空压机变频节能及余热回收方案.doc

肇Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;(深圳)有限公司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、自动组装机以及研发部门用气。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。:原空压机系统工况的问题分析薈主电机虽然以星-角降压起动,但起动时的电流仍然很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。莄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。莄主电机工频起动设备的冲击大,电机轴承的磨损大,所以对设备的维护量大。艿空压机节能改造的必要性:芈鉴于以上对空压机的原理说明以及目前的工况分析,我们认为对空压机的节能降噪改造是必要的,这样不仅能够节约大量的运行费用,降低生产成本,同时还可以降低空压机运行时产生的噪音,减少设备维护费用。蒅二:螺杆式空压机的工作原理介绍蒃单螺杆空压机空气压缩机工作原理,如图1所示为单螺杆空气压缩机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时,螺杆与壳体的齿沟相互啮合,空气由进气口吸入,同时也吸入机油,由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送;在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小,油气受到压缩;当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时,较高压力的油气混合气体排出机体。羃图1单螺杆空气压缩机原理图肈三:压缩气供气系统组成及空压机控制原理薇⑴、压缩气供气系统组成工厂空气压缩气供气系统一般由空气压缩机、过滤器、储气罐、干燥机、管路、阀门和用气设备组成。如图2所示为压缩气供气系统组成示意图。薁图2压缩气供气系统组成示意图莂⑵、空气压缩机的控制原理蝿工厂的空气压缩机控制系统中,普遍采用后端管道上安装的压力继电器来控制空气压缩机的运行。空压机启动时,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,电机空载启动。当空气压缩机启动运行后,如果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到压力上限值,则控制器动作加载阀,打开进气口,电机负载运行,不断地向后端管路产生压缩气。如果后端用气设备停止用气,后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高,当达到压力上限设定值时,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。莄四:螺杆式空气压缩机变频改造羄⑴、空压机工频运行和变频运行的比较袁空压机电机功率一般较大,启动方式多采用空载(卸载)星-三角启动,加载和卸载方式都为瞬时。这使得空压机在启动时会有较大的启动电流,加载和卸载时对设备机械冲击较大;不光引起电源电压波动,也会使压缩气源产生较大的波动;同时这种运行方式还会加速设备的磨损,降低设备的使用年限。对空压机进行变频改造,能够使电机实现软起软停,减小启动冲击,延长设备使用年限;同时由于电机运行频率可变,实现了空压机根据用气量的大小自动调节电机转速,减少了电机频繁的加载和卸载,使得供气系统气压维持恒定,在一定程度上节约了电能。葿⑵、空压机主电路和控制电路的变频改造莅空压机采用星-三角启动方式,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的电源进线中;并适当修改控制回路,实现变频器的启停。肂图3空压机电气原理图芁⑶、空压机变频改造后的启动和运行方式芀空压机变频改造后,电机启动时原有的交流接触器仍然由其控制PLC按星-三角方式动作,但在交流接触器连接为星型时,角形交流接触器的常开触点没有闭合,变频器不启动、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启动电机。当变频器启动电机完成后,变频器自动变频运行。蒇五、螺杆式空气压缩机变频改造后的工频运行蒄在考虑变频器发生故障或是检修时,空压机能按原有的工频控制方式运行,这保证了空压机在变频和工频状态下都可以运行,也使得改造时可以不用重新编写PLC程序,为此增加了一套工频、变频自由切换电路,以方便系统的切换。蚀图4工频、变频转换示意图羀六、螺杆式空气压缩机变频改造节能分析芄如式1所示拉力F与摩擦力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内作的功率P为薃(式1)聿由数学知识可知线速度v和旋转角速度ω之间的关系如式2所示,式中f为旋转体的旋转频率。蒆(式2)芆将式2代入式1可以求得旋转物体摩擦阻力功率如式3所示蚁(式3)蕿由式3可以知道,克服旋转体的摩擦阻力使旋转体匀速转动,需要向旋转体提供的功率按式3公式计