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变频压缩机节能优势分析

  【压缩机网】节能是压缩机一个绕不开的话题,自从有压缩机以来,压缩机就是耗电大户,人称“电老虎”。压缩机发展到今天已经更新换代不知多少代了,但耗电仍然是摘不掉的帽子。由于电气设备的不断改进,压缩机的节电技术也在不断的变化。

  目前,压缩机的主流机型是双螺杆压缩机,而压缩机的电机以同频为主,也就是说电机的频率不会变化。

  20多年前,变频技术出现的时候,笔者与主管电气的分厂副厂长探讨过变频改造问题。他认为这类技术属新技术,在压缩机上改造起来吃力(因笔者公司用气量较大,属于大功率压缩机),所以可先在小的水上实验,如果真有好的效果,就可以逐级进行大设备的改造实验。从原理与改造效果上来看,节能是没有问题的。但由于当时还使用的是活塞机,公司最迫切的想法是更换成螺杆式压缩机,因此这个想法就被搁置了。

  后来,公司将数个空压站的所有压缩机悉数换成螺杆压缩机,但那时市场上并不流行变频螺杆压缩机,且生产此种压缩机的企业也很少。最重要的是作为用户,实际应用变频压缩机的用途不多。由于变频机较工频机价格贵不少,而一般用户在招标采购的时候都比较保守,不敢轻易购买。

  不过,随着行业发展,一方面生产变频螺杆压缩机的企业越来越多,从外资到民营压缩机企业,大多数企业已有生产能力,技术不成问题。另一方面,市场和用户也在逐渐改变采购习惯和用气理念,对永磁变频螺杆压缩机,由怀疑、抗拒变为了解、接受。因此,我们对变频压缩机应有一定程度的认识,这样便于我们压缩机产业的技术提升和改进,不断的向着节能目标前进。

  压缩空气管网是动态运行的,它是根据用户的用气需要来调配压缩机空气供应的。比如我们公司有三个空压站,二十里厂区用空压风的量是不均衡的,各用气单位根据自己的生产安排,用风量有多有少,特别是一些大户,用风量开启后,就要多开一台或两台压缩机供应,这些大户减少用风量了,我们就少开压缩机。如果压缩机实现变频技术,在用风量大的情况下,电机变频转速增加,加大风量供应,在用风量小的时候,变频数转数降低,这样动态供气就能节约很多电力,但是在工频机上很难实现精确供气。

  变频压缩机的现状

  变频压缩机现在的变频方式有两种,一种是变频器+压缩机,一种是变频压缩机,区别在于变频器。变频器+压缩机是在工频压缩机上外加一个变频器,使其通过电流信号调节电机和压缩机的转速,进而调节气量大小。

  变频器可以和压缩机配套采购,也可以对现有的工频压缩机进行升级改造时特意加。变频器一般单独有生产和出售,厂家可以根据用户的需求自行定制。变频器除了在压缩机上应用变频器之外,在水等需要能源供应的设备上都可以加变频装置。

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  变频改造之后,电机运行时频率可以改变,在气量较小的时候可以降低电机的速度,这就实现了在不需要对空压机进行加载和卸载的条件下完成对空压机输出功率的调节,进而大幅提高了电机的运行功率,使供气系统保持在一个相对稳定的工况下运行,实现节能的目标。在对空压机进行变频改造时,应保证储气罐出口压力稳定,其波动的范围要在生产要求范围之内。

  再一种就是变频压缩机,主要是称为永磁变频压缩机的机型,这种压缩机可以直接实现变频,无需外加变频器。

  永磁变频压缩机的主要技术功能在变频上,它的工作原理依赖于永磁变频电机,通过控制电机的转速来调节压缩机的运转状态。由于永磁电机本身就是为变频而设计,因此具有比工频机变频改造更优的运行效果。

  变频压缩机的优点

  1.节电

  永磁变频压缩机最大的优点就是节能,一般可节能10%~35%,节能量的多少决定于压缩机的工作工况和变频器参数的设定。其中最主要的影响因素是用户工况,当客户的用气状况起伏变化越大,那么节能的效果就会越好,最为直接的标志就是看空载时的时间占全部工作时间的比例。

  2.稳定压力

  压缩空气管网的一个重要指标是压力,这跟水网一样,在压力有保障的情况下,高层居民用户有水;如果压力不够,只有低层用户有水,高层用户会没水。压缩空气管网和用水道理是一样的,必须保证空气管网有一定压力,才能保障用户有一定的风。变频螺杆空气压缩机采用变频器的无级调速功能,可通过控制器或变频器中的PID调节器平稳启动。即使气量变化很大,也可以快速调整。与工频操作的上下开关控制相比,气压稳定性呈指数级提高。

  3.气量平衡

  压缩空气管网气量要保持平衡,大用户用气量大的时候需要多加风量,用户用量小的时候就要减少风量供应,但工频机无法做到管网及时平衡。只有变频压缩机,能够及时感受到管网的细微变化而进行变频的自动调整。

  管网和压缩空气的平衡感应是随时随地都在变化的。在没有变频压缩机的情况,用气变化如果不大,我们对整个压缩系统不做调整,因为要调整,就要开启备用压缩机来进行。比如我们设置了管网压力上限和下限,当压力低于0.45MPa的时候,就要开启一台压缩机,而我们开一台压缩机就是40立方,如果是南空压站开启一台就是70立方。当上限达到0.6MPa的时候才能停一台压缩机,如果是在用气高峰还不敢停,停了怕保证不了供应。这种情况下耗电量和电能浪费都很大。如果接入变频压缩机,它能自动探测知管网压力,同时进入变频程序,这个管网平衡问题就能有效解决。

  4.其它收益

  变频启动最大启动电流小于额定电流的1.2倍,启动冲击小于额定电流的6倍。这对电网和整个机械系统的影响也会大大降低。另外,变频压缩机运行很多时候是在低于额定转速下工作的,主机机械噪音和磨损都会下降,从而延长了维护和使用寿命。冷却风扇也采用变频驱动,能显著降低压缩机工作时的噪音。

  采用变频压缩机还有其它收益,我们不再赘述。当然,变频压缩机相较工频机除价格贵之外,一定程度上也会增加维修保养的难度。

来源:本站原创

标签: 压缩机变频节能  

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