浅谈生产用空压机变频改造方案

机电设备IDIANSHEBE浅谈生产用空压机变频改造方案薛洪剑(中国一阿拉伯化肥有限公司066003)【摘要】可变频调速的空压机类产品已得到推广，为了节能和降低设备采购成本，探索将原加一卸载模式空压机设备改造为变频模式的可行方案，结合原电路和控制模式，提出具体方案，增加变频环节，使空压机变频运行。【关键词】空压机；变频；节能；加载；卸栽引盲变频技术在节能应用方面得到普遍推广，阿特拉斯·科普柯公司的VSD变频空压机已被证实与其它的空压机调节方式相比可以节省35％，甚至更多的电耗n1。中阿化肥公司现有多台该公司的非变频模式空压机，探索现有空压机进行变频改造具体方案被提上工作日程。1．空压机非变频模式和变频模式对比1．1空压机非变频模式本文非变频模式指的即是原加载一卸载控制模式伫]。生产用空气压缩机控制系统普遍采用后端管道上安装的压力继电器来控制空气压缩机的运行。当空压机出气口压力低于设定的压力值(即加载压力值)时，主电机满负荷运转，此时空压机排气量大于工艺需气量，出气口压力会逐步上升。压力调节器会控制进气阀内的活塞，部分关闭进气阀，使进气量与需气量趋于动态平衡。当出气口压力大于压力值P(即卸载压力值)时，压力调节器会使进气阀完全关闭，电机进入卸载工作状况，长时间处于卸载状态时控制器会根据程序设定关停设备。当管网压力值低于设定的P血时，空压机自动启动并开始加载。如此周而复始，加载／卸载控制方式使得压缩空气压力在一P间来回变化，运行图如下图1。图1空压机运行图(非变频模式)1．2空压机变频模式变频模式是指，变频调速系统以输出压力作为控制对象，由变频器、压力变送器、电机组成闭环恒压控制系统，工作压力值可由人机界面(操作面板)直接设置，现场压力由传感器来检测，转换成4—20mA电流信号后反馈到变频器，变频器通过内置PID进行比较计算，从而调节其输出频率，达到空压机恒压供气和节能的目的。根据工艺生产的实际需求，将管网压力始终维持在P和P一之间的某个压力设定值P。整个过程储罐压力都高于P(即加载压力值)。当长期用气很少时，随着出口压力的增大，变频器会降低频率，直至降低到最低工作频率(可取20Hz)，运行一段时间或出口压力达到某个值(可取卸载压力值P～)后，变频器停止输出，进入变频卸载区。空压机变频运行如图2：-66·圈2空压机运行图(变频模式)2．变频改造要求2．1继续保留非变频模式为了增加改造后系统的可靠性和安全性，继续保留非变频模式(即原工频加载一卸载控制模式)。当变频模式出现故障时，可以切换为非变频模式，恢复原空压机使用的控制方式和操作步骤及设备保护功能。具体指的是：1)空压机电机每次启动都采用星一角转换。2)后端管网压力变送器(编号为1}}，原空压机自带)测量压缩气管网压力实时值，比较该压力值与加载压力值P和卸载压力值P的大小来控制空压机加载或者卸载。3)控制操作，如启动、停止、手动，自动加载和卸载等，都在原空压机自带的微型控制器面板上操作。41空压机原有保护和报警由原空压机自带的微型控制器提供。5)空压机散热风机单独控制，在空压机加载工作时保持工频运行。2．2变频模式1)空压机电机由变频器启动和驱动。2)在后端管网同一点上新装了一个压力变送器(编号为2#，新装)测量压缩气管网压力实时值，将此信号传输如变频器，利用变频器PID控制功能来自动设定输出频率，使整个管网压力保持在压力设定值P，根据具体用气量进行设定，可随时调整。3)控制操作，如控制模式切换(变频／非变频模式)、压力设定值P的设定、超高压力值的设定(卸载压力值P)等，在新装变频柜的人机界面内设定。4)空压机的启动、停止、复位、急停等操作需要在原空压机自带的微型控制器面板上操作。5)原空压机自带的微型控制器提供的保护和报警继续保留有效。6)新作变频柜主要单元故障或报警信息由新装人机界面显示。7)人机界面显示管网压力、电机频率、电流、电机功率等参数。8)人机界面提供历史曲线，如管网压力曲线、电机频率2014年第05期