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前言
一、空壓機工作原理簡述：
工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉子(或稱螺杆)在(zai)氣(qi)缸(gang)內(nei)轉(zhuan)動(dong)，使(shi)轉(zhuan)子(zi)齒(chi)槽(cao)之(zhi)間(jian)的(de)空(kong)氣(qi)不(bu)斷(duan)地(di)產(chan)生(sheng)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)容(rong)積(ji)變(bian)化(hua)，空(kong)氣(qi)則(ze)沿(yan)著(zhe)轉(zhuan)子(zi)軸(zhou)線(xian)由(you)吸(xi)入(ru)側(ce)輸(shu)送(song)至(zhi)輸(shu)出(chu)側(ce)，實(shi)現(xian)螺(luo)杆(gan)式(shi)空(kong)壓(ya)機(ji)的(de)吸(xi)氣(qi)、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位於殼體的兩端，陰轉子的槽也陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。
原空壓機的主電機運行方式為星-角或自藕減壓起動重於後全壓運行。具體操作程序為：按(an)下(xia)啟(qi)動(dong)按(an)鈕(niu)，控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)接(jie)通(tong)啟(qi)動(dong)器(qi)線(xian)圈(quan)並(bing)打(da)開(kai)斷(duan)油(you)閥(fa)，空(kong)壓(ya)機(ji)在(zai)卸(xie)載(zai)模(mo)式(shi)下(xia)啟(qi)動(dong)，這(zhe)時(shi)進(jin)氣(qi)閥(fa)處(chu)於(yu)關(guan)閉(bi)位(wei)置(zhi)，而(er)放(fang)氣(qi)閥(fa)打(da)開(kai)以(yi)排(pai)放(fang)油(you)氣(qi)分(fen)離(li)器(qi)內(nei)的(de)壓(ya)力(li)。等(deng)降(jiang)壓(ya)2秒miao後hou空kong壓ya機ji開kai始shi加jia載zai運yun行xing，係xi統tong壓ya力li開kai始shi上shang升sheng。如ru果guo係xi統tong壓ya力li上shang升sheng到dao壓ya力li開kai關guan上shang限xian值zhi，即ji起qi跳tiao壓ya力li，控kong製zhi器qi使shi進jin氣qi閥fa關guan閉bi，油you氣qi分fen離li器qi放fang氣qi，壓ya縮suo機ji空kong載zai運yun行xing，直zhi到dao係xi統tong壓ya力li跌die到dao壓ya力li開kai關guan下xia限xian值zhi後hou，即ji回hui跳tiao壓ya力li下xia，控kong製zhi器qi使shi進jin氣qi閥fa打da開kai，油you氣qi分fen離li器qi放fang氣qi閥fa關guan閉bi，壓ya縮suo機ji打da開kai，油you氣qi分fen離li器qi放fang氣qi閥fa關guan閉bi，壓ya縮suo機ji滿man載zai運yun行xing。
二、原係統工況存在的問題
1、 主電機雖然星-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、 主電機時常空載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重。
3、 主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。
4、 主電機工頻起動設備的衝擊大，電機軸承的磨損大，所以設備維護工作時對機械量大。
變頻改造方案：
一、 節能原理及效果
我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)，用(yong)調(tiao)整(zheng)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)的(de)方(fang)法(fa)同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)調(tiao)整(zheng)供(gong)氣(qi)量(liang)。由(you)於(yu)空(kong)壓(ya)機(ji)基(ji)本(ben)上(shang)屬(shu)於(yu)恒(heng)轉(zhuan)矩(ju)負(fu)載(zai)，用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)的(de)方(fang)法(fa)調(tiao)整(zheng)供(gong)氣(qi)量(liang)能(neng)使(shi)電(dian)機(ji)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)基(ji)本(ben)與(yu)轉(zhuan)速(su)（供氣量）成正比關係，達到很好的節電效果。兩種調節方法用電情況如圖1所示。
我們采用具有矢量控製功能的AMB變頻器，可使電機在低速時也能提供滿足負載需要的轉矩。同時，AMB變頻器的自動節能模式，可使電機在滿足負載轉矩要求下以最小電流運行，達到更好的節電效果。
采用恒壓供氣變頻控製係統所帶來的效果如下：
（1）、出(chu)氣(qi)口(kou)釋(shi)放(fang)閥(fa)全(quan)部(bu)關(guan)閉(bi)，取(qu)消(xiao)用(yong)出(chu)氣(qi)口(kou)釋(shi)放(fang)閥(fa)調(tiao)節(jie)供(gong)氣(qi)量(liang)方(fang)式(shi)，以(yi)避(bi)免(mian)由(you)此(ci)導(dao)致(zhi)的(de)電(dian)能(neng)浪(lang)費(fei)。代(dai)之(zhi)以(yi)變(bian)頻(pin)器(qi)調(tiao)整(zheng)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)來(lai)調(tiao)整(zheng)氣(qi)體(ti)流(liu)量(liang)，使(shi)電(dian)機(ji)輸(shu)出(chu)的(de)功(gong)率(lv)與(yu)流(liu)量(liang)需(xu)求(qiu)基(ji)本(ben)上(shang)成(cheng)正(zheng)比(bi)關(guan)係(xi)（如圖1所示），始終使電機高效率工作，以達到明顯的節電效果。例如當用氣量是額定供氣量的50%時，節電率可達40%以上；
（2）、利用變頻器的節能模式，可使電機在輕載時以最高效率運行，減少不必要的電能損耗；
（3）、根據嚴格的EMS標準，高效的PWM變頻器使用高速低耗的IGBT，降低諧波失真和電機的電能損失。
（4）、可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何衝擊；可使電機實現軟停，避免反生電流造成的危害，有利於延長設備的使用壽命；避免因電流峰值帶來的電力公司的罰款；
（5）、采用變頻控製係統後，可以實時監測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產效率和產品質量；
（6）、由於電機在高效率狀態下運行，功率因數較高，降低了無功損耗，節約了大量電能（如圖2所示）。
（7）、保存原釋放閥係統，在必要時可參加調節，增強係統的可靠性。
總之，采用恒壓供氣智能控製係統後，不但可節約30～40%的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，並可實現"恒壓供氣"的目的，提高生產效率和產品質量。
三、變頻改造方案設計原則
如圖所示：
根據原工況存在的問題並結合生產工藝要求，空壓機變頻改造後係統應滿足以下要求：
1、 電機變頻運行狀態保持儲氣罐出口壓力穩定，壓力波動範圍不能超過±0.02Mpa。
2、 係統應具有變頻和工頻兩套控製回路。
3、 係統具有開環和閉環兩套控製回路。
4、 一台變頻器能控製兩台空壓機組，可用轉換開關切換。
5、 根據空壓機的工況要求，係統應保障電動機具有恒轉矩運行特性一。
6、 為了防止非正弦波幹擾空壓機控製器，變頻器輸入端應有抑製電磁幹擾的有效措施。
7、 在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運行時，應保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的範圍。
8、 考慮到係統以後擴展問題，變頻器應滿足將來工況擴展的要求。
四、變頻器的選型
根據上述原則，經過多方調研、比較，最後我們選擇安邦信公司生產的G9係列通用型變頻器，使該係統能夠滿足上述工況要求。
1、G9變頻器的頻率精度：數字設定為±0.01%；模擬設定為±0.2%。可使壓力波動範圍滿足設計要求。
2、係統設計了變頻和工頻兩套主回路。
3、係統設計了閉環與開環兩套控製回路。
4、使用轉換開關可使變頻器任意控製兩台空壓機組中的一台。
5、 G9型變頻器適用恒轉矩特性負載，該變頻器還具有轉矩補償和提升的功能。
6、 在該變頻器上端加裝輸入電抗器，有效的抑製了變頻器對電網的幹擾。
7、 在該變頻器下端加裝輸出電抗器，保障了低頻運行時電機溫度噪音不超過允許範圍。
五、改造方案原理
由變頻器，壓力變送器、電機、螺旋轉子組成壓力閉環控製係統自動調節電機
轉速，使儲氣罐內空氣壓力穩定在設定範圍內，進行恒壓控製。
反饋壓力與設定壓力進行比較運算，實時控製變頻器的輸出步，從而調節電機轉速，使
儲氣罐內空氣壓力穩定在設定壓力上。
六、空壓機變頻改造後的效益
1、節約能源
變頻器控製壓縮機與傳統控製的壓縮機比較，能源節約是最有實際意義的，根據空氣量需求來供給的壓縮機工況是經濟的運行狀。
2、運行成本降低
傳統壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動後對設備的衝擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
3、提高壓力控製精度
bianpinkongzhixitongjuyoujingquedeyalikongzhinengli。shiyasuojidekongqiyalishuchuyuyonghukongqixitongsuoxudeqiliangxiangpipei。bianpinkongzhiyasuojideshuchuqiliangsuizhedianjizhuansudegaibianergaibian。youyubianpinkongzhidianjisududejingdutigao，suoyitakeyishiguanwangdexitongyalibianhuabaochizai3pisg變化範圍，也就是0.2bar範圍內，有效地提高了工況的質量。
4、延長壓縮機的使用壽命
變頻器從0HZ起動壓縮機，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對壓縮機的電
器qi部bu件jian和he機ji械xie部bu件jian所suo造zao成cheng的de衝chong擊ji，增zeng強qiang係xi統tong的de可ke靠kao性xing，使shi壓ya縮suo機ji的de使shi用yong壽shou命ming延yan長chang。此ci外wai，變bian頻pin控kong製zhi能neng夠gou減jian少shao機ji組zu起qi動dong時shi電dian流liu波bo動dong，這zhe一yi波bo動dong電dian流liu會hui影ying響xiang電dian網wang和he其qi它ta設she備bei的de用yong電dian，變bian頻pin器qi能neng夠gou有you效xiao的de將jiang起qi動dong電dian流liu的de峰feng值zhi減jian少shao到dao最zui低di程cheng度du。
5、低了空壓機的噪音
根據壓縮機的工況要求，變頻調速改造後，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空
壓機運行時的噪音。現場測定表明，噪音與原係統比較下降約3至7分貝。
投資分析
1、項目費用
空壓機節電改造費用為：XXXXXX元
2、投資回報分析
製瓶車間單台空壓機改造前每月用電約為：
160KW×24小時/天×30天/月×0.8=XXXXKWH
空壓機機節電率可達:20-30%之間波動，月均值在：25%；電費價格為0.52元XXX/KWH 則:
空壓機每月節電電費：XXXXWH×25%×XX元/KWH=XXX元
投資回報期=投資總額/每月節約金額=XXXX≈21個月
節電改造投資在XXXX個月內收回全部收回。
結束語
suizhebianpinqiyingyongpujishidaidelailin，jiangbianpinqideyingyongkuozhandaochuantongkongyajigaizaodelingyu，bujinkuodalebianpinqideyingyongshichang，erqieweikongyajidezhizaoyeyetichulexindeketi。yujizaibuyuandejianglai，youyubianpintiaosujishudejieru，kongyajijiangzhenzhengdijinrujingjiyunxingshidai。
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