厂设备工况决定。东莞市瑞普机电设备有限公司专业对空压机变频节能控制系统改造的可配套的空压机品牌有:阿特拉斯、英格索兰、复盛、凯撒、寿力、昆西、博格、博莱特、优耐特斯、康普艾等。 可配套空压机电机功率有:15KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW、75KW、90KW、110KW、132KW、160KW、185KW、250KW

 


 
 

整个用电系统节电改造后达到一次投资,长期受益,这项节电改造在减少电费的同时,因为空压机变频节能柜优良的安全保护作用,将有利于保护电机、电子元件、开关元件等设备的使用寿命,还可起到电机软启动的作用,减少设备投资成本、维护成本,提高企业生产效率,增创企业效益。 欢迎来电咨询:0769-83368337

总之,贵公司在经过上述节电改造后,将大大提高电能使用效率,东莞市瑞普机电设备有限公司变频器专题。


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