空压机变频节能及余热回收专项方案.docVIP

节能项目方案设计

1空压机变频节能改造

1.1企业空压机系统基础情况介绍

某某科技（深圳）共有五台空气压缩机，其中三台用于A栋厂房，两台螺杆式空压机37kW、型号：OGFD37；一台活塞式空压机15kW、型号：AW19008。供A栋厂房冲压车间、自动组装机和研发部门用气。另外两台螺杆式空压机22kW、型号：OGFD22，供C栋厂房注塑车间、机加工车间、组装、包装车间用气。

1.2空压机变频节能改造分析

一：原空压机系统工况问题分析

主电机即使以星-角降压起动，但起动时电流仍然很大，会影响电网稳定及其它用电设备运行安全。

主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费最为严重。

主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。

主电机工频起动设备冲击大，电机轴承磨损大，所以对设备维护量大。

空压机节能改造必需性：

鉴于以上对空压机原理说明和现在工况分析，我们认为对空压机节能降噪改造是必需，这么不仅能够节省大量运行费用，降低生产成本，同时还能够降低空压机运行时产生噪音，降低设备维护费用。

二：螺杆式空压机工作原理介绍

单螺杆空压机空气压缩机工作原理，图1所表示为单螺杆空气压缩机结构原理图。螺杆式空气压缩机工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆和壳体齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，因为齿沟啮合面转动将吸入油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐步变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力油气混合气体排出机体。

图1单螺杆空气压缩机原理图

三：压缩气供气系统组成及空压机控制原理

=1\*GB2⑴、压缩气供气系统组成

工厂空气压缩气供气系统通常由空气压缩机、过滤器、储气罐、干燥机、管路、阀门和用气设备组成。图2所表示为压缩气供气系统组成示意图。

图2压缩气供气系统组成示意图

=2\*GB2⑵、空气压缩机控制原理

工厂空气压缩机控制系统中，普遍采取后端管道上安装压力继电器来控制空气压缩机运行。空压机开启时，加载阀处于不工作态，加载气缸不动作，空压机头进气口关闭，电机空载开启。当空气压缩机开启运行后，假如后端设备用气量较大，储气罐和后端管路中压缩气压力未达成压力上限值，则控制器动作加载阀，打开进气口，电机负载运行，不停地向后端管路产生压缩气。假如后端用气设备停止用气，后端管路和储气罐中压缩气压力逐步升高，当达成压力上限设定值时，压力控制器发出卸载信号，加载阀停止工作，进气口关闭，电机空载运行。

四：螺杆式空气压缩机变频改造

=1\*GB2⑴、空压机工频运行和变频运行比较

空压机电机功率通常较大，开启方法多采取空载（卸载）星-三角开启，加载和卸载方法全部为瞬时。这使得空压机在开启时会有较大开启电流，加载和卸载时对设备机械冲击较大；不光引发电源电压波动，也会使压缩气源产生较大波动；同时这种运行方法还会加速设备磨损，降低设备使用年限。

对空压机进行变频改造，能够使电机实现软起软停，减小开启冲击，延长设备使用年限；同时因为电机运行频率可变，实现了空压机依据用气量大小自动调整电机转速，降低了电机频繁加载和卸载，使得供气系统气压维持恒定，在一定程度上节省了电能。

=2\*GB2⑵、空压机主电路和控制电路变频改造

空压机采取星-三角开启方法，在其控制电路上有加载继电器。在主电路改造时，将变频器串接进原有电源进线中；并合适修改控制回路，实现变频器启停。

图3空压机电气原理图

=3\*GB2⑶、空压机变频改造后开启和运行方法

空压机变频改造后，电机开启时原有交流接触器仍然由其控制PLC按星-三角方法动作，但在交流接触器连接为星型时，角形交流接触器常开触点没有闭合，变频器不开启、无输出；当PLC控制交流接触器转换为三角形接法后，变频器开始空载变频开启电机。当变频器开启电机完成后，变频器自动变频运行。

五、螺杆式空气压缩机变频改造后工频运行

在考虑变频器发生故障或是检修时，空压机能按原有工频控制方法运行，这确保了空压机在变频和工频状态下全部能够运行，也使得改造时能够不用重新编写PLC程序，为此增加了一套工频、变频自由切换电路，以方便系统切换。

图4工频、变频转换示意图

六、螺杆式空气压缩机变频改造节能分析

如式1所表示拉力F和摩擦力F`大小相等、方向相反，拉力F在时间T内拉动物体做直线运动，移动位移S。拉力F在时间T内作功率P为

（式1）

由数学知识可知线速度v和旋转角速度ω之间关系如式2所表示,式中f为旋转体旋转频率。

（式2）

将式2代入式1能够求得旋转物体摩擦阻力功率如式3所表示

（式3）

由式3能够知道,克服旋转体摩擦阻力使旋转体匀速转动,需要向旋转体提供功率按式3公式计算