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變頻螺桿空壓機節(jié)能原理分析

更新時間:2020-08-27 17:06:25    點擊次數(shù):次

 
  一、空壓機變頻控制原理
 
  由于空壓機電機的轉速與空壓機的實際消耗功率成一次方關系,因此,降低電機轉速將同比減小實際消耗功率;變頻螺桿空壓機采用壓力傳感器實時檢測系統(tǒng)中實際用氣的壓力和用氣量,通過控制器和變頻器內部的PID調節(jié)器的精確控制,在不改變空壓機馬達轉矩(即拖動負載的能力)的情況下改變空壓機的轉速(輸出功率)從而調節(jié)系統(tǒng)壓力,實現(xiàn)壓縮機空氣按需輸出。當系統(tǒng)用氣量降低時,空壓機提供的壓縮空氣量大于系統(tǒng)用氣量,變頻空壓機自動降低轉速,從而減少壓縮空氣輸出;反之,則提供電機轉速以增加壓縮空氣量,保持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定,實現(xiàn)恒壓供氣。
 
  變頻螺桿空壓機節(jié)能成效可在一年內收回差價(變頻機高出普通機差價),2-3年內收回整機購買成本,以螺桿空壓機平均負載率67%-70%估算,年運行5800小時的工況下,若采用變頻機,不同功率下機組年節(jié)電量如圖1。
 
  以螺桿空壓機平均負載率67%-70%估算,年運行8000小時的工況下,若采用變頻機,不同功率系的機組年節(jié)電量如圖2。
 
  1.維護成本顯著降低
 
  空壓機的使用成本由以下三項組成:購機成本、維護成本和能源消耗成本。變頻空壓機由于運行時減少了對機械和電氣的沖擊,同時降低了空壓機的維護、維修量,因此維護成本顯著降低。
 
  2.實現(xiàn)恒壓供氣
 
  減少供氣壓差帶來的壓差損耗;變頻空壓機提高供氣壓力的控制精度,恒壓供氣極大地提升企業(yè)生產效率和品質,同時減少了較高壓差帶來的能源消耗。
 
  3.提升產氣效率
 
  產氣量增加約5%-15%:避免了頻繁加載、卸載、停機時產生的能源浪費(如空載能耗,卸載時壓縮空氣放空損耗等)。
 
  4.延長螺桿空壓機的使用壽命
 
  由普通機組的10-15年延長至15-30年。
 
  (1)變頻軟啟動;
 
  (2)運行平滑;
 
  (3)無工頻裝置避免電接觸故障。
 
  5.提升變壓器和電網的運行功效
 
  6.降低噪音
 
  7.性價比高
 
  8.品質保障
  
    二、具體案例分析
 
  公司共有3臺空氣壓縮機,其中2臺10立方(75kW,阿特拉斯·科普柯)已使用多年。隨著生產規(guī)模擴大和用氣量顯著增加,為確保用氣安全,增加一臺索瑞特變頻空壓機(18.7立方,1.23MPa,150kW)。
 
  三臺空壓機交替使用,每兩周一輪交換使用,每年工作300天。
 
  空壓機每天開機時間為早晨8點至晚上10點,即每天工作14小時。
 
  壓縮機最大排氣壓力1.1MPa,經過儲氣罐再送往用氣設備,實際用氣壓力0.6MPa,用氣壓力范圍0.4MPa-0.7MPa。
 
  三、節(jié)能效果預估
 
  通過對2臺10立方壓縮機工況的實際觀察和數(shù)據(jù)分析,可以得到如下的預算結果:
 
  采用節(jié)能變頻后,壓縮機每工作一小時,可以節(jié)電14-16度,節(jié)電率不低于20%;2#壓縮機每工作一小時,節(jié)電12-14度,節(jié)電率不低于19%。
 
  這兩臺10立方壓縮機每天工作14小時,共節(jié)電量為:
 
  (12+14)*14=364(度)
 
  如果每年工作時間按150天計算,則每年可節(jié)電約電量為364*150=54600(度)
 
  經了解,目前電費資費為0.85元/度,則全年可節(jié)約電費為54600*0.85=46410元;
 
  可見,每臺壓縮機平均每年節(jié)約電費在2.3萬元以上。
 
  綜合考慮各種影響因素,例如工作時間、生產安排、設備狀態(tài)等,每臺壓縮機年接電費不低于1.8萬元。
 

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