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          變頻空壓機節能改造實際案例

          發布時間:2021-09-12 訪問量: 來源:未知

          某機械設備有限公司是華南地區著名的空壓機代理機構,公司管理總部位于深圳,并在華南設有深圳寶安,東莞長安,東莞黃江,中山三鄉等區域辦事處。公司主要代理阿特拉斯空壓機、英格索蘭IR等國外知名品牌空壓機,同時也是Y Y集團空壓機的總代理。服務遍及珠三角,十年來,銷售設備超過幾萬臺。

          變頻空壓機節能改造實際案例
           
          某機械推動國內空壓機設備的節能改造,現已在泉州、廣州、深圳、珠海、東莞等地開展了空壓機改造, 實際節能效果非常理想,泉州改造的某電容薄膜生產工廠已開機3個月,累計運行超過2100小時,節能2萬多度,節能40%以上。深圳某五金廠一臺22kw變頻空壓機運行4個月,節能30%以上。
           
          我們的空壓機節能改造理念:變頻節能,改造未來 服務社會,利國利民
           
          MM公司節能改造方案(一)
           
          結論:改造55kw1臺、110kw2臺,節能率:27.9%,投資_____萬,回收周期____月
           
          一、改造前的設備狀況
           
          MM公司有2個空壓機房要改造,全部是螺桿機,共4+3=7臺空壓機,總功率(22+37+55+132)+(110*3)=576kw。加卸載狀況:132kw加載時間36秒,卸載50秒,加載率42%。110kw加載65秒,卸載55秒,加載率54%。
           
          用氣壓力需求:噴涂需求為6~7Bar,生產車間需求6.8~7.8Bar;
           
          原系統存在以下問題:
           
          ① 主電機雖然采用Y——△減壓啟動,但啟動電流仍很大,會影響電網的穩定;
           
          ② 空壓機時??蛰d運行,屬非經濟運行,電能浪費嚴重;
           
          ③ 工頻運行時噪聲很大;
           
          ④ 工頻啟動對設備的沖擊較大,各部件如電磁閥的動作頻率高,設備維護費用相對高。
           
          二、變頻改造的優勢
           
          1.節能
           
          變頻控制系統可以比較準確地根據用氣系統的需求來控制空壓機的輸出,達到節約能源的目的:
           
          ① 變頻器的軟啟動功能,使空壓機的啟動電流<2倍額定電流,而使用工頻高達8倍;
           
          ② 空壓機加載時,因供氣量的變化而改變電機轉速;
           
          ③ 當用氣量極小時,空壓機卸載或休眠,空壓機在空載狀態時電機能耗也大大降低;
           
          ④ V&T變頻啟動迅速,可以快速脫離休眠進入加載狀態,保證供氣壓力高于最低值。
           
          2.降低維護成本
           
          采用變頻控制系統,空壓機的軟啟動減少了對部分電氣部件和機械部件的沖擊。正常運轉時,轉速大部分時間低于額定轉速,降低了各類相關電磁閥和氣動元件的工作頻率,延長了零部件的使用壽命,減少了空壓機的維護費用。
           
          3.降低噪聲
           
          當排氣量減少時,電機運轉速度減慢,空壓機發出的噪聲比全速運行時的噪聲大大減少,改善了操作工的工作環境,有利于環保與保護員工健康。
           
          4.輸出壓力穩定,用氣量緩慢變化時可保持輸出壓力上下波動±0.01Mpa。
           
          三、改造指標
           
          1、壓力穩定:正常供氣,氣罐出口壓力波動±0.05MPa;
           
          2、控制方式:具備變頻、工頻兩套控制方案,可切換;
           
          3、可靠性:任何1臺設備損壞后,都能保證短期恢復供氣能力;
           
          4、 可維護性:主機損壞后,備用機可以投入使用。主機修好后可在線切換替代備用機;
           
          5、 啟動能力:啟動電流<2倍額定電流,休眠后再啟動時間短,補氣迅速,保證最低工作壓力;
           
          6、 可在線改造:改造中不影響現有生產用氣正常供應,不知不覺中改造完畢;
           
          7、 總節電率不低于20%;
           
          8、 噪音:低于改造前。
           
          采用V5-H變頻器+專用控制器可以實現以上要求,原空壓機控制器在變頻改造后的不再使用。需要在壓縮空氣總管路上安裝一只壓力變送器,輸出4~20mA信號反饋至控制器,與壓力設定值進行比較,經PID運 算輸出控制信號給變頻器,調節電機的轉速及空壓機的加卸載,維持壓力,以達到恒壓供氣的目的。
           
          四、改造方案
           
          從現場數據、空壓機配備,改造施工以及日后不間斷供氣維護各方面因素??梢圆扇∫韵伦冾l改造方案,分2個階段:
           
          第一階段:
           
          噴涂空壓機房:
           
          只對55kw空壓機進行變頻改造,55kw作為主控機器,55kw作為主機一直開機,功率在0~55kw可調節,同時可以調度22kw,37kw,甚至132kw。采用此方案,用氣需求在0~114kw內得到自動調節。55kw變頻改造空壓機支持工頻方式,提高抗風險能力。
           
          如果55kw、22kw、37kw故障或要維修,可啟動132kw,滿足供氣需要,如果用氣超過132kw供氣能力,啟動22kw,37kw,55kw中任何可用機器,從最小功率的啟動。
           
          如果將22kw或37kw設為主機,單憑22kw,37kw供氣能力不足,55kw和132kw開啟后有會供氣過剩,將導致55kw或132kw頻繁加卸載,回到工頻控制老狀態,起不到很好的變頻節能效果。
           
          頂樓空壓機房:
           
          任意改造2臺110kw空壓機,第3臺110kw不改造,做備份用。
           
          改造的2臺空壓機,均可作為主機使用,在平均生產能力以下時,可以只開一臺機器。每臺可獨立供給足夠壓力。生產旺季可以開啟2臺,進行功率自動分配,在用氣量突變且較頻繁的情況下可以快速反應。兩臺空壓機變頻化,可保證供氣最優。如果采用只改造1臺110kw空壓機為變頻控制,擔心當需要功率在110~130kw區間時,即工頻全速,變頻最低速或休眠,如果變頻空壓機總是處于休眠臨界狀態,在用氣突然減小后會造成達到壓力上限,工頻空壓機卸載,低于下限,工頻空壓機再啟動,將導致供氣波動。所以最好是工頻全速或工頻停機+變頻在一個合理的功率段范圍內自動調節,這樣控制最優,供氣最穩定,節能最大。噴涂機房,因為有2臺小功率的可以充分調配,因此不存在該問題。
           
          圖片
           
          改造的2臺空壓機支持工頻方式,提高抗風險能力,在故障發生時,可以切回工頻,保證和改造前功能相同。
           
          第二階段(可選):
           
          圖片
           
          噴涂空壓機房:
           
          將132kw備用機改為變頻控制,這樣不用開起3臺小機器,只用1臺即可??梢宰龅捷喠鞴ぷ?,而不是讓備機一直處于備用,工作機一直工作的狀態。
           
          頂樓空壓機房:
           
          無需第二階段改造。
           
          圖片
           
          五、回收周期分析
           
          總投入:元
           
          投資回收周期:月 每度電0.8元時年節約電費:13.5萬 元
           
          總節能率:27.9%
           
          年總節能:16.92萬 度電 估算改造前總耗電:60.66萬度/年。
           
          節能率估算:
           
          噴涂空壓機房:節能率估算:30.8%
           
          加卸載狀況:132kw,加載率42%。
           
          加載功率:110kw(假設值,該值越大節能率越高)
           
          卸載功率:40kw(假設值,該值越大節能率越高)
           
          空壓機卸載過程其實是能量損耗的過程??晒澕s的電力基本集中在這一塊,而是使
           
          用變頻后可節省該部分90%的能量,則節能率為:30.8%
           
          (40×(1-42%))×90%÷ (120×42%+30×(1-42%))×100%=30.8%
           
          變頻改造后平均加載功率估算為:50kw
           
          (120×42%+(40×(1-42%))×10%)÷(100%)=52.7kw
           
          頂樓空壓機房:節能率估算:19.2%
           
          加卸載狀況:110kw,加載率54%。
           
          加載功率:110kw(估計值,該值越大,節能率越高)
           
          卸載功率:35kw(估計值,該值越大,節能率越高,但超過60%額定時設備該維護)
           
          空壓機卸載過程其實是能量損耗的過程??晒澕s的電力基本集中在這一塊,而是使
           
          用變頻后可節省該部分90%的能量,則節能率為:19.2%
           
          (35×(1-54%))×90%÷ (110×54%+35×(1-54%))×100%=19.2%
           
          估算變頻改造后平均加載功率為:61kw
           
          (110×54%+(35×(1-54%))×10%)÷(100%)=61kw
           
          總節能:169198度/年,改造前年總耗電量:606604度/年,所以綜合節電率:27.9%
           
          以每度電0.8元計算,年節約電費:169198×0.8=135358元
           
          以下是計算分析:按4000小時/年工作時間,分配到各機房為:
           
          噴涂空壓機房:52.7÷(1-30.8%)×4000×30.8%=93824度
           
          頂樓空壓機房:61÷(1-19.2%)×4000×19.2%×130%=75374度
           
          130%的來歷:因為該機房有時需要臺機器同時開起,假設同時開起時間占總時間的30%,則同時開起2臺時,可增加單臺節電的30%
           
          估算未改造前年總功率:52.7÷(1-30.8%)+61÷(1-19.2%)×4000=606604度

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