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螺桿空壓機改造方案

發布于2016-10-19     文章來源:企業    瀏覽次數:

工作原理
    螺桿式空壓機整個工作原理流程圖如下:
傳統空壓機系統組成
    在傳統空壓機控制系統中,主電機一般采用“Y-△”啟動方式,靠后端出氣管道上安裝的壓力變送器來控制空氣壓縮機的壓力。空壓機啟動時,主電機先進行
“Y-△”啟動,此時加載電磁閥未打開,空壓機處于“卸載”狀態,待“Y-△”完成后,根據系統設定延時時間(譬如10s),加載電磁閥打開,空壓機“加載”運行。“加載”運行過程中,如果后端設備用氣量較大,壓力傳感器檢測壓力值達不到“卸載壓力”值,則加載電磁閥持續動作,空壓機會一直保持“加載”狀態。如果后端設備用氣量變小,壓力傳感器檢測壓力值慢慢增大,達到“卸載壓力”值,則系統控制加載電磁閥關閉,空壓機進入“卸載”狀態。
    當空壓機連續運行,潤滑油溫度會升高,當溫度達到一定程度時,油溫風機開始運行,用于降低油溫。風機運行一段時間,潤滑油溫度下降,則自動停止。一般來說,控制系統會設定油溫風機的工作溫度范圍為:75℃~85℃。
    傳統的螺桿式空壓機控制系統存在一些明顯的技術弱點:
    (1)啟動電流沖擊大;
      啟動方式雖為
“Y-△”降壓啟動,但啟動沖擊電流仍然會達到額定電流3倍以上,對電網沖擊大,易造成電網不穩,并影響其它用電設備的運行安全。
    (2)加、卸載供氣控制方式嚴重浪費能源;
      空壓機加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力一直在Pmin~Pmax之間來回變化,其中Pmin為能夠保證用戶正常工作的最低壓力值;Pmax為設定的最高壓力值。結合空壓機的加、卸載原理分析,傳統空壓機控制方式下,能量浪費主要體現在三個方面:
      a.壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量;
      b.減壓閥減壓時消耗的能量;
      c. “卸載”運行時,主電機一直處于空載狀態消耗的能量。
    (3)供氣壓力穩定性差,生產工藝難保證。
      傳統的控制方式,為避免供氣不足,供氣壓力會較需求值偏高一些,這樣會增大成本和能耗。另外,在一些用氣量偏小,用氣頻率低的場合,空壓機系統會進行頻繁的“加載”和“卸載”操作,這樣就很難保證氣壓精度。
工藝要求
    螺桿式空壓機變頻調速系統主要是針對主電機進行控制,油溫風機的控制需求相對較少,具體工藝要求如下:
    (1)啟動力矩大;
    (2)啟動平穩,沖擊小;
    (3)內置PID控制功能,滿足系統恒壓控制要求;
    (4)過載能力強;
    (5)系統穩定性高,EMC特性好。
應用方案
    以某品牌30kW工頻螺桿式空壓機改造現場為例,來介紹G1系列矢量型通用變頻器在空壓機行業的應用。
1.  原有系統采用
“Y-△”啟動,變頻改造后電氣原理圖如下:
    工、變頻改造注意事項:
    (1)壓力傳感器信號:原有系統中壓力傳感器信號只接入空壓機控制器,改造后,需要壓力傳感器信號作為PID控制的反饋信號,所以需要將壓力傳感器信號(4~20mA)串聯接入控制器和變頻器模擬電流輸入端AI1;
    (2)變頻器啟動信號:在保留原有
“Y-△”啟動電路的前提下,變頻器啟動信號取自“△”接觸器“NO”點,已保證待“Y-△”完成后再啟動變頻器;
    (3)原有系統中的變壓器輸入側電源、油溫風機電源、相序檢測電路:變頻器接入原有系統后,需要將上述涉及到的線路全部移至變頻器輸入電源側。
系統參數設置:
    現場空壓機主電機:30kW 380V 59A 50Hz 975r/min,根據現場情況,選擇華遠G1系列矢量型通用變頻器,1:1匹配即可。

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