摘要：目前各企業為了降低能耗，對設備進行節能改造，其中空壓機的變頻改造是一種比較成熟的措施，我們廠在這方面也進行了嘗試，并取得了成功。 關鍵詞：空壓機 變頻器 1 改造前的設備狀況 1.1設備工作原理 我廠有2臺02時/而n螺桿空壓機和2臺10時/面n螺桿空壓機，其工作原理是由一對相互平行嚙合的陰陽轉子在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸人側輸送至輸出側，實現螺桿空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子的槽也陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。 1.2 設備的控制方式 我們的20n13/而n螺桿空壓機的主電機額定功率為132kw，101113/而n螺桿空壓機的主電機額定功率為75kw，運行方式均為星一角減壓起動方式。具體操作過程為:按下啟動按鈕，控制系統接通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機在空載模式下啟動，這時進氣閥（即加載閥）處于關閉位置。當系統的油溫未達到要求溫度時（我們設備的油溫設定為50℃），一部分潤滑油未經過油冷卻器直接進人壓縮機，來快速提高油溫，當達到規定油溫時，加載閥打開設備開始加載運行，系統壓力開始上升。如果系統壓力上升到壓力開關上限值（即起跳壓力），控制器使進氣閥關閉，油氣分離器放氣，壓縮機空載運行，直到系統壓力跌到壓力開關下限值后（即回跳壓力），控制器使進氣閥打開，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機打開，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機再加載運行。 1.3 原系統工況存在的問題 1）主電機雖然采用星一角減壓起動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全; 2）空壓機時常空載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重; 3）空壓機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大; 4）空 壓 機 工頻起動對設備的沖擊較大，各部件如電磁閥的動作頻率高，所以設備維護費用相對高。 2 變頻改造可行性分析 2.1 能源節約 由于我廠用氣負荷波動較大，所以對空壓機進行變頻節能改造的潛力就很大。變頻控制的空壓機與工頻控制的空壓機相比，變頻控制系統所節約的能源是非常可觀的，對于不同用氣設備的不同需求，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。首先是因為變頻器的軟啟動功能，使空壓機的啟動電流小而節能;其次是空壓機加載時的，因供氣量的變化而改變電機轉速所得到的節能;最后是當用氣量極小時，導致空壓機卸載運行，變頻控制系統的空壓機在空載狀態時電機能耗也大大降低（20時/而n空壓機低于30kw）。 經查變頻曲線表（由空壓機廠家提供變頻器的試驗數據表）得知，使用變頻器控制時，空壓機加栽時的平均功率約為80kw。根據我們2的1年的實際數據，年運行時間為sllX）多小時，加載比例為45%，工頻加載時的平均功率為113kw，與工頻相比，變頻控制加載時年節電量為118800度，加載節電金額為77220元（每度電以0.65元計），空載時的年節電量為88000度（工頻空載時功率約為50kw，變頻空載時功率約為30kw），空載時年節電金額為57200元，年節約資金共計134420元。20m[sup]3[/sup]/min螺桿空壓機變頻改造的費用約為15萬左右，因此從理論上此改造是可行的。 2.2 降低了維護成本 由于采用了變頻控制系統，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，而正常運轉時轉動部分的轉速絕大部分時間低于額定轉速，各類相關電磁閥和氣動元件也降低了其工作頻率，延長了零部件的使用壽命。從而減少了空壓機的維護費用。 2.3 精確的壓力控制 變頻控制系統可以根據管網空氣系統的實際需求，精確地控制空壓機的輸出氣量。變頻控制系統是通過調整主電機的轉速來保持管網系統的壓力穩定，變頻控制系統完善的保護措施使壓縮空氣更加可靠。 2.4 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。 3 改造方案及設備運行 3.1變頻改造要求 根據原設備工況存在的問題，空壓機經變頻改造后應滿足以下要求: 1）電機變頻運行狀態保持儲氣罐出口壓力相對穩定，上下波動0.IMpa; 2）為了系統運行的可靠性，系統應具有變頻和工頻兩套控制; 3）變頻控制系統應采取閉環控制方式; 4）為了系統的穩定性，一臺02襯/而n螺桿空壓機運行在變頻方式，但兩臺空壓機可以相互進行變頻切換; 5）根據空壓機的轉矩特性，應選用恒轉矩變頻器; 6）在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運行時，應保證設備的正常潤滑。 3.2 改造方案 根據以上的改造要求，我們采用一套變頻控制系統（ABBASC以X）型通用變頻器），通過切換裝置轉換控制2臺20砰/而n螺桿空壓機（一臺變頻運行，另一臺可工頻運行）。控制回路仍采由原空壓機系統中的西門子57-2田型PLC控制，并在壓縮空氣總管路上安裝一只壓力變送器，輸出4一20fnA信號反饋至變頻器，與壓力設定值進行比較，經PID運算輸出控制信號給變頻器的驅動回路，調節電機的轉速及空壓機的加卸載，維持設定壓力的平衡，以達到恒壓供氣的目的見（圖1）。 [align=center] 圖 1[/align] 經過幾個月的實際運行和參數的多次修改，最終達到了滿意的控制效果。 3.3 運行效果分析 我們連續對6個月的耗電數據進行了統計比較，節電率達28%以上，年節約電費20萬元以上，在不到一年的時間內即可收回投資。 3.4 問題及處理 空壓機進行了變頻改造，運行兩年多也出現了其它的負面問題: 3.4.1 電機的冷卻風翼經常斷裂 經過多次查找原因得知，由于我們的空壓機的電機功率為132kw，電機的冷卻風翼采用金屬材質，空壓機經變頻改造后轉速經常變化，雖然將變頻器的加減速時間在允許的范圍內進行了延長，但仍經常發生風翼折斷的故障。最后決定采用獨立冷卻的方式，安裝一臺獨立的風扇對電機進行冷卻，此問題得到了根本解決。 3.4.2 空壓機油路系統過早出現積炭 空壓機主要是通過其換熱器將壓縮空氣降溫，由于我們的空壓機進行了變頻改造，空壓機的平均轉速降低，使用一定時間以后，壓縮機的冷卻盤管及油分離器的內壁上形成積炭，造成換熱器的換熱效果明顯下降。空壓機出現排氣溫度高報警，造成頻繁停機，影響正常生產。 我們選用空壓機廠家推薦的積炭清洗劑，清洗時將冷卻盤管拆下，加人積炭清洗劑浸泡2小時后（或通過專用泵循環50分鐘），用清水沖凈，再用壓縮空氣吹干，我們清洗后從冷卻盤管排除的積炭清洗劑變為黑褐色。油分離器打開頂蓋后發現內壁及底部均變為黑褐色，尤其底部嚴重，將積炭清洗劑倒人并反復用刷子刷洗，之后再用清水沖凈，用壓縮空氣吹干，并更換新的油分離器芯，加人新的潤滑油，開機運轉后“排氣溫度高”的故障消除。