第一部分  變頻節能改造背景

 

一、      基本情況

某電廠空壓站現有315KW/380V空壓機3臺，160KW/380V空壓機4臺每年耗電量約200多萬元。對該電廠來說是一筆很大的開支。

 近年來，我國經濟飛速發展，對能源的需求尤其是是對電能的需求激增。去年夏季，珠三角和長三角許多城市不得不拉閘限電，我國不僅在電能開發上需要加快速度，而且還應該在節約電能方面狠下功夫，據統計，我國在電能利用率上僅有34%左右，比發達國家低10多個百分點，電能供給缺口大，電能利用率低，致使電費一漲再漲。去年8月份，襄樊市電力缺口大,電價上漲0.05元/度，達0.52元/度，使公司的成本開支增大，要降低成本，抓住主要矛盾，首先是降低電耗！

二、    變頻調速技術

交流電動機變頻調速是近25年內發展起來的新技術，而在我國的普及應用已有10多年，即使在這短短的10多年里，國內變頻器技術發展很快，技術相當成熟,并且有些變頻器裝到成套上出口到美國和澳大利亞。在國內廣泛應用在風機、水泵、壓縮機及調速設備上,應用的用戶很多，使用后反映都不錯。

變頻調速技術在國內壓縮機上應用的處于高速增長期，我們專業做變頻器推廣應用的企業已做了許多壓縮機節能改造的工程，節電效果相當明顯，業績發展很快。

第二部分空壓機的改造緣由

一. 空壓機介紹：

　　工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉子(或稱螺桿)在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。

電機功率：110KW交流異步電機
　　額定電流：220A
　　額定轉速：1480轉/分
　　原系統工作狀況：
　　該系統為星－角減壓啟動，啟動電流到1000A。啟動過程為空載啟動，10－30秒（可調）后自動加載，其中星－角啟動時間10－20秒（可調）。

主軸齒輪箱的潤滑油壓由主電機帶動，啟動10－20秒（可調）后檢測由壓力傳感器檢測的油壓，如低于最小設定值（1.0bar）則報警。

該系統正常工作時可設定低點壓力和高點壓力，從而調節空壓機的卸載和加載運行，達到調節壓力的目的。加載運行時電機電流約220A左右，卸載運行時電機電流約100A左右。
　二. 存在的主要問題：

原系統由于電機不允許頻繁啟動，導致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，浪費電能。經常卸載和加載導致整個氣網壓力經常變化，不能保持恒定的工作壓力。
　　三. 空壓機變頻改造后的效益

1、節約能源
　　變頻器控制壓縮機與傳統控制的壓縮機比較，能源節約是最有實際意義的，根據貴公司的用氣量和壓縮機的供氣量有較大的冗余，約在30%左右。年節電費在：336936元（每天按10個小時工作，每年按10個月來計算），節電效益相當可觀。

計算如下：

（315KW×3臺+160KW×4臺）×0.85×30%×10小時×30天/月×11個月/年×0.52元/度=693564.3元

　　2、提高壓力控制精度
　　變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變，有效地提高了工況的質量。

3、延長壓縮機的使用壽命
　　變頻器從低頻起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。

4、 變頻器內置RS485接口，可以方便地與計算機相聯，為將來貴公司實現DCS集中控制調度，計算機科學管理提供強有力的技術支持。

5、 變頻器的保護功能相當完善且強大，有過載、過壓、過流、斷相、接地、欠壓等保護功能，從而保護著電機不會燒毀，又由于其啟動時間長且啟動電流從很小慢慢增長，消除了工頻啟動時強大的電流沖擊，從而延長了水泵葉輪和電機的使用壽命。

6、變頻器與壓力傳感器、工頻控制柜構成一個PID自動化恒壓控制系統，大大減少操作人員的勞動強度和工作期間的關注度，并提高貴公司供水服務質量。

第三部分  實現方法

一、      實現方法（一拖多）

工作原理：

變頻器拖動空壓機變頻運行，壓力傳感器實時檢測輸出氣管的壓力變動情況，當出氣壓力低于變頻器的設定壓力時，變頻器頻率增加，壓縮機加速運行，供氣壓力增大，當壓力還達不到設定壓力時，可編程控制器發指令將變頻運行的空壓機切換成工頻運行，下一臺空壓機變頻運行，至到壓力等于設定壓力為止；當出氣壓力高于變頻器的設定壓力時，變頻器頻率減小，空壓機減速運行，供氣壓力減小，當壓力還偏大時，可編程控制器發指令將變頻運行的空壓機停止運行，下一臺空壓機變頻運行，至到壓力等于設定壓力為止。變頻器能根據檢測的壓力情況與設定壓力比較，實現PID調節。