空氣壓縮機(jī)變頻改造的技術(shù)研究

宋麗娟（冀中能源邢礦集團(tuán)金牛鉀堿分公司，河北邢臺(tái)061000）

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空氣壓縮機(jī)變頻改造的技術(shù)研究

宋麗娟
（冀中能源邢礦集團(tuán)金牛鉀堿分公司，河北邢臺(tái)061000）

摘要：介紹了空氣壓縮機(jī)變頻改造的具體方案及經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：空氣壓縮機(jī)；工頻；變頻

經(jīng)變頻器改造后的空氣壓縮機(jī)，可以節(jié)省卸載時(shí)的部分電能，在加載時(shí)，空壓機(jī)的供氣壓力可以根據(jù)壓力設(shè)定進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)基本穩(wěn)定。

1　原空氣壓縮機(jī)存在問(wèn)題及改造依據(jù)

1.1空壓機(jī)工頻運(yùn)行存在的主要問(wèn)題

（1）主電機(jī)雖然采用星-角減壓?jiǎn)?dòng)，但啟動(dòng)時(shí)的電流仍然很大，會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其他用電設(shè)備的運(yùn)行安全；

（2）主電機(jī)時(shí)?？蛰d運(yùn)行，屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重；

（3）主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大；

（4）主電機(jī)工頻起動(dòng)設(shè)備的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大。

1.2空壓機(jī)改造依據(jù)

當(dāng)空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)氣罐達(dá)不到設(shè)備運(yùn)行氣壓時(shí)，進(jìn)行加載運(yùn)行（進(jìn)氣閥打開），對(duì)管道供氣；當(dāng)管道壓力達(dá)到設(shè)定氣壓時(shí)后，為保護(hù)設(shè)備進(jìn)行卸載運(yùn)行（進(jìn)氣閥關(guān)閉）但不停機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)的高壓加載的電流比低壓時(shí)加載的電流高，使設(shè)備處于高負(fù)荷運(yùn)行，對(duì)設(shè)備的使用壽命不利。

對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造，只需改變空壓機(jī)電機(jī)的供電方式，不用更改原來(lái)的線路；在變頻柜出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，還可以采用原來(lái)的工頻控制，在變頻器出現(xiàn)故障的情況下也不影響使用。

2　空壓機(jī)變頻改造的具體方法

空壓機(jī)的改造主要是電路改造，通過(guò)替代原來(lái)工頻的供電方式，同時(shí)備用工頻供電方式。

（1）主電路?？諌簷C(jī)大多采用Y-D啟動(dòng)，大的空壓機(jī)有的采用軟啟動(dòng)。將變頻輸出直接接電機(jī)端，即空壓機(jī)的接觸器下口，Y-D啟動(dòng)需注意端子的相序。

（2）控制電路。主要的控制電路為工頻與變頻互鎖，否則變頻器會(huì)燒毀；互鎖的方法采用通過(guò)將接觸器動(dòng)作的電路進(jìn)行互鎖；另外通過(guò)壓力傳感器采集空壓機(jī)加載和卸載的控制信號(hào)，讓加載和卸載的動(dòng)作信號(hào)控制變頻器的恒速運(yùn)行。

（3）傳感器安裝。傳感器安裝在供氣管道上，有的供氣系統(tǒng)在空壓機(jī)的出氣口采用了止回閥，安裝傳感器的位置應(yīng)該在止回閥后，即遠(yuǎn)離出氣口一端。否則造成空壓機(jī)卸載時(shí)壓力驟降，頻繁的加載和卸載時(shí)，變頻器容易出現(xiàn)頻率震蕩。

3　空壓機(jī)變頻改造應(yīng)用優(yōu)化分析

電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐壓力穩(wěn)定，壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)±0.2 bar。系統(tǒng)具有變頻和工頻2套控制回路。根據(jù)空壓機(jī)的工控要求，該系統(tǒng)保障電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性。在用氣量小的情況下，變頻器處于低頻運(yùn)行時(shí)，能夠保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過(guò)允許的范圍。根據(jù)空壓機(jī)的工控要求，該系統(tǒng)保障電動(dòng)機(jī)具有可控制的電流運(yùn)行特性?？諌簷C(jī)啟動(dòng)時(shí)，需要的功率降低。根據(jù)空壓機(jī)的工控要求，該系統(tǒng)保障電動(dòng)機(jī)具有可控的加速特性和可調(diào)的運(yùn)行速度特性。

4　空壓機(jī)變頻改造的經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）與改造前的空壓機(jī)比較，能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的。根據(jù)空氣需求量來(lái)供給的空壓機(jī)最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)約電費(fèi)約20%，約一年半即可收回投入的資金。

未節(jié)電的情況下，110 kW電動(dòng)機(jī)以電價(jià)平均0.6元/kW·h計(jì)算每年的電費(fèi)為285 120元；以節(jié)電率20%計(jì)算，每年節(jié)約的電費(fèi)為57 024元。

（2）空壓機(jī)的運(yùn)行成本降低。

（3）提高了壓力的控制精度。

（4）延長(zhǎng)了空壓機(jī)的使用壽命。

（5）降低了空壓機(jī)的噪音。由于穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)運(yùn)行頻率小于工頻，機(jī)械噪音下降，機(jī)械磨損大大減小，進(jìn)而提高空壓機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

5　結(jié)論

通過(guò)對(duì)空壓機(jī)的變頻改造，大大提高了空壓機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和空壓機(jī)的運(yùn)行效率，降低了空壓機(jī)的運(yùn)行成本，延長(zhǎng)了空壓機(jī)的使用壽命，減少了因空壓機(jī)出現(xiàn)故障給金牛鉀堿分公司帶來(lái)停車的機(jī)率，為全廠設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

Research on frequency technology of air compressor

SONG Li-juan
（Jizhong Energy Xingtai Mining Group Jinniu Potash Branch.，Xingtai 054000，China）

Abstract：The concrete method and of modification effect of frequency conversion transformation of air compressor were introduced.

Key words：air compressor；working frequency；frequency

中圖分類號(hào)：TQ051.21

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-1785（2016）02-0046-01

收稿日期：2015-09-14