天车空压机的节能改造

2005年第7期节能(总第276期)ENERGY CONSERVATION天车空压机的节能改造朱有辉,闪财邦(中国铝业青海分公司第一电解厂,青海大通810108)摘要:本文从有效节约电能的角度出发,分析丁XF-100空压机的工作原理,针对存在的问题,提出了运用变频器进行控制的方案。关键词:空压机;变頻器;压力闭环;节能中图分类号:TH45文献标识码:B文章编号:1004-7948(2005)07-0039-021引言果。例如当用气量是额定供气量的50%时,节电率中国铝业青海分公司第一电解厂有多功能天车可达40%以上。12台,每台天车安装1台上海英格索兰XF-100空(2)利用变频器的节能模式可使电机在轻载时压机,用于电解生产打壳、下料等作业,但由于空压以最高效率运行,减少不必要的电能损耗机电机控制方式为Y-△启动,空压机没有储气压(3)根据严格的EMS标准,高效的PwM变频力罐,在天车暂停作业时,空压机多余的压缩空气靠器使用高速低耗的IGBT,降低谐波失真和电机的排气电磁阀3SV、8S动作进行排气,压缩空气直电能损失接排到大气中,浪费能源。用调整电机转速的方法(4)可使电机启动、加载时的电流平缓上升,没同样可以调整供气量,由于空压机基本上属于恒转有任何冲击;可使电机实现软停避免反生电流造成矩负载,用变频调速的方法调整供气量能使电机的的危害有利于延长设备的使用寿命;避免因电流峰输出功率基本与转速(供气量)成正比关系,达到很值带来的电力公司的罚款。好的节电效果。两种调节方法用电情况如图1所(5)采用变频控制系统后,可以实时监测供气管示。变频控制采用具有矢量控制功能的ABB变频路中气体的压力,使供气管路中的气体压力保持恒器,可使电机在低速时也能提供满足负载需要的转定从而提高生产效率和产品质量。矩。同时,ABB变频器的自动节能模式,可使电机(6)由于电机在高效率状态下运行,功率因数较在满足负载转矩要求下以最小电流运行,达到更好高降低了无功损耗,节约了大量电能。的节电效果。7)保存原释放阀系统,在必要时可进行调节,非调速供气增强系统的可靠性。总之,采用恒压供气智能控制系统后,不但可节调速供气约30%~40%的电力费用,延长压缩机的使用寿命,并可实现恒压供气的目的,提高生产效率和产品质量。2空压机变频控制系统1概述图1采用变频调速控制与否的排气压力比较空气压缩机恒压供气智能控制系统是由变频采用恒压供气变频控制系统所带来的效果如器、压力传感器、可编程控制器(PLC)控制单元、软下件控制单元等组成。此控制系统根据压力传感器检(1)出气口释放阀全部关闭取消用出气口释放测到的中国煤化工寸可编程控制器阀调节供气量的方式,以避免由此导致的电能浪费。(PLCCNMHG机电机的工作状取而代之,以变频器调整电机的转速来调整气体流态,在精确地控制空压机出口压力的同时,延长压缩量,使电机输出的功率与流量需求基本上成正比关机系统的使用寿命,并大幅度地节约了电能。系,始终使电机高效率工作,以达到明显的节电效2.2产品特点2005年第7期ENERGY CONSERVATION(总第276期)(1)实现压缩机的软启动无峰值电流,启动平动机的工作频率和转速。3.2配置的选型(2)大幅度降低压缩机系统的噪声;空气压缩机是天车的重要设备,必须保证每班3)自动控制,简便高效可靠和自保护,无需专4小时能够正常运转。空压机台数:12台;功率人看护;75kW。(4)运转平稳,延长压缩机系统寿命,减少维护为了使改造后的控制系统和压缩机组的可靠性都得到有效的保证,并使原机组的性能和节电率得(5)保证供气压力恒定,提高供气质量;到大幅度的提高,我们选用了ABB变频器,OM(6)大量节约电能;RON PLC及其它进口配件。(7)保存原软启动系统,本控制系统的变频一工ABB变频器的主要性能特点:频切换功能可以使变频控制系统发生故障时将压缩(1)自启动快,启动转矩大最大启动转矩可达机电机切换到原软启动系统工频工作,以确保压缩200%。机组可以正常工作。(2)快速的阶越转矩上升,上升时间小于5ms3改造方案(3)拥有完整的电压等级和防护等级,防护等级3.1控制原理可达到IP54,电源电压为380~690V。空压机在启动时,内部有少量的滞留气压,启动(4)通过磁通优化,可使变频器和电动机总效率和加减速运行时要求变频器反应快速,因此,我们选提高1%~10%。用ABB变频器。调节方式采用闭环自动调节,控制(5)软件的组态功能方便灵活,通过调用预置的系统根据压力传感器检测到空压机出口的压力信号应用宏,可完成标准变频器功能的设定。值,经过AD模拟数字转换单元的信号转换后,通(6) ABBACS600可以在0~55℃的环境温度无过可编程控制器(PLC)和变频器调整单台压缩机电障碍运行(一般空压机安装场合温度较高);甚至可机的转速,保证电机以最小的功率输出。在精确控以在海拔4000m的高原地区正常使用;可在320制压力的同时,实现电机的软启动以及延长压缩机528之间宽电压运行。的使用寿命。当变频器及PLC发生故障时,自动切4结论换到原软启动柜工频电源运行,以保证压缩机的正单台天车空压机改造前每月用电约为:常工作。系统框图如图2所示,主电路如图3所示。75kW×12h/天×30天/月=27000kWh空压机再空气出口改造后,空压机节电率可达20%~30%,取月变频器}电动机均值25%;电费价格为0.3元/kWh,则:空压机每月节电电费为27000kWh×25%PID调节器0.3元/kWh=2025元图2空压机变频调速系统框图12台空压机每年可节约电费:2025×12×12=29.16万元投资回报期=投资总额/每月节约金额=15000/2025≈8个月节电改造投资可在8个月内全部收回。KM空压机电机参考文献[1]韩安荣通用变频器原理及其应用[M]北京:机械工业可编程控制器出版社,2003图3主电路框图中国煤化当说明书[z]上海英格压缩机的变频调速系统通常以出口压力作为控制对象,由压力传感器取出的反馈信号,接至PD作者CNMHG省互助土族自治县人士学位,电气工程师,从事铝电解设备的技术管理工调节器,与预制的压力给定信号相比较,经PID调作节后的综合信号接至变频器的给定端,从而决定电(收稿日期:2005-03-17)