1前言
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,,變頻器在調(diào)速領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。它具有穩(wěn)定,,操作方便,,節(jié)能效果明顯等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到廣大工程技術(shù)人員和管理人員的重視,。特變電工山東魯能泰山電纜有限公司是一家大型電線電纜生產(chǎn)企業(yè),,絕大部分生產(chǎn)設(shè)備都用到壓縮空氣,以前都是由單個(gè)的小型空壓機(jī)供氣,,這種供氣方式存在著壓力不穩(wěn)定,,故障率高,維修成本大等缺點(diǎn),。在2002年進(jìn)行了技術(shù)改造,,建立了一座空壓機(jī)站,新上2臺(tái)無(wú)錫阿特拉斯,??破湛聣嚎s機(jī)有限公司GAl32-8.5型螺桿式空壓機(jī),。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)耗電量大的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)考察論證,,在2005年2月進(jìn)行了變頻技術(shù)改造,,選用科姆龍無(wú)感矢量變頻器Kv2000—G1320—4T,經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)際運(yùn)行,,工作正常,,壓力穩(wěn)定,節(jié)能效果顯著,,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,。
2空壓機(jī)改造前的運(yùn)行狀況
設(shè)備改造前,兩臺(tái)空壓機(jī)一用一備,,全部工作在工頻狀態(tài),起動(dòng)方式為星三角降壓起動(dòng),,壓力控制采用兩點(diǎn)式控制(上下限控制),,即空壓機(jī)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定上限時(shí),空壓機(jī)通過(guò)本身的油壓關(guān)閉氣閻,,當(dāng)壓力下降到設(shè)定下限時(shí),,空壓機(jī)打開(kāi)進(jìn)氣閥。由于生產(chǎn)過(guò)程中用氣量的變化,,空壓機(jī)也頻繁地加載和卸載,,經(jīng)常是加載2min,卸載4min,,在用氣量小的時(shí)候,,有時(shí)還停機(jī)10 min,重新起動(dòng),,對(duì)空壓機(jī),、電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)都有很大的沖擊。并且空壓機(jī)在空載過(guò)程中不產(chǎn)生壓縮空氣,,電動(dòng)機(jī)處在空載狀態(tài),,白白消耗電能。因此對(duì)其進(jìn)行變頻改造是很有必要的,。
3空壓機(jī)變頻改造實(shí)施方案
系統(tǒng)參數(shù):
空壓機(jī)型號(hào) GAl32-8 5
主電動(dòng)機(jī)型號(hào) YXLA315M-4
額定功率 132 kW
額定電壓 380v
額定電流 250A l 485 r/min
遠(yuǎn)傳壓力表VTP10-A-G10-B
變頻器科姆龍無(wú)感矢量變頻器kv2000
G1320-4T
額定電流 253A
根據(jù)空壓機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況,,我們用一臺(tái)變頻器來(lái)控制兩臺(tái)空壓機(jī),通過(guò)電氣控制來(lái)轉(zhuǎn)換兩臺(tái)空壓機(jī)的變頻運(yùn)行,,這樣當(dāng)一臺(tái)空壓機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),,很快轉(zhuǎn)換到另一臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行,既不影響生產(chǎn)又節(jié)約了設(shè)備投資,。
系統(tǒng)改造時(shí)保留原工頻系統(tǒng)不變,,增加變頻系統(tǒng),,做到工頻/變頻互鎖切換,當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí),,利用原工頻系統(tǒng)運(yùn)行,。本系統(tǒng)采用壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)方式,通過(guò)變頻器的控制面板設(shè)定空氣壓力定值,,在儲(chǔ)氣罐上安裝個(gè)壓力傳感器,。將空氣壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為0~5 V的電信號(hào),反饋到變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器,,調(diào)節(jié)器將信號(hào)與壓力定值進(jìn)行比較運(yùn)算,,然后輸出控制信號(hào),變頻器再根據(jù)此信號(hào)輸出頻率,,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,,使空氣壓力保持穩(wěn)定,這樣空壓機(jī)始終保持在節(jié)電運(yùn)行狀態(tài),。
4系統(tǒng)改造時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
4.1電動(dòng)機(jī)的散熱問(wèn)題
由于電動(dòng)機(jī)是靠它自帶的風(fēng)扇進(jìn)行散熱的,,在工頻以下運(yùn)行時(shí)會(huì)影響散熱效果。為此,,我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察,,最后將變頻器的頻率下限設(shè)定為25Hz.
4.2空氣壓力問(wèn)題
系統(tǒng)壓力設(shè)定時(shí),在滿足生產(chǎn)工藝的條件下,,壓力不要設(shè)定的太高,,這樣節(jié)能效果會(huì)更明顯。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索,,我們將空氣壓力設(shè)定為0.6MPa,。
5節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)效益分析
改造前,空壓機(jī)加載運(yùn)行時(shí)運(yùn)行電流240A,,運(yùn)行時(shí)間2min,,卸載時(shí)運(yùn)行電流110A,運(yùn)行時(shí)間4min,。
改造后,,空壓機(jī)頻率基本上在30~45Hz,運(yùn)行電流平均120A,,無(wú)卸載時(shí)問(wèn),,基本不停機(jī)。
用電量分析:每天工作24 h,,每月30天,。
改造前為
W=1.732•I•U•24x30/1000=72661 kW•h
改造后為
W=1.732•I•U•24x30/1000=56 865 kW•h
由上可計(jì)算出,改造后每月可節(jié)電
W=15 796 kW•h
每度電按0.58元計(jì)算,每月節(jié)省電費(fèi)9 161 68元,。整個(gè)系統(tǒng)改造費(fèi)用9萬(wàn)元左右,,10個(gè)月即可收回投資。
6改造后幾大優(yōu)點(diǎn)
1)節(jié)能降耗,。
2)電動(dòng)機(jī)從低速起動(dòng),,沖擊電流小,電動(dòng)機(jī)和空壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),。
3)由于變頻器具備較強(qiáng)的保護(hù)功能,,降低了設(shè)備故障率。
4)系統(tǒng)壓力更加穩(wěn)定,,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,。