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TP變頻器在空氣壓縮機系統(tǒng)中的應用
隨著我國經濟的高速發(fā)展特別是21世紀初WTO的加入,能源的安全已成為擺在我們面前的一個刻不容緩的問題。全國范圍內的連續(xù)限電已向我們拉響了能源的警報。也是關系到我國經濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要因素。同時異常激烈的市場競爭已滲透到各行各業(yè)的每個角落中。生產型企業(yè)怎樣能否有效的提高生產效率、工藝、節(jié)能降耗從而降低生產成本,保住產品優(yōu)勢業(yè)亦成為各廠家發(fā)展中的首要問題。據不完全統(tǒng)計在我國的電能的60%是被各行各業(yè)中廣泛使用的風機、水泵所消耗,而空壓機則占了60%中的15%左右??上攵淠晗牧坑卸啻?。
而由于空壓機是結構復雜的通用設備,運轉時間長,配備電機功率較大,因而降低空壓機的功耗,提高空壓機的經濟運行,對節(jié)能具有一定意義。盡管我們加強日常運行管理:減少泄漏、合理潤滑、定期維護,但是共蘊藏的節(jié)能潛力遠未被挖掘出來。下面就作簡單分析。
我們通常使用的都是活塞式空壓機,活塞在氣缸內作往復運行,周期性地改變缸內的容積,從而使氣缸內氣體容積發(fā)生變化,并與氣缸內氣閥作相應的開閉動作配合,通過吸氣、壓縮、排氣等動作,將無壓或低壓氣體升壓,并輸出到儲壓罐內。
首先,空壓機的驅動軸上所需要的軸功率,與排氣壓力、空壓機轉速有直接的關系,也就是說,在實際運行中,由于壓縮空氣的使用隨時在變化,空壓機并不經常在額定工況下運行,而空壓機排氣壓力的高低則直接影響到實際軸功率的大小。排氣壓力越高,所需軸功率也越大。試驗證明滿負載時,空壓機的輸入電流(功率)與排氣壓力的關系符合圖2曲線與關系式。
其次,為滿足用氣量的隨時變化要求,儲氣罐內氣體必須保持一定的壓力,我廠濾池運行壓力為0.65-0.80MPA,目前大多數空壓機均采用切斷進氣的調節(jié)方式來改變排至儲氣罐的氣量。對于空壓機氣量的供求關系表現為排氣壓力的變化,空壓機排氣量正好滿足生產用氣量要求時,儲氣壓力保持不變,若能維持這種狀態(tài)當然最佳,但實際上用氣量是隨時變化的,而且設計冗余量較大,所以空壓機排氣量都要大于用氣量,如果空壓機仍恒速運轉,則儲氣罐內的氣體越積越多,當罐內壓力上升達到設定壓力時,一般采用兩種辦法:一種是空壓機卸荷運行,不產生壓縮氣體,電動機處于空載運轉,其用電量仍為滿負載的30-60%,這部分電能被白白浪廢掉。另外一種辦法是停止空壓機運行,這樣似乎空壓機空轉或不斷放空所浪費的電能被消除了,但是若無容積較大的儲氣罐,將會帶來電動機的頻繁啟動,空壓機的空載啟動電流大約是額定電流的5-7倍,對電網及其它用電設備沖擊較大,同時使空壓機的使用壽命也會縮短。
綜上所述,由于空壓機可以在保證生產所需要的最低壓力下運行,電機輸入功率大大下降,輔以壓力閉環(huán)控制,實現空壓機的供氣壓力—轉速的動態(tài)匹配,減少了電機的實際輸入功率,達到節(jié)能目的。即電機的轉速由供氣壓力來控制,壓縮機需要多大的功率,電機就輸出多大的功率,而不必做無用功,從而取得良好的節(jié)能效果,節(jié)能的第二方面是空壓機停止了空轉,電機不存在輕載運行,這部分能量很可觀。
相應帶來的其它好處是:供氣壓力穩(wěn)定,通過壓力調節(jié)器,可使空壓機保持在設定的壓力值下工作,壓力穩(wěn)定可靠性高,而且壓力可以無級設定,隨時可調。電機實現軟啟動,壓縮機的使用壽命及檢修周期都將得到大大延長??諌簷C排氣量由空壓機的轉速來控制,氣缸內氣閥片不再反復地開啟和關閉,閥座、彈簧等工作條件大大改善,避免了高溫、高壓氣體急劇的流動與沖擊,維修工作量減少。
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