摘要 :分析了空壓機運行中改變供氣量方式存在 的問題,介紹了變頻技術在壓風 系統應用的優點、節電的原理和節電效果 。
關鍵詞 :空壓機;調節方式;變頻器;節電
壓風機是礦井重要的設備 ,其運轉時間長,配備電動機 功率大。因此 ,要求壓 風機性 能好 ,可靠性高 。盡管我們加強了 日常運行管理 ,減少泄漏 ,合理潤滑 ,定期維護 ,但其蘊藏的節能潛力仍未被充分挖掘出來 。以下對空壓機經濟運行 ,即以最少的電量得到合理的需風量作一探討 。
1 調節改變供氣方法分析
在以前的空壓機運行 中,均采用切斷進氣的調節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 的排氣量正好滿足用氣地點的要求時,儲氣壓力保持不變,若能維持這種狀態,當然最佳。但是實際上用氣量是隨時變化的,而且設計 時富余量大。因此 ,空壓機的排氣量都 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,當罐內壓力上升到設定壓力時 ,一般 采用 2種方法 :① 空壓 機卸荷運行 ,不產生壓縮氣體 ,電動機處于空載運轉 ,但其 電量仍為滿負載的 30% ~60% ,這部分 電能被白白廢掉;②停止空壓機的運行,但若無容積較大的儲氣罐 ,將會帶來電動機的頻繁啟動,而 電動機啟動電流大約是額定 電流的 4~7倍 ,對電網及其他用電設備沖擊較大 ,同時使空壓機的使用壽命縮短。
2 變頻技術的應用
近年來,變頻器調速技術得到了廣泛 的應用 ,其效率高,調速范圍寬,精度高,線性特性好 ,節電效果好 ,壓力穩定 ,對設備及電網無沖擊。使用變頻器調速可以保證在生產所需的最低壓力下運行 ,電動機的輸入功率大大下降,輔 以壓力閉環控制 ,實現空壓機的供氣壓力一轉速的動態匹配,減少了電動機的實際功率,達到了節能的目的。
(1)變頻器的控制方式。變頻器由變頻調速器 、壓力調節器及控制電路構成閉環 自動調節方式,當空壓機啟動后 ,用氣地點的用氣量增減時,設置在空壓機系統出口上的壓力傳感器將壓力信號傳遞給變頻器,來改變空壓機的轉速并調節供氣壓力,以達到恒壓供氣的目的。
(2)節電原理 。根據流體 力學 的原 理,供氣量與電動機的轉速成正比,而電動機輸入功率與轉速的3次方成正比,即:Q1/q2=n1/n2,P1/P2=(n1/n ) ,(Q為產氣量,n為轉速,P為功率)。因此,改變空壓機的轉速即可改變供氣量 。而改變轉速后,其輸入功率變化特別明顯,將 以3次方的速度下降。
例如 :當供氣量下降 80%,轉速也下降 80% ,而輸入功率則下降到原運行功率 的 51.2% ,減少了電動機的實際輸入功率,達到節電的目的。即電動機的轉速由供氣壓力來控制 ,壓縮機需要功率與電動機輸出功率相同。另外,空壓機停止 了空轉 ,不存在輕載運行,節電效果 明顯。
(3)控制要點。不改變原有的控制方式及結構 ,在變頻器停運的時候可以用原先的電控控制,接線簡單 ,不影響生產 (圖 1)。由于空壓機啟動為帶載啟動(內部有少量空氣),啟動和加減速運行要求變頻器反映迅速。因此 ,變頻器功率選擇要大于電動機的功率。
(4)使用變頻器的優點。實現空壓機的軟啟動,無峰值電流 ,啟動平穩 ,大幅度降低空壓機的噪音,運行平穩,空壓機的排氣量由電機的轉速來控制,氣缸內的閥片不再反復地開啟和關閉,延長空壓機的使用壽命,減少維護量,保證供氣壓力的恒定,提高了供氣質量 ,節約了大量的電能。