長沙昱霆機電有限公司
Changsha Yuting electromechanical Co., Ltd
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一、節電改造的可行性 在使用過程中的耗能是有目共睹的，北京中天節能公司依據變頻原理研制的中天高壓風機節電器可對所有馬達驅動的進行節電改造。總體節電效果顯著，節電率達20～50%。 該廠供氣系統共有380V壓縮機四臺，其中兩臺37KW始終工作，另55KW和45KW根據供氣情況在不同的時間段內投入使用。由于壓縮機在設計上的不足及生產過程中不確定因素，此空氣壓縮系統存在如下缺陷： 浪費電能。生產線上壓縮空氣工作壓力要求為3kgf/cm2,輸氣總管上壓力保持在3.2kgf/cm2較合適。由于空氣不可能恒定，實際上，兩臺37KW運行基本可滿足要求，三臺運行，則出現較頻繁的排空放氣現象，浪費電能較為嚴重。而且系統壓力經常在3kgf/cm2-4kgf/cm2大范圍波動，一定程度上影響某些工序的產品質量。 噪音大。空氣壓縮機自動排空放氣時噪音極大，造成環境污染。 電網沖擊大。由于三臺均為工頻啟動、運行，機器的起動電流最高達到630A以上，對電網造成沖擊。 供氣量波動。由于系統無法自動調節供氣量，供氣量的波動對產品的質量有一定影響。 綜上所述，可運用節能系統對現有空氣壓縮系統進行技術改造，利用PID控制變頻技術建立恒壓供氣系統，從而達到節電、減少噪音、降低設備摩損、減少對電網沖擊、提高功率因素、穩定產品質量等效果。 空氣壓縮系統節電改造原理 1、節電原理簡介 節能控制器采用變頻技術及最新PID控制技術，利用壓力傳感器信號及有關電氣控制信號，根據設定的壓縮氣體壓力值控制馬達轉速，將氣壓維持在所需的壓力值上，將平時不必消耗的能量節省下來，從而達到節電的目的。 系統采用連續的程控，不存在頻繁啟動時的大電流沖擊現象，可有效保護電網。 2、改造要求 現廠方供氣系統共有壓縮機四臺，其中兩臺37KW始終工作，另55KW和45KW根據供氣情況在不同的時間段內投入使用。廠方要求，供氣采用恒定壓力供氣，供氣氣壓范圍為0～1MPa；除兩臺37KW全頻（工頻）工作外，另外55KW及45KW可切換投入工作，其運行頻率根據所需氣壓受控運行。 3、控制方式 控制系統工作原理圖詳見下圖。 由圖可知，納入系統運行的有1臺55KW空氣壓縮機（1#泵），1臺45KW壓縮機（2#泵），2臺37KW壓縮機（3#，4#泵）。其中兩臺37KW工頻運行，不能調速，另兩臺由變頻器調速。根據該廠的具體情況，電機驅動設備變頻器選用55KW變頻器，可適應55KW和45KW兩臺使用。 為實現輸氣管道上的恒壓供氣，在輸氣總管上安裝了一個壓力變送器，將管網里的壓力變換成4~20mA信號送到智能型自整定PID調節器。PID調節器將其輸入的4~20mA信號變成0~10VDC的電信號，控制變頻器的輸出頻率及輸出電壓，從而改變電機的轉速。系統工作時，3#、4#泵工頻運行，如管網壓力不夠，變頻器控制2#泵開始工作，若工作到工頻狀態時管網上壓力仍不夠，變頻器自動切換到1#泵，使其變頻運行直至管網所需壓力；當管網壓力過高時，1#泵停止運行，變頻器自動切換到2#泵，若仍過高，則2#泵停止工作，僅3#，4#工頻運行即可。從而使總管的氣壓基本恒定，達到恒壓供氣的目的。 當壓縮空氣的消耗出現較大的變化，系統壓力達到設定的最大值或最小值時，裝于輸氣總管上電接點壓力表將檢測到的信號送入邏輯切換控制器，作為系統投入/切出工頻機組的一個重要條件（但不是唯一的）。當系統需要投入工頻機組時，系統首先綜合判斷哪一臺機組處于準備就緒狀態（STANBY），然后發出報警信號，經延時后則執行起動命令；壓力過大而須停機時，不必人工干擾，系統直接發出停機指令，使機組停機。 綜合效益分析 中天高壓風機節能控制器可最大程度上降低的耗電量，由于實現了無級調速控制，的耗電量就與氣動設備使用情況密切相關了。經加裝節能控制器進行節電改造后，我們預計總體上的節電效果一般可達到20%～50%，有些可達到更高的水平。 這家公司空氣壓縮機組經改造后，經實測達到如下效果： 節省電能：恒壓供氣系統投入運行后，可使貯氣罐的氣壓保持在設定值的2.5%范圍內，將自動排空而損失的電能節省下來，經實測，節電率達到40%左右，同時功率因子提高至COSф>0.95，減少了無功損耗； 降低噪音，減少環境污染：恒壓供氣系統由于實現了變頻控制，基本上消除排空放氣的情況，從而改善了噪音對環境的污染； 延長機械部件使用壽命：使用節電系統后，大多數時間運行在工頻之下，能明顯減少機械部件的磨損，延長機器壽命，減少維修費用和縮短維修時間； 實現了軟起動：減少機組起動電流對電網的沖擊，同時可靈活地重復多次起動，避免了自藕降壓起動在這方面的不足； 實現恒壓供氣：系統投入運行后，提高了供氣可靠性和負載變化的調節能力，保證了恒定的供氣壓力，進一步保證了產品質量的穩定性； 運行可靠，故障率幾乎為零：系統設有過載、失壓、欠壓、過流、缺相等保護功能，運行可靠； 操作簡易，發生故障不影響生產：節能器發生故障后，可自動停機并發出故障信號，同時，可轉換到市電使正常運行，不影響生產。
