簡介：空氣壓縮機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的許多部門中應(yīng)用極廣，特別是在石油、化工、動力等工業(yè)領(lǐng)域中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，是許多工業(yè)部門工藝流程中的核心設(shè)備。提供自動化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力，是生產(chǎn)流程順暢之要素，瞬間的壓降，即會影響產(chǎn)品品質(zhì)。 關(guān)鍵字：無感矢量變頻器，空壓機(jī)，節(jié)能改造 1.空氣壓縮機(jī)的概況 1.1空氣壓縮機(jī)的工作原理 我們知道，壓縮機(jī)在1640年由德國試制成功到目前已有幾百年歷史。壓縮機(jī)是一種將氣體壓縮從而提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器，例如：活塞式空壓機(jī)是由電動機(jī)帶動皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動曲軸，帶動連桿與活塞桿，使活塞在壓縮機(jī)氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，完成吸入、壓縮、排出等過程,將無壓或低壓氣體升壓，并輸出到儲壓罐內(nèi)。其中，活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。 空氣壓縮機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的許多部門中應(yīng)用極廣，特別是在石油、化工、動力等工業(yè)領(lǐng)域中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，是許多工業(yè)部門工藝流程中的核心設(shè)備。提供自動化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力，是生產(chǎn)流程順暢之要素，瞬間的壓降，即會影響產(chǎn)品品質(zhì)。 1.2原系統(tǒng)存在的問題 由于空壓機(jī)不 能排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長時間運(yùn)行的可能性，所以只能按最大需要來決定電動機(jī)的容量，設(shè)計余量一般偏大。工頻起動設(shè)備時的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè) 備維護(hù)量大。雖然都是降壓啟動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全，而且大多數(shù)是連續(xù)運(yùn)行，由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動電機(jī)本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實(shí)現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機(jī)不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行，電能浪費(fèi)巨大。 經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力延長壓縮機(jī)的使用壽命?？諌簷C(jī)的有些調(diào)節(jié)方式（如調(diào)節(jié)閥門或調(diào)節(jié)卸載等方式）即使在需要流量較小的情況下，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，電機(jī)功率下降幅度比較小。 綜上所述，若能采用變頻調(diào)速技術(shù)，當(dāng)流量需要量減少時，就可降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而較大幅度減小電動機(jī)的運(yùn)行功率，便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。 2.變頻改造方案設(shè)計要求 根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求： 1）主電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不超過±0.02Mpa； 2）系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路，確保變頻出現(xiàn)異常跳保護(hù)時，不影響生產(chǎn)； 3）在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運(yùn)行時，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過允許的范圍。 3.空壓機(jī)變頻改造的注意事項 1）空壓機(jī)是大轉(zhuǎn)動慣量負(fù)載，這種啟動特點(diǎn)就很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動時出現(xiàn)跳過流保護(hù)的情況，建議選用具有高啟動轉(zhuǎn)矩的無速度傳感器矢量變頻器，保證即能實(shí)現(xiàn)恒壓供氣連續(xù)性，又保證設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行； 2）空壓機(jī)不允許長時間在低頻下運(yùn)行，當(dāng)空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速過低，一方面將使空壓機(jī)的工作穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體的潤滑變差，會加快磨損。所以工作的下限頻率應(yīng)不低于20Hz； 3）為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分量，減小因高次諧波引起的電磁干擾，建議選用輸出交流電抗器，還可以減小電機(jī)運(yùn)行噪音和溫升，提高電動機(jī)的穩(wěn)定性。 4.變頻調(diào)速改造方案 廈門某輪胎廠原有132KW空壓機(jī)5臺，65KW空壓機(jī)1臺，空氣壓力調(diào)節(jié)范圍較大，壓力不穩(wěn)定，且不在用氣高峰時，有一臺空壓機(jī)在空轉(zhuǎn)，耗能較大。由于該公司生產(chǎn)主要集中在白天，而晚上用氣量小，到晚上就出現(xiàn)嚴(yán)重的“大馬拉小車”的現(xiàn)象了，空載時間較長，造成巨大的能源浪費(fèi)。2005年3月公司設(shè)備科，經(jīng)過反復(fù)的技術(shù)研討，決定對該廠的空壓站進(jìn)行變頻節(jié)能改造。 4.1系統(tǒng)參數(shù) 1）空壓機(jī)型號：L型兩級雙缸復(fù)動水冷空氣壓縮機(jī)4L-20/8 2）主電機(jī)型號：Y315M2-6額定功率132Kw，額定電壓380V，額定電流250A960r/min 3）變頻器：科姆龍無感矢量變頻器KV2000-G1320-4T額定電流253A 4）遠(yuǎn)傳壓力表：VTP10-A-G10-B 4.2系統(tǒng)工作原理 根據(jù)該廠要求，我們采用兩個選擇開關(guān)和兩個交流接觸器，可對兩臺空壓機(jī)中的任意一臺進(jìn)行變頻控制，同時保留原有的Y-△降壓啟動柜，當(dāng)變頻故障時可切換至工頻運(yùn)行。 變頻調(diào)速系統(tǒng)以輸出壓力作為控制對象。該系統(tǒng)采用科姆龍無速度傳感器矢量變頻器和遠(yuǎn)傳壓力變送器SP，組成閉環(huán)恒壓控制系統(tǒng)，所需壓力值可由變頻器面板直 接操作,現(xiàn)場壓力由變送器來檢測,反饋到變頻器，變頻器通過內(nèi)置PID進(jìn)行比較計算，從而調(diào)節(jié)其輸出頻率，達(dá)到空壓機(jī)恒壓供氣的要求。