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变频空气压缩机市场走向

来源:上海罗德康普螺杆压缩机有限公司 作者:姬敏 发布时间:2012-12-28 浏览次数:
导读:随着经济的快速发展,高效低耗的技术显得日益重要,那么,在空压机供气领域能否应用变频调速技术,节省电能的同时改善空压机性能、提高供气品质,就成为我们关心的一个话题。

随着经济的快速发展,高效低耗的技术显得日益重要,那么,在空压机供气领域能否应用变频调速技术,节省电能的同时改善空压机性能、提高供气品质,就成为我们关心的一个话题。

一.何谓变频空压机?
 通过变频器使其转速在一定范围内连续调节,能连续改变输出能量的压缩机。变频空压机与普通空压的不同之处有两点。第一: 它比普通空压机多了一个变频器,第二: 变频空压机的电机是变频电机。
二.变频空压机工作原理:
由于空压机马达的转速与空压机的实际消耗功率成一次方关系,通过降低马达转速而减少实际消耗功率。变频空压机是用压力感测器即时感应系统中实际气压和用气量,通过电器控制和变频控制的精确配合,在不改变空压机马达转矩(即拖动负载的能力)的前提下来即时控制马达转速(即输出功率),经由改变压缩机转速,来响应系统压力的变化,并保持稳定的系统压力(设定值),以实现高品质压缩空气的按需输出。当系统消耗风量降低时,压缩机提供的压缩空气大于系统消耗量,变频式压缩机会降低转速,同时减少输出压缩空气风量;反之则提高马达转速增加压缩空气风量,以保持稳定的系统压力值。它和风机电机水泵节电一样,根据负载变化,控制输入的电压频率,跟变频器原理相同。
三.变频空压机的节能揭秘:
 1、 变频空压机的压力设定可以是一点,即可以将满足生产设备要求的最低压力作为设定压力,变频空压机将根据管网压力上下波动的趋势,调节空压机转速的快慢,甚至消除了空压机的卸载运行,节约了电能。
2、 由于变频空压机使得管网上下压力稳定,可以降低甚至消除压力的波动,从而使系统中所有运行的空压机都在一个满足生产要求的较低的压力下运行,减少了压力向上波动造成的功率损失。
3、由于压缩机不能排除在满负载状态下长时间运行的可能性,所以,只能按最大需求来决定电动机的容量,故设计容量一般偏大。在实际运行中,轻载运行的时间所占的比例是非常高的。如采用变频调速,可大大提高运行时的工作效率。因此,节能潜力很大。
4、 有些调节方式(如调节阀门开度和改变叶片的角度等),即使在需求量较小的情况下,也不能减小电动机的运行功率。采用了变频调速后,当需求量较小的情况下,可降低电动机的转速,减小电动机的运行功率,从而进一步实现节能。
5、 单电动机拖动系统大多不能根据负载的轻重连续地调节。而采用了变频调速后,则可以十分方便地进行连续调节,能保持压力、流量、温度等参数的稳定,从而大大提高压缩机的工作性能。
四.市场应用前景:
现在许多空压机用户用气量都有一个范围,这种情况下用普通空压机就只能按一个最大值标准选择空压机。这种情况下最佳选择就是按最大用气量标准选择一台变频空压机。这就为变频空压机的生存创造了很大的空间,甚至有许多空压机用户在预期到自己企业以后必然会做大的情况下会选择气量大一号的空压机这种情况下就更加需要选择变频空压机了。所以变频空压机在未来必将受到越来越大的青睐,市场前景一片光明。
1.单台变频工作描述
压缩机由变频启动和运行,并根据母管压力进行自动控制,以得到恒定的压力并节省能源;
 我司提供的变频器为丹麦Danfoss公司生产,型号为VLT5000系列, 主要电器如接触器、中间继电器由ABB或西门子公司生产;
工作流程
 压缩机组安装完成后,设置好EPC变频控制系统、变频器的参数;按下EPC变频控制系统启动按钮, 压缩机组按变频器设置的启动程序开始运行,经过一定的延时后,压缩机加载运行, 储气罐压力开始上升,变频器始终接受EPC变频控制系统传送来的压力信号。当管网压力上升到变频器设置的压力点时,如果感知压力还有上升趋势时,变频器就降低转速运行,如果感知压力有下降趋势时,变频器就提高转速运行,始终保持管网压力在设置的压力点附近波动(±0.1bar)。当管网用气量很小,变频器已经下降到下限频率时,压力还在上升,当上升到EPC变频控制系统卸载压力时,压缩机卸载运行直至空载停车;此后当压力低于加载压力时,EPC变频控制系统启动变频器按程序开起压缩机运行,确保自动控制机组运行的目的;
 变频器的各种保护与压缩机的各种保护动作相互一致;
压缩机变频器的运行频率应不低于15Hz。
2. 一拖二及联控多台工频压缩机运行的工作描述 (以此类推至一拖多)
利用手动切换方式使变频器进行一拖二运行(即二台压缩机都可用手动转换方式使一台变频运行,一台工频运行)。压缩机型号为UD系列,总共多台压缩机,2台为变频一拖二运行,其余由压力控制自动工频运行,可通过设置进行单机运行;
变频器一拖二工作及控制工频运行的工作描述:
(1)通过联动运行方式及按时间长短顺序分别启停各台压缩机;
(2)设置好变频控制器和工频控制器参数及联动工作参数;
(3)设置好每台压缩机的编号,变频运行的压缩机始终为1#机;
(4)启动1#变频压缩机,启动完成后压缩机加载运行,频率升到50HZ,经过一段时间的延时,如果压力没有到达设置的压力工作点,1#控制器会开启运行时间最短的压缩机;再经过一段时间的延时,如果压力还没有到达设置的压力工作点,1#控制器会开启运行时间次短的压缩机;依次类推,开启所有的空气压缩机;
(5)当管网压力升到上限值,变频运行为最低值如15HZ时,经过一段时间的延时,压力还在上限值时,1#控制器会停止运行时间最长的压缩机,依次类推,停止所有的工频运行的空气压缩机。变频压缩机一般不会停机,只有在压高延时时间到才会停机,当管网压力降到设置值的下限时,会先自动开启变频压缩机,然后按上述循环再次开、停压缩机组;
(6)还可通过集中控制模式实现上述控制功能。
变频空压机节能案例
1 . 只使用一台37kW压缩机的情况
假设压缩机为37kW,装置时预留20%的裕度,如果是常规压缩机,则在运转时将有80%时间加载,20%时间卸载。
A、使用ON-OFF气量调节:
由于使用ON-OFF气量调节,其压力上下限一般为1 bar,因此其运转压力假设为介于6 bar与7 bar之间。7 ar时,耗用功率37kW。在6 bar时耗用功率约为34 kW,平均消耗功率为35.5 kW,假设卸载时消耗功率为15 kW(卸载消耗功率设约为加载时的40%),因此在20%卸载,80%加载的情况下,总平均消耗功率为35.5kWx80%+15 kWx20%=31.4kW。
B、使用变频气量调节:
变频压缩机可将系统压力准确维持在约6 bar±0.1 bar,系统气量如有任何变化,EPC变频控制系统将可随时调整压缩机转速以符合最佳需求。
因此在运转具有20%预设裕度的变频压缩机时,EPC变频控制系统将使系统恒定在输出80%的气量,其功率消耗则为稳定的34kWx80%=27.2kW。两者的功率差异为4.2 kW。
如果是在70%加载,30%卸载的情况下运转,则ON-OFF气量调节的平均消耗功率为35.5kWx70%+15 kWx30%=29.35kW,而变频压缩机的消耗功率为34 kWx70%=23.8kW。两者的功率差异为5.55 kW。
常规的螺杆式压缩机除了ON-OFF的气量调节外,还有使用进气节流的容调控制方式。但是进气节流的容调控制方式虽可使压缩机运转压力较为隐定,不至于一直徘徊于加卸载之间,但在容调状态时并不会省电,其平均耗电量比ON-OFF的控制方式还要高。加卸载时所排放的气体能量也颇为可观。假设油气桶有100公升的气体空间,压缩机每三分钟卸载一次,则其所消耗的气体为0.1cm3x6/3min=0.2m3/min,大约相等于1.1 kW,即省3%。
2. 使用二台37 kW压缩机的情况
假设二台压缩机均为37 kW,装置时预留20%的裕度。
A、使用ON-OFF气量调节:
依前例,每台压缩机的平均消耗功率为31.4 kW,如将其中一台固定在满载,另一台执行加卸载运转,则第一台消耗功率为35.5 kW,第二台将有60%为加载,40%为超载,第二台的平均消耗功率为35.5 kWx60%+15kWx40%=27.3kW,与第一台合计,总平均消耗功率为(35.5+27.3)/2=31.4kW,因此不管其中一台是否设为满载,其总功率均约为62.8kW。
B、使用变频气量调节:
在此种情况下,仅需将一台压缩机更改为变频压缩机,另一台仍然使用ON-OFF气量调节的常规压缩机。
常规压缩机仍将ON-OFF气量调节的压力上下限设定在6 bar与7 bar之间,变频压缩机的运转压力设定在比6 bar略高一点点。在此情况下,第一台常规压缩机将持续于6 bar做100%运转,其消耗功率为34 kW。至于第二台变频压缩机则用于补充不足的60%,其消耗功率为34x60%=20.4 kW,总功率为34+20.4=54.4 kW。与两台常规压缩机节能8.4 kW。
3. 使用三台37 kW压缩机之情况
假设三台压缩机均为37 kW,装置时预留20%的裕度。
A、使用ON-OFF气量调节:
依前例,每台压缩机之平均消耗轴功率为31.4 kW,总消耗功率约为94.2 kW。(注:未加上卸载时所排放的气体能量)
B、使用变频气量调节:
在此种情况时,仅需将一台压缩机更改为变频压缩机,另两台可维持使用常规压缩机。依二、(二)所述由ON-OFF气量调节的两台常规压缩机均运转于6 bar,100%,其消耗功率均为34 kW,至于变频压缩机则用于补充不足的40%,其消耗功率为34 kWx40%=13.6kW,总功率为34kWx2+13.6 kW=81.6 kW,与三台常规压缩机功率差为94.2 kW-81.6 kW=12.6 kW
 

 

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