空压机节能技术应用

空压机节能案例1
5、改造好的几大优点： 节能降耗。 电动机从低速起动，冲击电流小，电动机和空压机运 行平稳。 由于变频器具备较强的保护功能，降低了设备故障率。 系统压力更加稳定，提高了产品质量。
空压机节能案例2
三 晶S350变频器在空压机节能改造的应用
1、系统特点：
S350变频调速系统将管网压力作为控制对象。压力值由变频器面 板给定（S350有多种给定通道），可根据用气设备的实际需要，在空 压机的最高允许工作压力内自由设定。装在储气罐出气口的压力变送器 将储气罐的压力转变为4~20mA电流信号送给S350内置PID调节器，与 压力给定值进行比较，并根据差值的大小控制变频器的输出频率，调整 电动机的转速，从而使实际压力始终维持在给定压力。S350内置PID具 有稳定性高、调试简单的特点。
—— 目 录 ——
1 2 3 4 空压机基础知识 空压机节能潜能 空压机节能技术 空压机节能案例
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空压机基础知识
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空压机的用途
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空压机的分类
空压机的结构
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空压机的原理
空压机的用途
动力用压缩机
•压缩空气作为动力风源，在矿山、建筑等机械行业中用来 驱动各种风动工具，如风钻、手动扳手等； •压缩空气用于控制仪表及自动化装置，如机械加工中心的 刀具更换、喷涂等； •纺织工业中的运输； •采矿：油田注气、爆破采煤； •气体运输：煤气/天然气；
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4、变频系统设计中注意事项 ：
①空压机是大转动惯量负载，很容易引起V/F控制方式的变频 器在启动时出现过电流，因此应选用大启动转矩、过载能力强的 矢量变频器。S350系列的过载能力达到180%，启动转矩0.5HZ可 输出150%，可保证设备可靠稳定地运行及恒压供气的连续性。 以江门某厂实例：该厂使用凯撤牌空压机、电机22KW，配 S350 22KW通用矢量型变频器。设定加速时间为15S、减速时间 为6S，在0.7Mpa时仍然能正常启动运行（上限0.8Mpa）。
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4、节能效果及经济效益分析：
改造前，空压机加载运行时运行电流 240A ，运行时间 2min ，卸载时运行电流 110A ，运行时间 4min 。 改造后，空压机频率基本上在 30 ～ 45Hz ，运行电流平均 120A ，无卸载时问，基本不停机。
用电量分析：每天工作 24 h ，每月 30 天。 改造前为 W=1.732•I•U•24x30/1000=72661 kW•h 改造后为 W=1.732•I•U•24x30/1000=56 865 kW•h 由上可计算出，改造后每月可节电 W=15796 kW•h 每度电按 0 .58 元计算，每月节省电费 9 161.68 元。整个系统改造 费用 9 万元左右， 10 个月即可收回投资。
按工作原理分为： 容积式压缩机——压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加 以提高压缩空气的压力。 速度式压缩机——提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转 化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。
1）吸气过程：
调节阀开启，转子转动 至进气端壁开口， 气体进 入（由于上一个循环中， 机内气体排尽，为真空状 态）…… [详细]
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一般来说，对于连续用气的空压机系统，随用气量的变 化，电动机运行频率在25-50Hz 之间动态调节，除去电机及 其它损耗，系统的节电率可达18%～35%。
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3、综合效益： ①运行成本降低：空压机的运行成本由三项组成：初始采 购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运 行成本的70%。通过降低能源成本30%，再加上变频起动后对 设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将 大大降低。 ②提高压力控制精度：变频控制系统具有精确的压力控制 能力。通过使空压机的空气压力输出与用户空气系统所需的气 量相匹配，可以使管网的系统压力保持恒定，有效地提高了供 气的质量。 ③延长压缩机的使用寿命：变频器有软启动功能，可减少 起动时对压缩机和机械部件所造成的冲击，增强系统可靠性， 延长压缩机使用寿命。同时减少空压机启动对电网的冲击。
工业用压缩机
•化学工业：合成氨/尿素，高压聚乙烯； •石油炼制：脱硫，石油裂化催化；
制冷和气体分离用压缩机
空压机的分类
按照工作原理分为：容积式压缩机、动力式（速度式）压缩机 按排气压力分为：
低压压缩机>0.2~1.0MPa
中压压缩机>1.0~10MPa 高压压缩机>10~100MPa
超高压压缩机>100MPa
电信号，反馈到变频器内部的 PID 调节器，调节器将信号与压力定
值进行比较运算，然后输出控制信号，变频器再根据此信号输出频 率，调节电动机的转速，使空气压力保持稳定，这样空压机始终保
持在节电运行状态
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3系统改造时应注意的问题：
（1）电动机的散热问题：
由于电动机是靠它自带的风扇进行散热的，在工频以下 运行时会影响散热效果。为此，我们经过长时间的观察， 最后将变频器的频率下限设定为 25Hz. （2）空气压力问题： 系统压力设定时，在满足生产工艺的条件下，压力不要 设定的太高，这样节能效果会更明显。经过长时间的摸 索，我们将空气压力设定为 0.6MPa 。
空压机数量少，可采用一台变频空压机调压，如果数量上了 4、5台，完全可以通过合理的参数设置、合理的大小配置和前 面提到的手段达到很好的节能效果 空压机集中联动控制，避免多台空压机参数设置时造成的阶 梯式排气压力上升 尽量想法降低空压机进气温度，因一般空压站内部温度都高 于室外，可考虑室外采气 提高冷却水的冷却效果，尽量降低冷却水温度，特别是夏天 做好设备维护、清洁，增加空压机散热效果，水冷、空冷等 换热器的交换效果，保持油质。 ……
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根据空压机实际运行状况，我们用一台变频器来控制两台空压机， 通过电气控制来转换两台空压机的变频运行，这样当一台空压机出 现故障时，很快转换到另一台空压机运行，既不影响生产又节约了 设备投资。 系统改造时保留原工频系统不变，增加变频系统，做到工频 / 变频 互锁切换，当变频器发生故障时，利用原工频系统运行。本系统采 用压力闭环调节方式，通过变频器的控制面板设定空气压力定值， 在储气罐上安装个压力传感器。将空气压力信号转换为 0 ～ 5 V 的
2）封闭及输送过程：
转子之进气侧端面转 离了机壳之进气口，在齿
沟间的空气即被封闭……
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空压机原理 cycle
4）排气过程：
当转子的啮合端面转到与 机壳排气相通时，（此时 压缩气体之压力最高）被 压缩之气体开始排出……
[详细]
3）压缩及喷油过程：
转子逐渐向排气端移动，气体 逐渐被压缩压缩同时润滑油亦 因压力差的作用而喷入压缩室
热能利用：
温度较低时水可用于员工的生活方面，如冲凉； 温度较高时水可用于生产线工艺加热用水。 利用余热回收冷却水的热量同时也减少冷却塔散热风机的负荷。
空压机节能技术 —— 余热回收
空压机热水器及散热器
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空压机节能案例
1 空压机变频改造
2 三晶S350变频器在空压机节能改造的应用
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节能监控系统空压机节能改造的应用
空压机节能案例2
②空压机不允许长时间低频运行，若空压机转速过低， 一方面会使空压机的工作稳定性变差，另一方面也使 缸体的润滑条件变差、磨损加大，进而导致喷油现像。 所以，空压机工作的下限频率应不低于20HZ，且减速 时间应尽量短。S350电压波动范围±15%、耐压高、 减速时间短，可避免因减速时间过长而产生的喷油现 象。 ③在满足生产工艺的要求下，压力设定越低越好。因 为空压机的压力越高，所需电动机轴功率就越大，耗 电量就越多。
按排气量分类： 微型压缩机<1m3/min 小型压缩机1~10m3/min 中型压缩机10~100m3/min
大型压缩机>=100m3/min
空压机的结构
活塞式空压机 往复式空压机
螺旋式空压机 回转式（双螺杆）
空压机的原理
空压机，即空气压缩机。它是将原动机（通常是电动机）的机械 能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。
2、节能效果：
采用该系统改造后，压缩机组的供气量与系统所需量动态匹配，压 缩机电机转速会随着系统用气量的不同而进行调节，避免了电机空转以 及频繁的加卸载所带来的能量损耗，电机的输入功率大大降低，节电效 果显著。对于对空气机来说，供气量Q 与转速N 成正比，气压F与转速 N的二次方成正比，而轴功率与转速N 的三次方成正比，见下表：
空压机节能案例1
2、空压机变频改造实施方案：
系统参数： 空压机型号 GAl32-8 5 主电动机型号 YXLA 额定功率 132 kW 315M-4 额定电压 380v 额定电流 250A l 485 r/min 远传压力表 VTP10-A-G10-B 变频器科姆龙无感矢量变频器 kv2000 G1320-4T 额定电流 253A
空压机节能技术 —— 余热回收
空压机余热回收利用
空压机节能技术 —— 余热回收
余热回收
空压机热能回收是一项非常环保的节能方式 热能回收装置工作原理：空压机的高温油经过热交换器把热量传递
到冷却水中，冷却水被加热后流到保温贮水桶中，这样就可达到热能 回收的目的。
热能回收实现的条件：
空压机的热能回收后，出水温度可控制在40 ℃ ~ 75 ℃范围内 同时油温应保持75-95℃，是理想温度在80-90℃之间，这么高的油温 就给加热冷却水到75 ℃提供了可靠的条件
内与室气混合……
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据相关机构的检测，空气压缩机所消耗的电能仅有10%转换为压缩 空气，而90%转化为热能 。然而工厂压缩空气平均泄漏量20~30%， 所有的气动工具，软管、接头、阀门，一个1平方毫米的小孔，在 7bar压力下，一年差不多损失4000元。 治理措施： 压降治理，管路各段设立压力表，一般空压机出口到工厂使用 点，压降不能超过1bar，严格的甚至是不超过10%即0.7bar，冷干 过滤段的压降一般0.2bar，详细检查你的各段压降，有问题的管 网段机及时检查维护。 仔细评估用气设备的压力需求，在保证生产的情况下尽量调低 空压机排气压力，很多用气设备的汽缸只要3~4bar，少数机械手 什么的才要6bar以上。压力每低1bar，节能约7~10%。 工厂尽量布置环型管网，平衡各点用气压力。