螺杆式空压机变频改造方案

螺杆式空气压缩机变频改造方案一、概述螺杆式空压机广泛地用于工业生产中，在其控制中采用加载-卸载阀来控制空压机的供气。由于用气设备的工作周期或是生产工艺的差别，使得用气量发生波动，有时会造成空压机频繁加载、卸载。空压机卸载后电机仍然工频运转，不仅浪费电能而且增加设备的机械磨损；空压机加载过程是突然加载，也会对设备和电网造成较大的冲击。因此对空压机进行变频改造具有改善电机的启动和运行方式、减少设备的机械磨损、在一定范围内节约电能等效果。二、螺杆式空压机的工作原理以单螺杆空压机为例说明空气压缩机工作原理，如图1所示为单螺杆空气压缩机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。三、压缩气供气系统组成及空压机控制原理⑴、压缩气供气系统组成工厂空气压缩气供气系统一般由空气压缩机、冷干机、过滤器、储气罐、管路、阀门和用气设备组成。如图2所示为压缩气供气系统组成示意图。⑵、空气压缩机的控制原理在工厂的空气压缩机控制系统中，普遍采用后端管道上安装的压力继电器来控制空气压缩机的运行。空压机启动时，加载阀处于不工作态，加载气缸不动作，空压机头进气口关闭，电机空载启动。当空气压缩机启动运行后，如果后端设备用气量较大，储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力上限值，则控制器动作加载阀，打开进气口，电机负载运行，不断地向后端管路产生压缩气。如果后端用气设备停止用气，后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高，当达到压力上限设定值时，压力控制器发出卸载信号，加载阀停止工作，进气口关闭，电机空载运行。图3为某品牌空气压缩机的系统原理图。四、螺杆式空气压缩机变频改造⑴、空压机工频运行和变频运行的比较空压机电机功率一般较大，启动方式多采用空载（卸载）星-三角启动，加载和卸载方式都为瞬时。这使得空压机在启动时会有较大的启动电流，加载和卸载时对设备机械冲击较大；不光引起电源电压波动，也会使压缩气源产生较大的波动；同时这种运行方式还会加速设备的磨损，降低设备的使用年限。对空压机进行变频改造，能够使电机实现软起软停，减小启动冲击，延长设备使用年限；同时由于电机运行频率可变，实现了空压机根据用气量的大小自动调节电机转速，减少了电机频繁的加载和卸载，使得供气系统气压维持恒定，在一定程度上节约了电能。⑵、空压机主电路和控制电路的变频改造以某品牌空压机为例，图4是其电路原理图。可以看出该品牌型号的空压机采用星-三角启动方式，在其控制电路上有加载继电器。在主电路改造时，将变频器串接进原有的电源进线中；并适当修改控制回路，实现变频器的启停。⑶、空压机变频改造后的启动和运行方式空压机变频改造后，电机启动时原有的交流接触器仍然由其控制PLC按星-三角方式动作，但在交流接触器连接为星型时，角形交流接触器的常开触点没有闭合，变频器不启动、无输出；当PLC控制交流接触器转换为三角形接法后，变频器开始空载变频启动电机。当变频器启动电机完成后，变频器自动变频运行。五、螺杆式空气压缩机变频改造后的工频运行在考虑变频器发生故障或是检修时，空压机能按原有的工频控制方式运行，这保证了空压机在变频和工频状态下都可以运行，也使得改造时可以不用重新编写PLC程序，为此增加了一套工频、变频自由切换电路，以方便系统的切换。六、螺杆式空气压缩机变频改造节能分析如式1所示拉力F与摩擦力F’大小相等、方向相反，拉力F在时间T内拉动物体做直线运动，移动位移S。拉力F在时间T内作的功率P为由数学知识可知线速度v和旋转角速度ω之间的关系如式2所示,式中f为旋转体的旋转频率。将式2代入式1可以求得旋转物体摩擦阻力功率如式3所示由式3可以知道,克服旋转体的摩擦阻力使旋转体匀速转动,需要向旋转体提供的功率按式3公式计算（忽略机械效率损失，认为η为1）。式3中F’为旋转体的旋转摩擦阻力，r为旋转体的旋转半径，f为旋转体的旋转频率。所以我们可以在忽略空气压缩机机械效率损失，同时忽略空压机机械效率因为电机转速变化而变化的情况下，即始终认为空压机机械效率η为1，可以近似地认为变频器的输出功率与空压机电机的转速成正比，即成一次方正比例关系。如图7所示是螺杆式空压机工频运行时的转速/功率-周期示意图。t1是空压机加栽运行时间，t2是空压机卸栽运行时间，加栽/卸栽时的转速和功率分别为P1/n1和P2/n2。忽略空压机机械效率η的变化，W1和W2分别为空压机加栽运行时间t1和卸栽运行时间t2中由电源输送给空压机电机的能量。其中W1转换为压缩空气势能、动能和热能等形式的能量，供设备使用。而W2则转换为机械的摩擦热能和声音、震动等形式的能量损失掉。所以螺杆式空压机经过变频改造后，由于电机处于变速运行情况下，而通过式3的推导知道电机的平均功率与电机的平均转速成一次方正比例关系。空压机变频改造后，是根据用气系统的用气量恒压变流供气；所以变频改造后，空压机在周期T（t1+t2）内所作的功W，等于同等工况下，空压机工频运行时，加载运行时间t1内所作的功W1。如图8所示。通过以上分析，可知只要知道螺杆式空压机工频改造前卸载运行时间和卸载电流，就可以大致计算出，相同工况下变频改造后的节能功率和节能电量（忽略机械效率η的变化）。132KW空压机触摸屏变频节能柜配置及报价清单序号名称规格型号数量(台)单价(元)合价(元)备注1GGD柜体800*600*2000121002100汇德2断路器NM1-400H/3300315A126002600正泰3接触器CJ40-200A29101820正泰4互感器ALH-0.66200/5A3120360正泰5变频器V5-H-4T132G/160L(高性能矢量)12870028700蓝海华腾6电力仪表PZ194U/I300/5112001200浐河7CPU224PLC14/10134143414西门子8模拟量输入EM2318通道146174617西门子9模拟量输出EM2322通道122772277西门子10触摸屏5.4寸屏114701470维纶11一次电线BVR-9513500350012二次辅材二次线，线鼻，螺栓，11800180013人工费11000100014含税合计54858企业简介陕西银丰电气设备有限公司是一家专业从事自动化系统集成和变频技术应用的高新技术企业。专注于ABB、富士、蓝海华腾、国内外知名品牌变频器销售，变频技术应用、变频节能改造；电机软启动器的生产研发、系统集成等业务。我公司主要生产YFC系列电机软启动器,软启动柜、消防专用软起动柜、恒压供水变频柜，风机变频节能柜及高低压成套开关设备。多年来我们与各大高校和国内外知名公司密切合作，不断发展，成为集科、工、贸于一体的高新技术企业。公司汇集了大批有丰富现场经验,又掌握领先科技，锐意进取的工程技术人员、商务人员。恪守“为用户提供最优秀的工控产品和技术服务”的原则，为用户提供一流的解决方案及产品设备，并进一步提供专业的技术支持和售后服务。经过公司全体成员的不懈努力与精诚合作公司的产品已广泛应用于石化、建材、冶金、煤矿、农业、建筑、电站、污水处理等多种领域。银丰的信念——提高客户业绩银丰电气在创新、质量和效率方面有着宏伟的战略，同时积极开展合作和并购业务以拓展自己的产业阵容。银丰电气在使电力应用更为安全和便捷的同时，以更全面、更有效的解决方案服务于市场需求，并开发定制增值服务。相信通过我们的优秀产品和完美解决方案，银丰电气能够实现与客户的共同成长，从而实现双赢。优秀的员工队伍是战略实现的根基，为此，我们组建了一支热衷开拓、锐意进取的团队。并提供所有级别的在岗培训，能够根据技术和客户的需求变化来拓展和调整员工的技能。银丰的目标——完美的解决方案和优质高效的服务银丰电气对客户应用有着深入了解，对系统实施有着丰富的经验。作为配电领域和自动化控制领域的优秀企业，银丰电气有全面的产品、软件和服务阵容，而且可以优化组合以创造有效的体系结构。致力于和客户共同成长的银丰电气倡导“提高客户满意度、创新和承诺”的企业文化。因此，银丰电气将通过长期积累和不断进取实现我们的目标。银丰精神：优质·高效·快捷·准确银丰作风：勤奋务实稳健发展银丰的战略思想：国内领先的电气设备制造商银丰的愿景：为企业求发展，为客户创造价服务&承诺在市场经济越来越得到社会认同的环境下，围绕产品的各种服务，已经和产品本身的内在质量一样，成为用户在做出购买选择时考察的重点和贰次购买的源动力，更重要的是服务的质量已经成为影响企业形象的首要因素。因此，我公司从创业之初就把服务质量和产品质量放在了同等的高度，提出了“用户第一，服务至上”的原则，并成立了一支“快速，高效”的服务队伍，24小时随时待命，保证在第一时间到达用户单位。本着“想用户之所想，急用户之所急”的原则，不论时间，不论地点，严格按照公司的服务计划，定期、定时走访和检查、维护，防患于未然，保证了用户供配电安全。在用户需要帮助或咨询时，“随叫随到”，时时用自己的实际行动体现银丰人的服务理念。获得了用户的好评，在客户的心目中树立了良好的企业形象。1、售前服务：从销售意向开始建立，业务人员，技术人员客观地向用户介绍公司和产品，为客户提供详细的设备使用数据和技术性能参数，同时，根据用户的使用情况和具体要求，提供技术先进、配套合理、运行经济的设备选型方案，会同甲方以及设计院或技术专家共同讨论，提出合理、经济的建议。2、售中服务：认真履行与客户签订之合同。销售合同一旦成立，技术人员负责对各种技术参数进行详细确认。如果安装工程由我公司进行，我公司将严格按照国家技术监督局颁发的各种安装规范执行，协调好从方案设计、到施工安装的各个环节，做到技术工作的三到位，技术方案到位，设计图纸到位，施工交底到位，保证工程质量，满足用户要求。做到合理，科学，安全，美观。如果安装工程由甲方进行，我们将提供技术咨询和现场指导，确保工程正常进行。安装完毕后由我公司负责用专业设备对配电柜进行调试，检测，以保证供配电安全，可靠运行，使供配电系统达到最佳状况，满足用户的各种功能的需求。3、售后服务：1）、为客户提供设备配套、安装调试、包运服务。在设备安装完毕，调试条件满足以后，由公司售后工程师对设备进行及时周到的运行调试，将各种设备的运行工况调至最佳，甲方满意后填写调试报告，甲方签字，并对我售后人员的服务态度做出书面评价。2）、免费为客户培训机组值班人员，协助用户制定机房管理制度和设备操作规程。3）、设备免费保修12个月，终身跟踪服务。4）、服务承诺：设备故障，接到电话市内4小时、郊县8小时维修人员赶到现场。服务电话（Tel：[phone]）、主机配套设备保修按配套设备厂家提供的保修单规定执行。6）、定期抽查用户使用情况，并仔细分析用户的设备运行记录，及时消灭隐患，协助用户总结出最佳运行方案。定期回访并整理用户的批评和建议，及时填写回访记录。7）、售后中心建立客户档案跟踪服务。对每一个用户建立设备档案，详细记录用户单位的名称、地址、联系方式、设备型号、产品编号、发货日期、安装时间、调试情况，等等，运行过程中的每次维修的维修记录、定期保养记录、定期抽查的记录和执行人员名称都要录入，以确保售后工程师能准确把握每台设备的实际运行状况，准确制定出维修保养方案，保障设备零故障运行。4、免费提供技术资料1）、安装调试、维护保养资料2）、提供产品合格证书3）、提供操作使用维护说明书4）、提供保修卡5）、提供产品主要技术数据和性能的详细描述资料陕西银丰电气设备有限公司电话：[phone]传真：[phone]