DQZHAN技術訊：淺析螺桿空壓機節能改造
通過對我公司現有空壓機加載、卸載情況進行分析，比較空壓機理想加載率相差較大，理論上有較大的節能提升空間。為此，我公司決定對目前使用的3臺空壓機通過變頻節能技術進行改造，一次投入15萬元，達到三臺空壓機每年節電20萬元，改造后使用效果良好。
關鍵詞螺桿空壓機;變頻;節能
1.前言
天材科技發展有限公司不銹鋼帶材車間2011年5月投產，現有的螺桿空壓機的規格是：功率為110KW、(一般情況)，按現在的加載率約為60%左右，共3臺機器，為兩用一備輪換使用。目前，公司距離空壓機理想加載率見(表1)：90%，實際相差40%，(公司目前部分班組一班制)，理論上節能空間較大。因此，大約40%的電能白白浪費掉了。為節省能源，公司于2013.3對其進行改造。
2.空壓機使用現狀及變頻改造的必要性
2.1空載損耗
生產上不管用氣多少，普通螺桿機從上班到下班一直如此，雖然氣壓打滿后儲氣罐會卸載運行，但卸載運行時機組仍有40-50%的空載損耗，如果采用變頻技術空壓機不存在卸載，也就不存在空載浪費。
一般情況下空壓機的實際用氣量會小于機組的額定產量，有的是因為購買時考慮的余量，有的是因為局部時間只用一部分的氣，有的是因為生產上淡旺季的問題等等，這樣的狀況會多供少用屬于“用不完”。因此空載損耗時的電就白白浪費了。
2.2高壓低用
“高壓低用”這也很浪費，就像“用不完”一樣。普通螺桿機始終8kg頻繁加卸載工作，實際也就只用了6kg，那么多出來的2kg頻繁爬升會讓機組多消耗14%(每爬升lkg多耗7%的電流)。按頻繁爬升時間累計是30%，這樣普通的空壓機會因30%的頻繁加載多浪費電。同樣如果是變頻空壓機它始終保持6kg不變的供氣，那么也就不存在這2kg的爬升損耗了。
3變頻改造節能原理
將供氣管道壓力作為調控參數，通過壓力變送器(或遠傳壓力表)將壓力信號轉換為4-20mA(或0-5V)直流信號，送入變頻器內的PID調節器，與壓力設定信號比較，其差值由調節器作PI運算，輸出信號送給變頻器，隨時調整變頻器的輸出頻率，控制電機轉速，維持管道壓力穩定在設定的壓力值上。若管道壓力發生變化將自動進行調節。例如，當用氣量減少，管道壓力增加時，調節過程是：變送器信號大于設定信號，調節器輸出減少，變頻器輸出頻率降低，電機轉速下降，壓縮機風量減小，使管道壓力減小。由于其調控過程較快，短時間內，變換器信號和壓力給定信號便處于動態平衡狀態，從而維持了變頻器輸出頻率穩定，實現了恒壓供氣，使空壓機始終處于節電運行狀態。
設計時，根據電機容量(250KW/380V)選用一臺富凌變頻器，采用PID調節母管定壓控制方式。該系統在設計時，從**角度考慮，在保留原工頻系統情況下，增加變頻系統，做到了工頻變頻互鎖切換。通過外部控制電路，使空壓機起停操作步驟仍然如前，操作簡單，**可靠。在供氣管道上安裝壓力傳感器，通過壓力來控制變頻器的轉速。
5.變頻改造后性能良好
5.1變頻改造后空壓機更節能
我司空壓機單臺功率110KW,加載和卸載方式多為星角啟動，時間短啟動電流大，同時對設備沖擊較大，不光引起電源電壓波動，同時加劇設備磨損，降低使用壽命。空壓機的加卸載是空壓機運行工況的一種重要性能，加載時間和卸載時間是空壓機運行的重要參數。變頻改造后縮短了系統的加卸載時間，從而節約電能。
5.2變頻改造后可延長空壓機使用壽命
能夠使電機實現軟起軟停，減少啟動沖擊，延長設備使用年限，同時由于電機運行頻率可變，實現了根據用氣量大小自動調節電機轉速，減少了電機頻繁加載卸載，使系統壓力恒定，同時節約了電能。
6.結論
6.1實現空壓機的軟啟動，無峰值電流，啟動平穩;
6.2大幅度降低壓縮機系統的噪聲;
6.3自動控制，簡便高效，可靠和自保護，無需專人看護;
6.4運轉平穩，延長壓縮機系統壽命，減少維護量;
6.5保證供氣壓力恒定，提高供氣質量;
6.6大量節約電能。變頻改造3臺空壓機，一次投入15萬元，節省電費20萬元/年，使空壓機的使用更加合理，能為企業發揮更大的作用。
6.7改造完成后空壓機的運行參數會在控制柜上顯示空壓機的參數。包括機器的加載率等數值一目了然。
