1 引言
隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高效低耗的生產(chǎn)已愈來(lái)愈受到人們的關(guān)注，節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本已迫在眉睫。而且隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器在調(diào)速領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。它作為一種較為成熟的高科技產(chǎn)品，具有性能穩(wěn)定，操作方便，節(jié)能效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外工程技術(shù)人員和管理人員的關(guān)注和重視。我們經(jīng)過(guò)多方資料收集結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察并與ATLAS COPCO空壓機(jī)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)一步共同論證空壓機(jī)改造的可行性方案，認(rèn)為是切實(shí)可行的。
2 空壓機(jī)改造前運(yùn)行情況
設(shè)備改造前，兩臺(tái)空壓機(jī)全部工作在工頻狀態(tài)。壓力采用兩點(diǎn)式控制(上、下限控制)，也就是當(dāng)空壓機(jī)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值上限時(shí)，空壓機(jī)通過(guò)本身的油壓關(guān)閉進(jìn)氣閥;當(dāng)壓力下降到設(shè)定值下限時(shí)，空壓機(jī)打開(kāi)進(jìn)氣閥。由于實(shí)際用氣量不可能等于實(shí)時(shí)產(chǎn)氣量，這樣就導(dǎo)致了空壓機(jī)頻繁的卸載和加載，對(duì)電動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)和電網(wǎng)造成很大的沖擊。再者，空壓機(jī)卸荷運(yùn)行時(shí)，不產(chǎn)生壓縮空氣，電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，其用電量為滿(mǎn)負(fù)載的60%左右，這部分電能被白白浪費(fèi)。原系統(tǒng)工況存在的問(wèn)題
㈠ 主電機(jī)雖然星-角減壓起動(dòng)，但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大，會(huì)影響電網(wǎng)的供電安全及其它用電設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定。經(jīng)觀察空壓機(jī)啟動(dòng)時(shí)常會(huì)引起水站變頻器跳閘。
㈡ 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。
㈢ 主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大。
㈣主電機(jī)工頻起動(dòng)對(duì)設(shè)備的沖擊很大，對(duì)機(jī)械壽命有很大影響。
在這種情況下，對(duì)其進(jìn)行變頻改造是非常必要的。
3 空壓機(jī)變頻改造實(shí)施方案
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我們決定采用用一臺(tái)變頻器來(lái)控制兩臺(tái)空壓機(jī)，通過(guò)電氣控制相互轉(zhuǎn)換兩臺(tái)空壓機(jī)的變頻運(yùn)行，保持一臺(tái)運(yùn)行于工頻一臺(tái)運(yùn)行于變頻，避免了設(shè)備的頻繁加載與卸載，這樣，既能節(jié)省設(shè)備投資，又能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的需要。系統(tǒng)改造時(shí)，在保留原工頻系統(tǒng)情況下，增加變頻系統(tǒng)，做到了工頻/變頻互鎖切換。通過(guò)外部控制電路，使空壓機(jī)起停操作步驟仍然如前，操作簡(jiǎn)單，安全可靠。本系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)方式，在原來(lái)的壓力罐上加裝一個(gè)壓力傳感器，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA的電信號(hào)，送到變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將信號(hào)與壓力設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算后輸出控制信號(hào)，變頻器根據(jù)該信號(hào)輸出頻率，改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)供氣壓力，保持壓力的恒定，使空壓機(jī)始終處于節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)。
4 節(jié)能效果及綜合效益分析
改造后兩臺(tái)空壓機(jī)一年即可節(jié)省11.01萬(wàn)元。而整個(gè)系統(tǒng)改造費(fèi)用約5.5萬(wàn)元左右，六個(gè)月即可收回成本。誠(chéng)然，節(jié)能是變頻改造帶來(lái)的一大好處，但并不是唯一的，空壓機(jī)變頻改造后，還有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1) 電動(dòng)機(jī)從2Hz開(kāi)始軟起動(dòng)，對(duì)電機(jī)、空壓機(jī)、電網(wǎng)的沖擊大為減小。
(2) 延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了設(shè)備的維修量和維護(hù)費(fèi)用。
(3) 進(jìn)一步完善了保護(hù)功能，如熱保護(hù)、過(guò)電流、過(guò)電壓、欠電壓、短路、缺相保護(hù)等功能。
(4) 操作簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行平穩(wěn)，電極、空壓機(jī)溫升正常，噪音、振動(dòng)減小。
(5) 不再頻繁的加載和卸載，供氣壓力穩(wěn)定，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
(6) 符合公司環(huán)境方針的要求，提升企業(yè)形象。