內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器,與壓力給定值進(jìn)行比較,并根據(jù)差值的大小控制變頻器的輸出頻率,調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而使實際壓力始終維持在給定壓力。內(nèi)置PID具有穩(wěn)定性高、調(diào)試簡單的特點。
2、節(jié)能效果
采用該系統(tǒng)改造后,壓縮機(jī)組的供氣量與系統(tǒng)所需量動態(tài)匹配,壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速會隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié),避免了電機(jī)空轉(zhuǎn)以及頻繁的加卸載所帶來的能量損耗,電機(jī)的輸入功率大大降低,節(jié)電效果顯著。對于對空氣機(jī)來說,供氣量Q 與轉(zhuǎn)速N 成正比,氣壓F與轉(zhuǎn)速N的二次方成正比,而軸功率與轉(zhuǎn)速N 的三次方成正比,見下表:
頻率值Hz
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50
|
45
|
40
|
35
|
30
|
25
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供氣量Q%
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100
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90
|
80
|
70
|
60
|
50
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氣壓F%
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100
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81
|
64
|
49
|
36
|
25
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軸功率P%
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100
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73
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51
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34
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22
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13
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理論節(jié)電率N%
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0
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27
|
49
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66
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78
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87
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一般來說,對于連續(xù)用氣的空壓機(jī)系統(tǒng),隨用氣量的變化,電動機(jī)運(yùn)行頻率在25-50Hz 之間動態(tài)調(diào)節(jié),除去電機(jī)及其它損耗,系統(tǒng)的節(jié)電率可達(dá)18%~35%。
3、綜合效益
①運(yùn)行成本降低:空壓機(jī)的運(yùn)行成本由三項組成:初始采購成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機(jī)運(yùn)行成本的70%。通過降低能源成本30%,再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少,維護(hù)和維修量也跟隨降低,所以運(yùn)行成本將大大降低。
②提高壓力控制精度:變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。通過使空壓機(jī)的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配,可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力保持恒定,有效地提高了供氣的質(zhì)量。
③延長壓縮機(jī)的使用壽命:變頻器有軟啟動功能,可減少起動時對壓縮機(jī)和機(jī)械部件所造成的沖擊,增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性,延長壓縮機(jī)使用壽命。同時減少空壓機(jī)啟動對電網(wǎng)的沖擊。
四、變頻系統(tǒng)設(shè)計中注意事項
1、空壓機(jī)是大轉(zhuǎn)動慣量負(fù)載,很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動時出現(xiàn)過電流,因此應(yīng)選用大啟動轉(zhuǎn)矩、過載能力強(qiáng)的矢量變頻器。矢量系列的過載能力達(dá)到180%,啟動轉(zhuǎn)矩0.5HZ可輸出150%,可保證設(shè)備可靠穩(wěn)定地運(yùn)行及恒壓供氣的連續(xù)性。
以某廠實例:該廠使用空壓機(jī)電機(jī)22KW,配通用矢量型變頻器。設(shè)定加速時間為15S、減速時間為6S,在0.7Mpa時仍然能正常啟動運(yùn)行(上限0.8Mpa)。
啟動壓力
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啟動電流A
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運(yùn)行電流A
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0Mpa
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36
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33
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0.6Mpa
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42
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38
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0.7Mpa
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60
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55
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2、空壓機(jī)不允許長時間低頻運(yùn)行,若空壓機(jī)轉(zhuǎn)速過低,一方面會使空壓機(jī)的工作穩(wěn)定性變差,另一方面也使缸體的潤滑條件變差、磨損加大,進(jìn)而導(dǎo)致噴油現(xiàn)像。所以,空壓機(jī)工作的下限頻率應(yīng)不低于20HZ,且減速時間應(yīng)盡量短。S電壓波動范圍±15%、耐壓高、減速時間短,可避免因減速時間過長而產(chǎn)生的噴油現(xiàn)象。
3、在滿足生產(chǎn)工藝的要求下,壓力設(shè)定越低越好。因為空壓機(jī)的壓力越高,所需電動機(jī)軸功率就越大,耗電量就越多。
4、出氣口釋放閥全部關(guān)閉,取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量的方式,以避免由此導(dǎo)致的電能浪費(fèi)。
節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)空壓機(jī)節(jié)能改造的應(yīng)用
空壓機(jī)在工作中,由于負(fù)載的不穩(wěn)定導(dǎo)致供氣管網(wǎng)壓力的波動,進(jìn)而導(dǎo)致空壓機(jī)的頻繁加卸載。而空壓機(jī)卸載不產(chǎn)氣的同時會消耗滿載能耗的70%的能耗。節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)利用智能算法,控制空壓機(jī)運(yùn)行,使空壓機(jī)匹配負(fù)載、按需供氣。
系統(tǒng)功能:
空壓機(jī)群管理功能:
依據(jù)用氣情況合理控制空壓機(jī)運(yùn)行數(shù)量,平衡空壓機(jī)運(yùn)行時間,該系統(tǒng)具備自學(xué)習(xí)能力,不斷優(yōu)化運(yùn)行方式,實時檢測空壓機(jī)排氣壓力溫度、運(yùn)行狀況,可以手動控制空壓機(jī),對空壓機(jī)運(yùn)行異常進(jìn)行報警,對空壓機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行記錄、存儲、查詢,生成日報表、月報表、年報表。
空壓機(jī)輔控功能:
通過調(diào)節(jié)單臺空壓機(jī)運(yùn)行,穩(wěn)定壓縮空氣系統(tǒng)整體壓力,同時記錄相關(guān)數(shù)據(jù),生成報表。
干燥機(jī)聯(lián)控功能:
控制干燥機(jī)運(yùn)行數(shù)量、時間,根據(jù)產(chǎn)氣量合理匹配干燥機(jī)啟停,控制干燥機(jī)入口電動截止閥。
氣體流量計量管理功能:
實時監(jiān)測壓縮空氣管網(wǎng)壓力、流量、露點,壓力異常時進(jìn)行報警,對用氣情況記錄、存儲、查詢,生成日報表、月報表、年報表,任意時間內(nèi)進(jìn)行成本核算。
電力計量管理功能:
實時監(jiān)測空壓機(jī)用電電流、電壓、功率因數(shù),對用電情況記錄、存儲、查詢,生成報表,任意時間內(nèi)進(jìn)行用電成本核算。
空壓機(jī)房設(shè)備維保管理功能:
空壓機(jī)房內(nèi)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄管理,相關(guān)設(shè)備維護(hù)定時提醒。
管道供氣節(jié)能管理功能:
安裝管道供氣節(jié)能管理單元,對氣體流量高精度控制,實時控制高壓氣體溢流量,對溢流情況記錄、存儲、查詢,生成報表。
冷卻水循環(huán)監(jiān)控功能:
實時監(jiān)測冷卻水壓力、溫度,根據(jù)冷卻水用量調(diào)整水泵運(yùn)行冷卻水異常報警,對用水量情況記錄、存儲、查詢,生成報表,對任意時間內(nèi)冷卻水成本進(jìn)行核算。
冷卻水閥門聯(lián)控功能:
根據(jù)空壓機(jī)運(yùn)行情況對冷卻水閥門進(jìn)行控制。
節(jié)能效果: 使用該系統(tǒng)后,空壓機(jī)空載率降低,管網(wǎng)壓力波動減小,空壓機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,平均節(jié)能30%。
綜合效益: 使用該系統(tǒng)后,空壓機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)得以實時顯示,同時自動控制空壓機(jī)的運(yùn)行與啟停,避免了人工操作帶來的風(fēng)險。除節(jié)能效果外,同時提高了壓縮空氣系統(tǒng)的管理水平與自動化水平。