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变频螺杆空压机节能原理分析

一、空压机变频控制原理
       由于空压机电机的转速与空压机的实际消耗功率成一次方关系,因此,降低电机转速将同比减小实际消耗功率;变频螺杆空压机采用压力传感器实时检测系统中实际用气的压力和用气量,通过控制器和变频器内部的PID调节器的精确控制,在不改变空压机马达转矩(即拖动负载的能力)的情况下改变空压机的转速(输出功率)从而调节系统压力,实现压缩机空气按需输出。当系统用气量降低时,空压机提供的压缩空气量大于系统用气量,变频空压机自动降低转速,从而减少压缩空气输出;反之,则提供电机转速以增加压缩空气量,保持系统压力的稳定,实现恒压供气。

  变频螺杆空压机节能成效可在一年内收回差价(变频机高出普通机差价),2-3年内收回整机购买成本,以螺杆空压机平均负载率67%-70%估算,年运行5800小时的工况下,若采用变频机,不同功率下机组年节电量如图1。

  以螺杆空压机平均负载率67%-70%估算,年运行8000小时的工况下,若采用变频机,不同功率系的机组年节电量如图2。

  1.维护成本显著降低

  空压机的使用成本由以下三项组成:购机成本、维护成本和能源消耗成本。变频空压机由于运行时减少了对机械和电气的冲击,同时降低了空压机的维护、维修量,因此维护成本显著降低。

  2.实现恒压供气

  减少供气压差带来的压差损耗;变频空压机提高供气压力的控制精度,恒压供气极大地提升企业生产效率和品质,同时减少了较高压差带来的能源消耗。
 

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  3.提升产气效率

  产气量增加约5%-15%:避免了频繁加载、卸载、停机时产生的能源浪费(如空载能耗,卸载时压缩空气放空损耗等)。

  4.延长螺杆空压机的使用寿命

  由普通机组的10-15年延长至15-30年。

  (1)变频软启动;

  (2)运行平滑;

  (3)无工频装置避免电接触故障。

  5.提升变压器和电网的运行功效

  6.降低噪音

  7.性价比高

  8.品质保障 
 

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  二、具体案例分析

  公司共有3台空气压缩机,其中2台10立方(75kW,阿特拉斯·科普柯)已使用多年。随着生产规模扩大和用气量显著增加,为确保用气安全,增加一台寿力变频空压机(18.7立方,1.23MPa,150kW)。

  三台空压机交替使用,每两周一轮交换使用,每年工作300天。

  空压机每天开机时间为早晨8点至晚上10点,即每天工作14小时。

  压缩机最大排气压力1.1MPa,经过储气罐再送往用气设备,实际用气压力0.6MPa,用气压力范围0.4MPa-0.7MPa。

  三、节能效果预估

  通过对2台10立方压缩机工况的实际观察和数据分析,可以得到如下的预算结果:

  采用节能变频后,压缩机每工作一小时,可以节电14-16度,节电率不低于20%;2#压缩机每工作一小时,节电12-14度,节电率不低于19%。

  这两台10立方压缩机每天工作14小时,共节电量为:

  (12+14)*14=364(度)

  如果每年工作时间按150天计算,则每年可节电约电量为364*150=54600(度)

  经了解,目前电费资费为0.85元/度,则全年可节约电费为54600*0.85=46410元;

  可见,每台压缩机平均每年节约电费在2.3万元以上。

  综合考虑各种影响因素,例如工作时间、生产安排、设备状态等,每台压缩机年接电费不低于1.8万元。