2018-01-26
空氣壓縮機(jī)是一種利用電動(dòng)機(jī)將氣體在壓縮腔內(nèi)進(jìn)行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設(shè)備。
在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中有著及其廣泛的應(yīng)用,在各種行業(yè)中它擔(dān)負(fù)著為工廠中所有氣動(dòng)元件,各種氣動(dòng)閥門提供氣源的職責(zé)。因此,空壓機(jī)運(yùn)行狀況的好壞直接影響工廠的生產(chǎn)工藝??諌簷C(jī)的的種類很多,但其供氣的控制方式都是采用加、卸載的方式。
1、活塞式空壓機(jī)工作原理:活塞式空壓機(jī)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)曲軸,帶動(dòng)連桿與活塞桿,使活塞在壓縮機(jī)氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng),完成吸進(jìn)、壓縮、排出等過程,將無壓或低壓氣體升壓,并輸出到儲(chǔ)壓罐內(nèi)。其中,活塞組件,活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔,在曲柄連桿帶動(dòng)下,在汽缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。
2、螺桿式空壓機(jī)工作原理:螺桿式空壓機(jī)是由一對(duì)相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化,空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸進(jìn)側(cè)輸送至輸出側(cè),實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程??諌簷C(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉(zhuǎn)子的槽和陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
3、空壓機(jī)節(jié)能改造的必然性:由于空壓機(jī)不排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的可能性,所以,選型時(shí)只能按最大需求來確定電機(jī)容量,造成空壓機(jī)系統(tǒng)余量一般偏大。傳統(tǒng)空壓機(jī)都采用星三角降壓?jiǎn)?dòng),但工頻啟動(dòng)時(shí)電流仍然能達(dá)到額定電流的2~3倍,沖擊大,會(huì)影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定性。且大多數(shù)空壓機(jī)是連續(xù)運(yùn)行,由于一般空壓機(jī)的電機(jī)本身不能根據(jù)壓力需求的變動(dòng)來實(shí)現(xiàn)降速,使電機(jī)輸出功率與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓力需求量相匹配,導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候仍然要空載運(yùn)行,造成巨大的電能浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì),空壓機(jī)占大型產(chǎn)業(yè)設(shè)備幾乎所有的耗電量的15%。空壓機(jī)的節(jié)能改造勢(shì)在必行 。
另外,空壓機(jī)還存在以下幾個(gè)題目:
1.氣壓超過上限壓力時(shí)空壓機(jī)卸載及卸載后電機(jī)空轉(zhuǎn)浪費(fèi)大量的電能。
2.頻繁加卸載造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊,同時(shí)也造成機(jī)械的磨損加大,縮短機(jī)械壽命。
3.氣量無法保持恒壓。當(dāng)用氣量不斷變化時(shí),供氣壓力不可避免產(chǎn)生波動(dòng),使用氣精度達(dá)不到工藝要求,影響生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì)。
綜上所述:若能采用變頻調(diào)速技術(shù),當(dāng)流量需要量減少時(shí),就可以降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而較大幅度減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
4、系統(tǒng)特點(diǎn)
變頻調(diào)速系統(tǒng)將管網(wǎng)壓力作為控制對(duì)象。壓力值由變頻器面板給定,可根據(jù)用氣設(shè)備的實(shí)際需要,在空壓機(jī)的最高答應(yīng)工作壓力內(nèi)自由設(shè)定。裝在儲(chǔ)氣罐出氣口的壓力變送器將儲(chǔ)氣罐的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)?~20mA電流信號(hào)送給內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器,與壓力給定值進(jìn)行比較,并根據(jù)差值的大小控制鎮(zhèn)江偉創(chuàng)變頻器的輸出頻率,調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而使實(shí)際壓力始終維持在給定壓力。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(dòng)態(tài)匹配,壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)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)的輸進(jìn)功率大大降低,節(jié)電效果明顯。對(duì)于對(duì)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。一般來說,對(duì)于連續(xù)用氣的空壓機(jī)系統(tǒng),隨用氣量的變化,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率在25-50Hz 之間動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),除往電機(jī)及其它損耗,系統(tǒng)的節(jié)電率可達(dá)18%~35%。
5、綜合效益
①運(yùn)行本錢降低:
空壓機(jī)的運(yùn)行本錢由三項(xiàng)組成:
初始采購本錢、維護(hù)本錢和能源本錢。其中能源本錢大約占?jí)嚎s機(jī)運(yùn)行本錢的70%。通過降低能源本錢30%,再加上變頻起動(dòng)后對(duì)設(shè)備的沖擊減少,維護(hù)和維修量也跟隨降低,所以運(yùn)行本錢將大大降低。
②進(jìn)步壓力控制精度:
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,有效地進(jìn)步了供氣的質(zhì)量。
③延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命:
變頻器有軟啟動(dòng)功能,可減少起動(dòng)時(shí)對(duì)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(zhǎng)壓縮機(jī)使用壽命。同時(shí)減少空壓機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
6、變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中留意事項(xiàng)
1.空壓機(jī)是大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量負(fù)載,很輕易引起V/F控制方式的變頻器在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過電流,因此應(yīng)選用大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、過載能力強(qiáng)的矢量變頻器。
2.空壓機(jī)不答應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間低頻運(yùn)行,若空壓機(jī)轉(zhuǎn)速過低,一方面會(huì)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(shí)間應(yīng)盡量短。
3.在滿足生產(chǎn)工藝的要求下,壓力設(shè)定越低越好。由于空壓機(jī)的壓力越高,所需電動(dòng)機(jī)軸功率就越大,耗電量就越多。
4.出氣口開釋閥全部封閉,取消用出氣口開釋閥調(diào)節(jié)供氣量的方式,以避免由此導(dǎo)致的電能浪費(fèi)。
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