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    變頻調速技術在空氣壓縮機系統中的應用
    更新時間:2020-11-12 發布:www.flysailer.com

    1、概述

    交流調速技術是電力電子技術、微電子技術、自動控制技術等多門學科相連系成長的產物,基來源根基理是經由過程年夜功率電子開關器件及智能控制技術將電網的工頻交流電經過整流、逆變等進程,將固定頻率的交流電變為頻率可調的交流電,用來拖動電念頭等負荷,從而可以實現對電念頭的無級調速。現在上許多進步前輩國家年夜多采用此技術。此技術已成型,成長也比力快。交流調速技術有以下顯著的點:1、輸出功率可以接連調理,可以實現電念頭無級調速。2、功率因數高,哄騙率高,節能果顯著。⑴有發無功功率的能力,不用耗電網上的無功。⑵穩壓性能好。如裝備在額定功率下運行,能電念頭在額定電壓下運行,從而避免了因電壓高(低)對機電所釀成的風險。⑶在電念頭的負荷低于額定功率時,它可以憑據給定值來調整電念頭的輸出功率。3、對電網電壓波動有很年夜的順應能力,并能年夜年夜削減系統對電網的污染。(經過盡一年來的運行,我單元的兩臺ME工控制計較機從沒有由于變頻系統而影響自己的正常運行)。4、可調范圍(頻率可在0Hz~400Hz之間進行調理)寬,可以實現年夜范圍調速,并能很硬的輸出特征,而且動態響應特征好,調速精度高。適用于各類壓力、溫度、速度、流量的控制。5、采用智能化控制,有完善的庇護性能,使用平安靠得住,操作簡利便。而且具有機電啟動運行所需要的電氣庇護。6、啟動、遏制平穩,極年夜地緩和了對電念頭的沖擊,使電念頭能夠平穩地加速或減速,從而避免了驟然啟動或驟然遏制所釀成的損害,年夜年夜延長了電念頭及整套機組的使用壽命。除此之外,更兼其體積小、重量輕、通用性強的特點,是以,變頻調速技術越來越普遍的運用于工生產領域。這將極年夜地工生產領域的自動化水平,從而可以實現增產節能的目的。

    2、變頻技術的運用范圍

    現今,許多進步前輩國家都在年夜范圍地運用變頻技術,它們生產的交流接觸器自己具有變頻能力。低壓電念頭從0.75KW~800KW都能運用變頻技術,從而到達合理控制電念頭的負荷輸出,到達節能的目的。在高壓裝備上變頻技術的運用比力少,一是由于高壓裝備功率年夜、電壓高,需要用的變壓器和變頻器,而且變頻器的耐壓品級的要合適高壓裝備的要求,成本很高,晦氣于普遍地推行運用。二是高壓裝備年夜多采用無功抵償的方式來裝備的功率因數,所以國外的高壓裝備基本不采用變頻技術。

    3、國內變頻技術的運用狀態

    我們國內的變頻技術起步較晚,運用的很不普遍。國內生產變頻裝備的技術能力有限,達不到正常生產要求,現在我們所用的變頻裝備年夜多從美、日、德等國引進,成本比力高,加上人們對變頻技術的運用其實不十分領會,所以造成了我國變頻技術運用不普遍的現象。我國今朝的變頻技術正處于推行運用階段。在不遠的未來,我們的變頻運用技術將會在工生產中年夜顯身手,到達增收節能的目的。

    4、空壓機變頻技術的提出

    我們單元的裝備用氣系統在九七年11月份之前一直采用四臺柳州第二空壓機廠生產的空氣壓縮機,其電念頭劃分為37KW的兩臺、22KW的兩臺。以工場自動控制用的壓縮空氣。該裝配自投產以來,正常以兩臺空壓機運行,(一臺電念頭為37KW,一臺電念頭為221KW),空壓機的加、減載進程由機械加、減載閥控制,兩臺機加、減載控制壓力不能相差太年夜,當有一臺略欠好用(減載失靈)的情況下,將造成壓縮機持久加載運行,因一臺壓縮機達不到生產的需要,兩臺壓縮機同時加載運行,將會造成儲罐壓力升高。為避免這類情況的發生,需要經常對儀表風儲罐進行放空,這對機械與電氣運行都很晦氣,即浪費了電能,又增加了裝備檢修的周期。當壓縮機的加載失靈時,將會造成壓力下降,直接影響整個裝配的正常運行,同時又增加了崗位工人的勞動強度。憑據上述情況,在參考有關技術資料的條件下,我們提出了在空壓站安裝一套變頻調速裝配的設想,對兩臺22KW的機電進行調頻控制,以知足節能降耗的要求,此設想獲得了分公司向導的年夜力支持,很快付諸于實施。

    5、空壓機工藝系統流程圖

    6、系統控制方案的選擇

    該系統有三種控制方案,它們劃分為強手動、手動和自動。強手動主要是為了在發鬧事故時,變頻器、編程控制器等自動裝備泛起故障或檢修時,為了生產的正常運行而接納的一種預防措施。手動調頻方式是在現場調試或壓力傳感器泛起故障閉環控制回路被斷開而接納的一種調理方式,是一種開環控制系統。其控制框圖如圖一所示,這類控制方式使機電在一個定常頻率下工作(其頻率設定值是一個經驗值)當裝配的用風量基本不變時,這類工作方式仍是可以的,但泛起用風量波動較年夜時,這類工作方式顯得無能為力了,在正常的情況是自動調頻方式。這是一種閉環控制環節。其控制框圖如圖二所示。
    圖二

    7、系統操作說明


    圖三強手動運行的操作方式圖三為變頻控制柜盤面示意圖。在三種控制方式中,強手動的先級別高。當進行強手動操作時,應首先打開柜門將K1開關合上(正常情況下該開關是打開的,只有選擇強手動運行方式時才合上此開關),然落后行面板操作(如圖三所示),強手動的操作按鈕為黑框內的按鈕,此時其他按鈕操作無。具體的操作方式以下:按下強手動按鈕,這時候強手動指示燈亮。1、選摘要起動的機電,按下響應的按鈕(此按鈕為自保按鈕,按下后凹下)機電起動,響應的運行指示燈亮。2、若是將該機電停運,只需要再次按動此按鈕,使按鈕彈起,機電即可遏制運行。自動調頻工作方式自動調頻方式是正常的工作方式,這時候整個系統組成一個閉環自動調理系統(見圖二),能自動調理空壓機的工作情況,連結儀表風儲罐內的壓力連結在設定值上。其具體的操作方式以下:1、按下自動操作方式按鈕,響應的指示燈亮,此時系統處于自開工作方式。2、選摘要起動的機電,按下響應的按鈕(此按鈕是點動式)機電起動,響應的指示燈亮。3、若是將該機電停運,按下響應的遏制按鈕,機電即可遏制運行,響應的指示燈熄滅。注重事項:由于三號、四號機是受統一變頻器控制的,這兩臺機電不能同時工作,兩者之間是互鎖的關系,即當一臺機運行時,另外一臺機將沒法起動。在運行中切換時,機電遏制要有一按時間的延時(約12秒),要等到該機電運行指示燈熄滅后,才能起動另外一臺機電。手動調頻工作方式手動調頻時,系統處于開環工作方式(如圖一所示),空壓機的工作情況是工錢設定的。其具體的操作方式以下:1、按下手動操作方式按鈕,響應的指示燈亮,此時系統處于手開工作方式。2、選摘要起動的機電,按下響應的按鈕(按鈕是點動式)機電起動,響應的指示燈亮。3、若是將該機電停運,按下響應的遏制按鈕,機電即可遏制運行,響應的指示燈熄滅。注重事項:手動調頻時,頻率不能低于30Hz,否則將由于機電的轉速太低、電流過年夜而燒毀電念頭。在自動調頻控制時,我們設定的低頻率也是不低于30Hz的。系統在正常運行時(自動或手動),當泛起故障時,系統會自動停機,以庇護電念頭,同時報警燈閃灼報警,只有按下故障復位按鈕后,機電才能重新起動。

    8、變頻前耗能情況與變頻后耗能情況的比力

    變頻前耗電計較:(37 22)KW×24小時×0.75率=1062KW/日全年按330天計較:1062KW×330=350460KW.h350460×0.39=1,36679.40元安裝變頻器以后數據統計表時間頻率Hz電壓V電流A04年11月3日1時34.620039.504年11月3日2時36.923539.504年11月3日3時39.1526039.504年11月3日4時40.1527139.504年11月3日5時4027039.504年11月3日6時42.229439.504年11月3日7時45.53304004年11月3日8時35.72223804年11月3日9時33.752223804年11月3日10時33.652003704年11月3日11時33.41973904年11月3日12時33.72003904年11月3日13時33.61993704年11月3日14時34.82123904年11月3日15時35.722238時間頻率Hz電壓V電流A04年11月3日16時37.72443704年11月3日17時37.62433904年11月3日18時37.62433804年11月3日19時382483804年11月3日20時37.62433704年11月3日21時37.62433704年11月3日22時37.62433904年11月3日23時37.62433904年11月4日0時42.12933804年11月4日1時42.42963804年11月4日2時41.62873904年11月4日3時42.152933904年11月4日4時422923704年11月4日5時412813804年11月4日6時41.22833804年11月4日7時42.42963804年11月4日8時46.53413704年11月4日9時433033904年11月4日10時41.42853904年11月4日11時39.226138時間頻率Hz電壓V電流A04年11月4日12時39.52643904年11月4日13時392603904年11月4日14時39.52643904年11月4日15時41.72883704年11月4日16時44.23163804年11月4日17時44.53193904年11月4日18時37.52423804年11月4日19時39.252613804年11月4日20時40.12713704年11月4日21時42.62983904年11月4日22時45.63313804年11月4日23時46.233838說明:1、統計表的數值為一小時的平均值(每小時抄表四次)。2、調頻頻率在50Hz~36Hz時,頻率每下降1Hz電壓將下降11V。3、調頻電流基本不變。4、經過計較這兩天的平均頻率為37.88Hz;平均電壓為254V。l投進變頻前與投進變頻后相比,22KW機電每小時可節電1.732×U1×I1-1.732×U2×I2=1.732×380×39-1.732×254×39=8.51KW.h每一年按330天計較,可結余電量:330×24×8.51=67399KW.h勤儉費用67399×0.39=26285.60元式中:U1—變頻前電壓I1—變頻前電流U2—變頻后電壓I2—變頻后電流照此計較,在兩年內即可收回變頻器投資。經由過程上述論證,該變頻器投進運行以后,到達了生產裝配所需的供風量和供風壓力,基本取消了因機械引發的加減載工作,削減了崗位工人的勞動強度,并勤儉了一定的能源。

    9、今朝存在的待解決的問題

    變頻技術在我國尚處于推行運用階段,需要解決的問題有:1、增強對變頻技術的熟悉,以便在更年夜的領域內運用此技術。2、增強維修人員的培訓工作,改變那種變頻器泛起故障缺少維修人員的狀態。3、加速變頻器國產化的速度,以勤儉性投資過年夜的問題。

    10、變頻技術在本站的運用前景

    變頻調速技術做為現代技術,它適用于集中控制、渙散控制的儀表風供風系統和輸出以壓力旌旗燈號為基準的氣體或液體控制。在我們公司的生產裝配中,它可以運用到釬焊裝備用氣上,較好地解決釬焊1、2、3、4、5、6號爐的用氣控制問題和車間內用氣控制問題,使之即能到達解決生產中氣壓控制的問題,又勤儉了一定的電能,同時也下降了裝備的維修費用。是以說變頻調速技術是具有廣漠成長前景的現代技術。附:空壓機變頻調速控制系統電路圖
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