合理的儲氣罐配置, 可以有效的降低加卸載次數(shù),穩(wěn)定生產(chǎn)供氣。
通過調(diào)節(jié)電源頻率,達到改變電機轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)壓力穩(wěn)定的壓縮空氣需求。
采用壓力傳感器裝置檢測管網(wǎng)的壓力,通過PID調(diào)節(jié)給出一路模擬信號到變頻器,變頻器給出適當(dāng)?shù)碾妷汉皖l率給空壓機電機,調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速和輸出功率,這樣形成一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)維持管網(wǎng)的壓力恒定,并且可以通過內(nèi)部PLC自動調(diào)節(jié)。
在實際應(yīng)用中檢測,隨著使用時間白天、晚上的不同,按供氣量不同,所需的供給的功率也不同,傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式是通過壓力閥的調(diào)節(jié)加載。
加裝變頻器時比較簡單。將電機從原交流重拆出,裝到變頻柜中,從電源空開側(cè)引出電纜到變頻柜中,外部采樣信號接入控制交流中,進行自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速以實現(xiàn)恒壓控制(PID調(diào)節(jié)),變頻自身帶有各項保護(過壓、過流、過載、過熱及欠壓保護)。
采用變頻的優(yōu)點:起動方便無沖擊電流,自動調(diào)節(jié)、壓力恒定、噪音低、機件磨損少、機器運行平穩(wěn)。
而由于空壓機是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通用設(shè)備,運轉(zhuǎn)時間長,配備電機功率較大,因而降低空壓機的功耗,提高空壓機的經(jīng)濟運行,對節(jié)能具有一定意義。盡管我們加強日常運行管理:減少泄漏、合理潤滑、定期維護,但是共蘊藏的節(jié)能潛力遠未被挖掘出來。下面就作簡單分析。
我們通常使用的都是活塞式空壓機,活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運行,周期性地改變缸內(nèi)的容積,從而使氣缸內(nèi)氣體容積發(fā)生變化,并與氣缸內(nèi)氣閥作相應(yīng)的開閉動作配合,通過吸氣、壓縮、排氣等動作,將無壓或低壓氣體升壓,并輸出到儲壓罐內(nèi)。
首先,空壓機的驅(qū)動軸上所需要的軸功率,與排氣壓力、空壓機轉(zhuǎn)速有直接的關(guān)系,也就是說,在實際運行中,由于壓縮空氣的使用隨時在變化,空壓機并不經(jīng)常在額定工況下運行,而空壓機排氣壓力的高低則直接影響到實際軸功率的大小。排氣壓力越高,所需軸功率也越大。試驗證明滿負載時,空壓機的輸入電流(功率)與排氣壓力的關(guān)系符合圖2曲線與關(guān)系式。
其次,為滿足用氣量的隨時變化要求,儲氣罐內(nèi)氣體必須保持一定的壓力,我廠濾池運行壓力為0.65-0.80MPA,目前大多數(shù)空壓機均采用切斷進氣的調(diào)節(jié)方式來改變排至儲氣罐的氣量。對于空壓機氣量的供求關(guān)系表現(xiàn)為排氣壓力的變化,空壓機排氣量正好滿足生產(chǎn)用氣量要求時,儲氣壓力保持不變,若能維持這種狀態(tài)當(dāng)然最佳,但實際上用氣量是隨時變化的,而且設(shè)計冗余量較大,所以空壓機排氣量都要大于用氣量,如果空壓機仍恒速運轉(zhuǎn),則儲氣罐內(nèi)的氣體越積越多,當(dāng)罐內(nèi)壓力上升達到設(shè)定壓力時,一般采用兩種辦法:一種是空壓機卸荷運行,不產(chǎn)生壓縮氣體,電動機處于空載運轉(zhuǎn),其用電量仍為滿負載的30-60%,這部分電能被白白浪廢掉。另外一種辦法是停止空壓機運行,這樣似乎空壓機空轉(zhuǎn)或不斷放空所浪費的電能被消除了,但是若無容積較大的儲氣罐,將會帶來電動機的頻繁啟動,空壓機的空載啟動電流大約是額定電流的5-7倍,對電網(wǎng)及其它用電設(shè)備沖擊較大,同時使空壓機的使用壽命也會縮短。 綜上所述,由于空壓機可以在保證生產(chǎn)所需要的最低壓力下運行,電機輸入功率大大下降,輔以壓力閉環(huán)控制,實現(xiàn)空壓機的供氣壓力―轉(zhuǎn)速的動態(tài)匹配,減少了電機的實際輸入功率,達到節(jié)能目的。即電機的轉(zhuǎn)速由供氣壓力來控制,壓縮機需要多大的功率,電機就輸出多大的功率,而不必做無用功,從而取得良好的節(jié)能效果,節(jié)能的第二方面是空壓機停止了空轉(zhuǎn),電機不存在輕載運行,這部分能量很可觀。 相應(yīng)帶來的其它好處是:供氣壓力穩(wěn)定,通過壓力調(diào)節(jié)器,可使空壓機保持在設(shè)定的壓力值下工作,壓力穩(wěn)定可靠性高,而且壓力可以無級設(shè)定,隨時可調(diào)。電機實現(xiàn)軟啟動,壓縮機的使用壽命及檢修周期都將得到大大延長。空壓機排氣量由空壓機的轉(zhuǎn)速來控制,氣缸內(nèi)氣閥片不再反復(fù)地開啟和關(guān)閉,閥座、彈簧等工作條件大大改善,避免了高溫、高壓氣體急劇的流動與沖擊,維修工作量減少。
示例1、以下為某水廠的空壓機運行狀況: 自來水廠的每日供水量隨季節(jié)天氣的變化而不同,一日之隨每時的供水量也隨時間晝夜而有別。水廠的供水量始終處于動態(tài)的變化之中,濾池的運行數(shù)量也在不斷地改變。水廠濾池總數(shù)為32格,進水閘板、排水閘板、反沖氣蝶閥、反沖水蝶閥與出水蝶閥都采用氣動控制,以四臺空壓機(兩用兩備)組成的空壓站供給氣源。以下是濾池空壓站節(jié)能效果的測算:(空壓機配用電機Pe=11KW,Ie=22.3A,Ue=380V)
1.1 只運行―組濾池(16格) 現(xiàn)場實測:只開啟一臺空壓機,卸荷時運行電流為11A,電壓為400V,功率因數(shù)約為0.85,消耗有功功率:P= 3×400×11×0.85=6477.68W=6.4777KW 載荷―卸荷時間比為8:6,那么一年一臺空壓機卸荷運行所需電能為: W=P×24×365×6÷14=24319.06kWh 1.2 一組濾池全部投運,另一組運行4格(共20格) 現(xiàn)場實測:只開啟一臺空壓機,這時空壓機不再有卸荷運行,儲氣罐壓力為0.65MPA,輸入電流為20A,沒有做無用功。 1.3 兩組濾池全部運行(32格) 必須將兩臺空壓機全部投入運行,這時運行情況與1類似。
1、空壓機變頻調(diào)速的實現(xiàn)方案 根據(jù)現(xiàn)場情況,目前控制濾池氣動閥共有四臺(兩用兩備)空壓機,型號相同。選用一臺TP變