長沙昱霆機(jī)電有限公司
Changsha Yuting electromechanical Co., Ltd
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一、節(jié)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(jié)能公司依據(jù)變頻原理研制的中天高壓風(fēng)機(jī)節(jié)電器可對(duì)所有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)行節(jié)電改造�？傮w節(jié)電效果顯著，節(jié)電率達(dá)20～50%。 該廠供氣系統(tǒng)共有380V壓縮機(jī)四臺(tái)，其中兩臺(tái)37KW始終工作，另55KW和45KW根據(jù)供氣情況在不同的時(shí)間段內(nèi)投入使用。由于壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)上的不足及生產(chǎn)過程中不確定因素，此空氣壓縮系統(tǒng)存在如下缺陷： 浪費(fèi)電能。生產(chǎn)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(shí)際上，兩臺(tái)37KW運(yùn)行基本可滿足要求，三臺(tái)運(yùn)行，則出現(xiàn)較頻繁的排空放氣現(xiàn)象，浪費(fèi)電能較為嚴(yán)重。而且系統(tǒng)壓力經(jīng)常在3kgf/cm2-4kgf/cm2大范圍波動(dòng)，一定程度上影響某些工序的產(chǎn)品質(zhì)量。 噪音大。空氣壓縮機(jī)自動(dòng)排空放氣時(shí)噪音極大，造成環(huán)境污染。 電網(wǎng)沖擊大。由于三臺(tái)均為工頻啟動(dòng)、運(yùn)行，機(jī)器的起動(dòng)電流最高達(dá)到630A以上，對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。 供氣量波動(dòng)。由于系統(tǒng)無法自動(dòng)調(diào)節(jié)供氣量，供氣量的波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有一定影響。 綜上所述，可運(yùn)用節(jié)能系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有空氣壓縮系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，利用PID控制變頻技術(shù)建立恒壓供氣系統(tǒng)，從而達(dá)到節(jié)電、減少噪音、降低設(shè)備摩損、減少對(duì)電網(wǎng)沖擊、提高功率因素、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等效果。 空氣壓縮系統(tǒng)節(jié)電改造原理 1、節(jié)電原理簡介 節(jié)能控制器采用變頻技術(shù)及最新PID控制技術(shù)，利用壓力傳感器信號(hào)及有關(guān)電氣控制信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的壓縮氣體壓力值控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速，將氣壓維持在所需的壓力值上，將平時(shí)不必消耗的能量節(jié)省下來，從而達(dá)到節(jié)電的目的。 系統(tǒng)采用連續(xù)的程控，不存在頻繁啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊現(xiàn)象，可有效保護(hù)電網(wǎng)。 2、改造要求 現(xiàn)廠方供氣系統(tǒng)共有壓縮機(jī)四臺(tái)，其中兩臺(tái)37KW始終工作，另55KW和45KW根據(jù)供氣情況在不同的時(shí)間段內(nèi)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(tái)37KW全頻（工頻）工作外，另外55KW及45KW可切換投入工作，其運(yùn)行頻率根據(jù)所需氣壓受控運(yùn)行。 3、控制方式 控制系統(tǒng)工作原理圖詳見下圖。 由圖可知，納入系統(tǒng)運(yùn)行的有1臺(tái)55KW空氣壓縮機(jī)（1#泵），1臺(tái)45KW壓縮機(jī)（2#泵），2臺(tái)37KW壓縮機(jī)（3#，4#泵）。其中兩臺(tái)37KW工頻運(yùn)行，不能調(diào)速，另兩臺(tái)由變頻器調(diào)速。根據(jù)該廠的具體情況，電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備變頻器選用55KW變頻器，可適應(yīng)55KW和45KW兩臺(tái)使用。 為實(shí)現(xiàn)輸氣管道上的恒壓供氣，在輸氣總管上安裝了一個(gè)壓力變送器，將管網(wǎng)里的壓力變換成4~20mA信號(hào)送到智能型自整定PID調(diào)節(jié)器。PID調(diào)節(jié)器將其輸入的4~20mA信號(hào)變成0~10VDC的電信號(hào)，控制變頻器的輸出頻率及輸出電壓，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)工作時(shí)，3#、4#泵工頻運(yùn)行，如管網(wǎng)壓力不夠，變頻器控制2#泵開始工作，若工作到工頻狀態(tài)時(shí)管網(wǎng)上壓力仍不夠，變頻器自動(dòng)切換到1#泵，使其變頻運(yùn)行直至管網(wǎng)所需壓力；當(dāng)管網(wǎng)壓力過高時(shí)，1#泵停止運(yùn)行，變頻器自動(dòng)切換到2#泵，若仍過高，則2#泵停止工作，僅3#，4#工頻運(yùn)行即可。從而使總管的氣壓基本恒定，達(dá)到恒壓供氣的目的。 當(dāng)壓縮空氣的消耗出現(xiàn)較大的變化，系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定的最大值或最小值時(shí)，裝于輸氣總管上電接點(diǎn)壓力表將檢測到的信號(hào)送入邏輯切換控制器，作為系統(tǒng)投入/切出工頻機(jī)組的一個(gè)重要條件（但不是唯一的）。當(dāng)系統(tǒng)需要投入工頻機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)首先綜合判斷哪一臺(tái)機(jī)組處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)（STANBY），然后發(fā)出報(bào)警信號(hào)，經(jīng)延時(shí)后則執(zhí)行起動(dòng)命令；壓力過大而須停機(jī)時(shí)，不必人工干擾，系統(tǒng)直接發(fā)出停機(jī)指令，使機(jī)組停機(jī)。 綜合效益分析 中天高壓風(fēng)機(jī)節(jié)能控制器可最大程度上降低的耗電量，由于實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)速控制，的耗電量就與氣動(dòng)設(shè)備使用情況密切相關(guān)了。經(jīng)加裝節(jié)能控制器進(jìn)行節(jié)電改造后，我們預(yù)計(jì)總體上的節(jié)電效果一般可達(dá)到20%～50%，有些可達(dá)到更高的水平。 這家公司空氣壓縮機(jī)組經(jīng)改造后，經(jīng)實(shí)測達(dá)到如下效果： 節(jié)省電能：恒壓供氣系統(tǒng)投入運(yùn)行后，可使貯氣罐的氣壓保持在設(shè)定值的2.5%范圍內(nèi)，將自動(dòng)排空而損失的電能節(jié)省下來，經(jīng)實(shí)測，節(jié)電率達(dá)到40%左右，同時(shí)功率因子提高至COSф>0.95，減少了無功損耗； 降低噪音，減少環(huán)境污染：恒壓供氣系統(tǒng)由于實(shí)現(xiàn)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(duì)環(huán)境的污染； 延長機(jī)械部件使用壽命：使用節(jié)電系統(tǒng)后，大多數(shù)時(shí)間運(yùn)行在工頻之下，能明顯減少機(jī)械部件的磨損，延長機(jī)器壽命，減少維修費(fèi)用和縮短維修時(shí)間； 實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)：減少機(jī)組起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)可靈活地重復(fù)多次起動(dòng)，避免了自藕降壓起動(dòng)在這方面的不足； 實(shí)現(xiàn)恒壓供氣：系統(tǒng)投入運(yùn)行后，提高了供氣可靠性和負(fù)載變化的調(diào)節(jié)能力，保證了恒定的供氣壓力，進(jìn)一步保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性； 運(yùn)行可靠，故障率幾乎為零：系統(tǒng)設(shè)有過載、失壓、欠壓、過流、缺相等保護(hù)功能，運(yùn)行可靠； 操作簡易，發(fā)生故障不影響生產(chǎn)：節(jié)能器發(fā)生故障后，可自動(dòng)停機(jī)并發(fā)出故障信號(hào)，同時(shí)，可轉(zhuǎn)換到市電使正常運(yùn)行，不影響生產(chǎn)。
