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常州龍力機(jī)械有限公司
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空壓機(jī)系統(tǒng)工況的問(wèn)題分析 |
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一、 空壓機(jī)工作原理介紹
空壓機(jī)的工作原理是：由一對(duì)相互平行齒合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過(guò)程�？諌簷C(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽及陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
空氣壓縮機(jī)運(yùn)行的具體程序?yàn)椋喊聪聠?dòng)按鈕，控制系統(tǒng)接通啟動(dòng)器線圈并打開(kāi)斷油閥，空壓機(jī)在卸載模式下啟動(dòng)，這時(shí)進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置，而放氣閥則打開(kāi)以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓2秒后空壓機(jī)開(kāi)始加載運(yùn)行，系統(tǒng)壓力開(kāi)始上升。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開(kāi)關(guān)上限值，即起跳壓力時(shí)，控制器使進(jìn)氣閥關(guān)閉，油氣分離器放氣，壓縮機(jī)空載運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)壓力下降至壓力開(kāi)關(guān)下限值，即回跳壓力時(shí)，控制器使進(jìn)氣閥打開(kāi)，油氣分離器放氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。使空壓機(jī)從空載到滿載運(yùn)行隨著母管壓力的大小而頻繁切換，對(duì)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備沖擊比較大。設(shè)備的磨損增大，對(duì)設(shè)備的維護(hù)量大�？s短了壓縮機(jī)的使用壽命。
二、 原空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)工況的問(wèn)題分析
1、 主電機(jī)雖然以星-角降壓起動(dòng)，但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大，會(huì)影響低壓電網(wǎng)的穩(wěn)定及其對(duì)本身電氣設(shè)備的大電流沖擊。
2、 主電機(jī)時(shí)�？蛰d運(yùn)行，屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
3、 主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音增大。
4、 主電機(jī)工頻起動(dòng)設(shè)備的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以對(duì)設(shè)備的維護(hù)量大。
三、 空壓機(jī)節(jié)能改造的必要性
鑒于以上對(duì)空壓機(jī)的原理說(shuō)明以及目前的工況分析，認(rèn)為對(duì)空壓機(jī)的節(jié)能降噪改造是必要的，這樣不僅能夠節(jié)約大量的運(yùn)行費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還可以降低空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。
四、 節(jié)能改造要求
根據(jù)原工況存在的問(wèn)題并結(jié)合我廠實(shí)際，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：
1、 電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)±0.02Mpa
2、 系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路，并且可以單獨(dú)運(yùn)行。 3、 系統(tǒng)應(yīng)具有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。
4、一臺(tái)變頻器能控制一臺(tái)空壓機(jī)，另一臺(tái)空壓機(jī)保持原控制系統(tǒng)不變。
5、 根據(jù)空壓機(jī)的工控要求，系統(tǒng)應(yīng)保障電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性。
6、為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器，變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。
7、在變頻運(yùn)行情況下，變頻器處在低頻運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過(guò)允許的范圍。8、電機(jī)應(yīng)有單獨(dú)的散熱風(fēng)扇。
9、系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有變頻和工頻兩套主回路，都能單獨(dú)運(yùn)行。
五、 節(jié)能改造方案
由變頻器，壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)行恒壓力控制。
反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運(yùn)算，實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出頻率，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，到達(dá)節(jié)能的目的。
六、 空壓機(jī)變頻改造的優(yōu)點(diǎn)
1、運(yùn)行成本降低
傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成：初始采購(gòu)成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占?jí)嚎s機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過(guò)能源成本降低44.3%，再加上變頻起動(dòng)后對(duì)設(shè)備的沖擊減少，維護(hù)和維修量也跟隨降低，所以運(yùn)行成本將大大降低。
2、提高壓力控制精度
變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機(jī)的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制電機(jī)速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在規(guī)定變化范圍也就是0.2bar范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。
3、延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命 變頻器從0HZ起動(dòng)壓縮機(jī)，它的起動(dòng)加速時(shí)間可以調(diào)整，從而減少起動(dòng)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機(jī)的使用壽命延長(zhǎng)。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng)，這一波動(dòng)電流會(huì)影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到最低程度。
4.降低了空壓機(jī)的噪音
根據(jù)壓縮機(jī)的工況要求，變頻調(diào)速改造后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢，能有效地降低空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音。
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