武汉方舟机械设备有限公司

螺杆空气压缩机变频节能改造

一、 项目简介

1、为什么要进行螺杆空气压缩机变频节能改造

螺杆空气压缩机通常电机功率较大，在工厂的用电中占有较大的比例，所有空压机的节能降低工厂的能耗具有重要的意义。

众所周知，我们很多企业及设计院在空压机选型时，通常都会有很大的余量，少则20%，多的甚至50%及以上，同时工厂的用气量通常也有较大的波动，所以机器的卸载率会很高，而空压机卸载时会有额定功率的40%左右的能耗，这个几乎全是无用功，所以具有很大的节能空间。

传统的工频运行空压机其转速始终保持在额定50Hz转速，不具备根据耗气量的大小自动调节转速来改变排气量以达到节能的功能。

2、变频改造的目标

a、节能省电，降低运行费用；

b、恒压供气，使系统压力始终保持稳定；

C、降低噪音及延长零部件使用寿命。



二、 一般工频压缩机的能耗分析

1．启动能耗

因马达的功率大，相对的静止惯性大，所以启动时会浪费大量的电能，通常是采取降压启动（Y-△），原理是马达需要启动时，先将马达按星型接入，这样加在绕组上的电压将降为220V，转速只有正常转速的1/3，当转速接近稳定时再转入三角形接法，这时马达才真正在正常电压下工作，完成了马达的启动过程。这个过程一般都在8～15秒，根据马达功率和机组的设计不同而需要的时间也不同。即使是减压启动，启动电流仍然是正常电流的4倍左右（不同的压缩机也会稍有偏差）,同时启动时对主机也会产生剧烈的冲击.而变频压缩机是软启动,除了减少启动能耗以外,还可以做到平稳的启动,对主机无任何冲击.

2．卸载能耗

普通压缩机的工作原理是：当机组在运行时，检测到后端的压力低于设定的压力下限值时，将进行压缩空气；当机组检测到后端的压力达到和高于设定的压力上限时，机组将不压缩空气，一般11KW以下的压缩机将直接断开电源，但是功率较大时，则不能这样做，因为在正常生产情况下空压机压缩和不压缩是一个频繁交替的动作，如果马达按照这个频率启动和停止，则无法正常使用，很可能只能用一个小时就会导致马达烧毁。所以通常情况下采取的办法是：当机组压力达到设定值时，关闭进气阀，只允许少量的空气进入维持机内的循环压力，同时打开卸压阀，将多余内循环用的压缩空气排向大气，这样达到使压缩机卸载的目的。这时消耗的电能约占额定功率的40%。而变频压缩机则可以将这部分能耗完全节省掉.

3．高压能耗

一般的汽缸的工作压力是3.5～5.5公斤,气动马达的工作压力是5.5～6.2公斤.但是通常在压缩机房,为了是压缩机不会频繁的加/卸载,则采用的办法是：1、加大储气罐；2、加大压缩机工作的压力差(即压力上限值减下限值). 一般螺杆式压缩机*低工作压力为5公斤,所以要想压差为2.5公斤时,上限压力必须设定在7.5公斤.根据日本的专家研究表明,压力每提高1公斤,消耗的电能将增加13%,所以日本现在有很一大部分企业将压缩机的压力设定为5.5公斤,以利于节能. 而变频压缩机则具有这个功能.



三、 具体的改造方案

1、在原有的基础上进行驱动改造，主马达采用外加强制冷却方式冷却, 即使在低频时也能保障主电机的散热；同时在电机机身安装有温度传感器，当电机温度过高时,自动的调节压缩机负载量直至报警停机,这样可确保主马达的安全运行；经过对主电机的冷却方式改造后，变频器频率调节的范围可以达到15-50Hz；

2、可以采用“一拖二”的变频节能控制方式，用一个变频柜控制两台空压机，让其两台机分别都能切换成为变频机，同时这两台机也可同时运行，一台变频一台工频；

变频柜的马达启动方式采用变频软启动，把平时启动的巨大能耗降为极低，同时保留原有空压机上的Y-△星三角启动方式，可以自由切换；

原有空压机的所有控制元件均不作改动，和未加变频之前一模一样，当变频器有故障时，可以通过切换，直接用空压机原有的控制系统启动运行，绝不影响生产；同时在采用变频运行时，除了在变频柜上的触摸屏上有排气压力、排气温度、三滤压差报警等各种报警保护措施外，原有空压机的显示面板上也会像机器工频运行时一样显示压力、温度、及三滤压差等各种实时数据，原有保护功能一应俱全。

3、原有的压力控制方式为ON/OFF方式，由进气阀和卸压阀连锁进行全开或全闭的方式完成；我们将改造成为恒压供气方式，由变频控制柜对系统管网的压力进行数据采集，通过柜体内部的计算机进行运算处理，然后将结果送入变频器进行及时的闭环调节，从而保证压力恒定。系统的压力误差可控制在0.1bar之内；为方便用户的观察及操作，变频控制柜上装有简体中文彩色触摸屏面板，机器的运行状况在面板上一目了然，排气压力也可在触摸屏上直接设置，便于用户操作，简单方便；变频柜可随时升级,可以与DCS\FCS等通讯。

4、经过变频改造后，空压机会根据管网用气的变化自动调节进气量，系统需要多少，它就提供多少，使空压机长期处于加载状态，同时就将平时卸载状态时消耗的大量电能节省掉。



四、 改造后的节能预算分析



以一台110KW工频运行的压缩机为例，当它一年运行8000小时，其中卸载时间为3200小时（卸载率40％），卸载时的能耗占额定功率的40%左右，那么每一年因机器长期卸载而浪费的电能是：

110KW×40％×3200=140800KW

如果将这台压缩机改造为变频机后即可把这部分因机器长期卸载而浪费的电能节约出来;按目前工业用电0.8元/KW的平均电价来计算，则一年可节约的电费为：140800KW×0.8元/KW =112630元.

这还不包括电机由星－三角启动改为变频软启动后每次启动时节约的电能，以及系统压力调节为较低的恒定压力时所产生的节能。

通过以上分析可见，这台压缩机经过变频改造后，不到1年的时间通过节省的电费即可收回全部投资，而压缩机的使用寿命为20年，具有很好的投资回报收益。



五、 质量保证及售后服务



一、质量保证

改造所用的各种电气元件及材料本公司均提供一年的质保期（自调试合格之日起）

二、售后服务

1、在质保期间，我公司会安排技术人员提供定期的巡检及电话回访，把故障消除在萌芽状态；

2、为客户提供24小时全天候服务，服务，；

3、在接到客户故障电话后，在4小时内人员到达现场及时排除故障。

三、其他若有不详，请随时与我公司

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