螺杆式空气压缩机的加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在压阀减压至接近Pmin,这一过程同样也是一个耗能过程。
2)卸载时调节方法不合理所消耗的能量通常情况下,当压力达到Pmax 时,空压机通过关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法会造成很大的能量浪费,因为关闭进气阀使电机空转虽然可以使空压机不需要再压缩气体作功,但空压机在空转中还是要带动螺杆做回转运动,据测算,空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%耀15%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。换言之,该空压机10%的时间处于空载状态,在作无用功。
很明显,在加、卸载供气控制方式下,空压机电机存在很大的节能空间。
2.2.2 其他不足之处
1)靠机械方式调节进气阀,使供气量无法连续调节,当用气量不断变化时,供气压力不可避免地产生较大幅度的波动,从而使用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀,会加速进气阀的磨损,从而增加维修量和维修成本。
2)频繁采用打开和关闭放气阀,致使放气阀的耐用性得不到保障。
3 螺杆式空气压缩机改造方案的设计
针对原有供气控制方式存在的诸多问题,经过上述对比分析,应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时,可以把管网压力作为控制对象,压力变送器YB 将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值P0作比较,并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速器(VVVF),通过变频器控制电机的工作频率与转速,从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时,该方案可增加工频与变频切换功能,并保留原有的控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动,实现了软启动,避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
具体的控制系统流程图如图2所示。
4 空压机变频控制系统配置
4.1 JD-BP37-280F高压变频器
变频器的主要参数如表1 所列。
4.2 PID智能控制器
选北京金立石PID 智能控制器1 个,型号为XM808-6,单路输入为4~20 mA模拟信号,单路输出为0~5 V的电压信号,测量精度0.2%。
4.3 压力变送器
压力变送器(1 个)选北京虹润仪表有限公司的产品。型号为HRK 2S 1G 1F 2Y 5F3,0耀1.6 MPa,量程0~1.6 MPa,输出4~20 mA 的模拟信号,精确度0.5%FS。
5 项目改造