變頻器在空氣壓縮機上應用效果探究

1、變頻器在空氣壓縮機上應用效果探究摘 要 隨著變頻器的普遍應用，變頻器已經(jīng)成為工 礦企業(yè)生產(chǎn)中重要的設(shè)備。應用變頻器來調(diào)節(jié)速度，根據(jù)生 產(chǎn)需要來利用變頻器調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，從而可以利用電動 機較少的運行功率來實現(xiàn)生產(chǎn)高效，在達到生產(chǎn)要求的同 時，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能的要求。目前大部分空壓機的系統(tǒng) 并不能根據(jù)所承載的重量進行自動調(diào)整，但經(jīng)過變頻器的應 用后，可以在生產(chǎn)過程中對空壓機進行連續(xù)的調(diào)節(jié)，從而能 夠保證壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的穩(wěn)定，保障空壓機的正常運行， 大大提高空壓機的工作效率。本文從實際出發(fā)，總結(jié)和分析 了原操作系統(tǒng)的缺點、變頻供氣系統(tǒng)的功能和優(yōu)點及系統(tǒng)原 理，闡述了空氣壓縮機的工作原理和技術(shù)

2、改造后的應用和展 望。關(guān)鍵詞變頻器；空氣壓縮機；節(jié)能；應用；展望中圖分類號tn77文獻標識碼a文章編號1674-6708(2014) 114-0186-020引言空壓機是工礦企業(yè)生產(chǎn)中最為常見的設(shè)備，與之配套的 電動機一般具有較大的容量，大部分電動機都是多年連續(xù)使 用，其負載一直處于變化之中，具有較大的節(jié)能潛力。由于 壓縮機的工作時間一般比較長，在設(shè)計時一般空壓機的容量 設(shè)計偏大，而在實際生產(chǎn)過程中，空壓機會長時間處于輕載 狀態(tài)，故應用變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，有利于壓縮機工作效率的提 高，從而大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。隨著電子器件的快速 發(fā)展，相關(guān)控制技術(shù)的不斷更新，致使變頻器的性價比逐漸 提升，體積

3、逐漸變小，但實際的運行效果越來越好。1壓縮機原理和變頻器的功能特點1.1原操作系統(tǒng)的缺點1）壓縮機的加載和卸載直接關(guān)系到進氣閥的開、關(guān)， 壓力如果超過上限就會使進氣閥關(guān)閉，而壓力若果超過下 限，則會開啟進氣閥。這樣不僅會降低工作效率，還需要消 耗大量的能量，造成設(shè)備較大的損耗；2）系統(tǒng)需要較大的壓力排氣，一旦管徑的配置不能滿 足空壓機氣體流速的要求，就會造成管路壓力過高，耗能大;3）由于機組不斷的進行加減負荷，使得沖擊電流過大, 消耗大量能量，造成設(shè)備較大的損耗。電磁閥的不斷使用增 加了其損壞率；4）一方面，如果供氣壓力過低，就會影響生產(chǎn)的正常 運行；另一方面，如果供氣的壓力過高，就會大大提高

4、了供 氣成本，增大了能耗；5）由于電動機需要較高的轉(zhuǎn)速，就要不斷地操作進氣 閥，這樣就會使得機房的噪音聲大；6）由于壓縮機的啟動和停止需要人工操作，每次啟動 和關(guān)閉都需要耗費大量勞動力，大大降低了自動化程度，進 而增加了人工成本。1. 2變頻恒壓供氣系統(tǒng)的功能研究1）經(jīng)過對壓縮機自動變頻調(diào)節(jié)進行監(jiān)督測試后，基本 可以穩(wěn)定總管網(wǎng)的氣壓，實現(xiàn)恒壓供氣，監(jiān)督控制總管網(wǎng)的 出口壓力，保障機組可以正常工作；2）將空壓機全部設(shè)置進入變頻自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)空 壓機的自動切換，使得機組實現(xiàn)設(shè)備的循環(huán)使用，大大提高 了設(shè)備的效率；3）總結(jié)和分析總管網(wǎng)的壓力變化，使得系統(tǒng)可以自行 判斷開啟和關(guān)閉時壓縮機的數(shù)量和大

5、小，以及可以自動進行 開停機；4）系統(tǒng)具有手動和自動兩個方面的基本功能，一旦生 產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可以進行手動操作，從而保證恒壓供氣 的不間斷性；5）用戶可以根據(jù)自身實際情況，隨時隨地進行參數(shù)的 更改，操作簡單方便；6）大大降低電能的消耗，降低成本消耗，實現(xiàn)節(jié)能操 作；7）通過對機組數(shù)量的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，保證滿足總 管網(wǎng)的基本要求，這樣就可以保障供氣壓力的持續(xù)共給；8）首先，經(jīng)過對變頻機組之間進行優(yōu)化組合，真實、 確切的計算變頻機的實際負荷。掌握開停機的基本時間，充 分利用機組的高效階段，并進行磨合。1. 3變頻恒壓供氣優(yōu)點1）依據(jù)現(xiàn)場的工況，可以節(jié)約10%30%的電能；2）設(shè)備的先進以及變

6、頻器的調(diào)節(jié)功能可以很好地完善 空壓機的運行特點；3）系統(tǒng)設(shè)置的各種保護措施，以及變頻器自帶的檢測 功能，都有利于提升工作效率，大大提高空壓機的安全性能;4）進行變頻器改造后，供壓供氣比較穩(wěn)定，供氣質(zhì)量 也有所提高，大大降低了勞動力的消耗，提升了工作效率和 經(jīng)濟效益。1.4系統(tǒng)工作原理貯氣罐的壓力信息經(jīng)過壓力傳感器將信號傳至西門子 s7-200plc控制器內(nèi)部的pid調(diào)節(jié)器，并與預設(shè)的信號進行 比較，信號經(jīng)過plc控制器的處理后將會傳至abb變頻器， 進而可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。該操作在保持空壓機壓力不變 的條件下，電動機輕載時，將會降低轉(zhuǎn)速，進而可以保證電 動機的工作效率，實現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能。2變頻

7、器在煤礦井下的應用和展望2. 1變頻器在煤礦井下的應用煤礦井下大部分的設(shè)備都需要應用變頻器進行轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)，包括局部扇風機、皮帶運輸器等，局部扇風機特別需要 變頻器進行調(diào)速。局部扇風機在進行正常工作時，一般利用 進風口的擋板進行風量調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方式既浪費了大量的 電能，又耗費大量勞動力。煤礦井下的隔爆型設(shè)備依據(jù)隔爆 內(nèi)氣壓進行分類，可以分為正壓和常壓，目前大部分的礦井 使用的是常壓型，并應用大量利用間隙隔爆技術(shù)制造的生產(chǎn) 設(shè)備。煤礦井下的隔爆變頻裝置是將變頻器安裝在隔爆殼 內(nèi)，并通過專業(yè)部門的相關(guān)檢測。在生產(chǎn)上仍存在一些技術(shù) 難題亟待解決，比如電氣爬電、器件散熱及安全控制等問題, 目前解決該設(shè)

8、備冷卻問題的有效措施是：1）由于煤礦井下 的溫度較低，把功率較低的散熱片安裝在隔爆殼的外面，這 樣可以利用井下溫度進行自然散熱；2）再有就是可以將散 熱片安裝在隔爆殼的外面，然后在隔爆殼的外面再安裝一個 風扇，利用風扇的涼風進行散熱，例如局部扇風機具有的變 頻裝置，利用該裝置可以設(shè)計變頻器與扇風機一體化，充分 利用扇風機的風量和變頻器的控速，使得散熱器自然冷卻； 3）變頻器隔爆殼可以與井下的水管相連接，利用涼水來冷 卻設(shè)備。2.2變頻器在煤礦井下的應用展望我國是世界上煤量較多的國家，也是世界上產(chǎn)煤量較大 的國家，但我國又是能源匱乏的國家，年耗煤量最多的國家。 因此，我國需要探索和研究節(jié)能的生產(chǎn)設(shè)備，利用較低的能 耗獲得較大的生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，降低消耗，提高效率。 變頻器的應用具有較好的節(jié)能效果，將會普遍應用于我國煤 礦生產(chǎn)。3結(jié)論總而言之，空氣壓縮機在進行變頻器改造后，大大提高 了工作效率，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益，大大提升了節(jié) 能率，不僅提升了電動機的工作效率，還穩(wěn)定了恒壓供氣氣 壓，大大提高了煤礦井下的安全性能。由于煤礦井下特殊的 工作環(huán)境和工作安全性要求，變頻器的應用大