Program konwersji częstotliwości i oszczędzania energii w sprężarce powietrzaRozwiązanie

I. Krótkie wprowadzenie do zasady działania sprężarki powietrza

Para wirników Yin i Yang (lub śrub) równoległych do siebie obraca się w cylindrze, dzięki czemu powietrze pomiędzy zębami wirnika w dalszym ciągu wytwarza okresowe zmiany objętości, a powietrze wzdłuż osi wirnika jest transportowane z układu ssącego stronie do strony tłocznej, aby osiągnąć cały proces ssania, sprężania i wydechu sprężarki śrubowej. Wlot i wylot powietrza sprężarki powietrza znajdują się odpowiednio na obu końcach płaszcza, a szczelina wirnika Yin i zęby wirnika Yang są obracane przez główny napęd silnika. Moc głównego silnika oryginalnej sprężarki powietrza wynosi 45 kW, w sumie trzy jednostki. Tryb pracy: Przyjmuje tryb pracy dekompresji △-Y, a następnie działa z pełnym ciśnieniem. Specyficzne procedury operacyjne: po naciśnięciu przycisku start układ sterujący włącza cewkę rozrusznika i otwiera łapacz oleju. Sprężarka powietrza uruchamia się w trybie odciążenia, gdzie zawór wlotowy znajduje się w pozycji zamkniętej, a zawór upustowy jest otwarty w celu rozładowania ciśnienia w separatorze oleju i gazu. A po obniżeniu na 2 sekundy sprężarka powietrza zaczyna pracować pod obciążeniem, a ciśnienie w układzie zaczyna rosnąć. Jeśli ciśnienie w sprężarce powietrza jest niewystarczające, należy uruchomić drugą sprężarkę, a jeśli ciśnienie w drugiej sprężarce powietrza jest nadal niewystarczające, należy uruchomić trzecią. Jeżeli ciśnienie w układzie wzrośnie do górnej granicy presostatu, tj. ciśnienia poboru, sterownik zamyka zawór, następuje separacja oleju i gazu, a gaz zostaje wydmuchany. Sprężarka powietrza pracuje bez obciążenia, dopóki ciśnienie w układzie nie spadnie poniżej dolnej granicy wyłącznika ciśnieniowego, tj. ciśnienia odbicia. Sterownik otwiera zawór wlotowy, a zawór upustowy separatora oleju i gazu zamyka. Sprężarka powietrza jest otwarta, a zawór odpowietrzający separatora oleju i gazu jest zamknięty. Sprężarka powietrza pracuje z pełnym obciążeniem. 

II. Istniejące problemy w oryginalnym systemie

1. Chociaż główny silnik przyjmuje tryb rozruchu z dekompresją △-Y, prąd podczas uruchamiania jest nadal duży, co będzie miało wpływ na stabilność sieci i bezpieczeństwo pracy innych urządzeń elektrycznych.

2. Główny silnik często pracuje bez obciążenia, co prowadzi do poważnych strat energii.

3. Główny silnik pracujący z częstotliwością sieciową powoduje duży hałas podczas pracy sprężarki powietrza.

4. Główny silnik pracuje z częstotliwością sieciową, co powoduje duży wpływ na sprzęt i duże zużycie mechaniczne silnika, co prowadzi do dużej liczby dużych prac konserwacji mechanicznej.

III. Program modernizacji konwersji częstotliwości

1. Zasada programu modernizacji

Układ kontroli ciśnienia w zamkniętej pętli składający się z przetwornicy częstotliwości, przetwornika ciśnienia, silnika i wirnika spiralnego automatycznie dostosowuje prędkość silnika, tak aby ciśnienie powietrza wewnątrz zbiornika ustabilizowało się w ustawionym zakresie, aby osiągnąć stałą kontrolę ciśnienia. Ciśnienie sprzężenia zwrotnego jest porównywane z ciśnieniem ustawionym w celu sterowania mocą wyjściową przetwornicy częstotliwości w czasie rzeczywistym w celu dostosowania prędkości silnika, tak aby ciśnienie powietrza w zbiorniku mogło zostać ustabilizowane na ustawionym poziomie.

2. Zasady projektowania programu modernizacji konwersji częstotliwości

Zgodnie z istniejącymi problemami w pierwotnym stanie roboczym i w połączeniu z wymaganiami procesu produkcyjnego, układ sprężarki powietrza po modernizacji polegającej na konwersji częstotliwości spełnia następujące funkcje:

(1) Wydajność zbiornika jest stabilna, gdy silnik napędzany jest przez przetwornicę częstotliwości, a zakres wahań ciśnienia nie może przekraczać ± 0,02 MPa;

(2) System powinien mieć dwa zestawy pętli sterowania, w tym częstotliwość zmienną i częstotliwość zasilania;

(3) System ma dwa zestawy pętli sterowania, w tym pętlę otwartą i pętlę zamkniętą;

(4) Falownik sprężarki powietrza może sterować trzema częściami sprężarki powietrza;

(5) Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi warunków pracy sprężarki powietrza, system powinien zapewniać pracę silnika o stałym momencie obrotowym ;

(6) Aby zapobiec zakłóceniom fal niesinusoidalnych w sterowniku sprężarki powietrza, wejście przetwornicy częstotliwości powinno posiadać skuteczne środki tłumiące zakłócenia elektromagnetyczne;

(7) W przypadku małej ilości gazu zarówno temperatura uzwojenia silnika, jak i hałas silnika nie przekraczają dopuszczalnego zakresu, gdy przetwornica częstotliwości pracuje z niską częstotliwością.

(8) Biorąc pod uwagę problemy związane z przyszłą rozbudową systemu, wybrano przemiennik częstotliwości o mocy 55 kW, aby spełnić przyszłe wymagania przyszłej rozbudowy;

3. Debugowanie systemu

Praca debugowania jest podzielona na dwie części:

Po pierwsze, wstępnie ustawione parametry przetwornicy częstotliwości zgodnie z wymaganiami procesu, parametrami silnika i charakterystyką obciążenia.

Po drugie, debugowanie powiązania systemu.

Przeprowadź debugowanie połączeń systemu po zakończeniu ustawiania parametrów i uruchomieniu przetwornicy częstotliwości bez obciążenia.

(1) Podłącz dysk do systemu.

(2) Przeprowadź działanie w trybie pętli częstotliwości zasilania.

(3) Przeprowadź działanie trybu pętli konwersji częstotliwości, w tym dwuczęściowe debugowanie sterowania w pętli otwartej i pętli zamkniętej:

Pętla otwarta: obserwuj głównie sytuację wzrostu częstotliwości przetwornicy częstotliwości. Czy odgłosy pracy sprzętu są normalne? Czy wzrost ciśnienia sprężarki powietrza jest stabilny? Czy wyświetlacz transformatora ciśnieniowego jest normalny? Czy sprzęt jest prawidłowo wyłączony itp.? Jeśli wszystko jest w porządku, możesz przeprowadzić debugowanie w pętli zamkniętej.

Pętla zamknięta: osiąga się głównie taką prędkość narastania i opadania częstotliwości przetwornicy częstotliwości, która odpowiada ruchom ciśnienia sprężarki powietrza. Nie wytwarzaj wahań ciśnienia. Poza tym uważnie obserwuj punkt rezonansu mechanicznego i pomijaj częstotliwości w pobliżu punktu rezonansu.

IV. Korzyści z modernizacji sprężarki powietrza polegającej na konwersji częstotliwości;

1. Oszczędzaj energię

W porównaniu z tradycyjnymi sprężarkami, oszczędność energii w przypadku sprężarek napędzanych przetwornicą częstotliwości jest najbardziej praktyczna. Dostosuj moc sprężarki do zapotrzebowania na powietrze.

2. Niższe koszty operacyjne

Koszty operacyjne tradycyjnych sprężarek składają się z trzech elementów: początkowych kosztów zakupu, kosztów konserwacji i kosztów energii. Koszty energii stanowią około 70% całkowitych kosztów. Dzięki obniżeniu kosztów energii o ponad 30% w połączeniu ze zmniejszonym wpływem na sprzęt po uruchomieniu przetwornicy częstotliwości, a tym samym skróceniem czasu konserwacji, koszty operacyjne zostaną znacznie obniżone.

3. Popraw dokładność kontroli ciśnienia

System kontroli konwersji częstotliwości umożliwia precyzyjną kontrolę ciśnienia, dzięki czemu ciśnienie wyjściowe sprężarki odpowiada ilości gazu wymaganej dla systemu sprężonego powietrza użytkownika. Ilość gazu wyjściowego sprężarki kontrolowanej przez przetwornicę częstotliwości zmienia się wraz z prędkością silnika.

Wraz ze wzrostem dokładności prędkości elektromechanicznej regulacji częstotliwości może sprawić, że zmiany ciśnienia w sieci rurociągów pozostaną w wymaganym zakresie, co skutecznie poprawia jakość dostarczanego powietrza.

4. Przedłuż żywotność sprężarki

Napęd uruchamia sprężarkę z OHZ i można regulować czas przyspieszania rozruchu, co zmniejsza wpływ na elementy elektryczne i mechaniczne sprężarki powietrza podczas uruchamiania silnika i zwiększa niezawodność systemu, dzięki czemu serwis żywotność sprężarki zostaje wydłużona. Ponadto kontrola konwersji częstotliwości może zmniejszyć wahania prądu, które będą miały wpływ na sieć energetyczną i energię elektryczną innych urządzeń podczas uruchamiania urządzenia. Przetwornica częstotliwości może skutecznie zredukować szczyt prądu rozruchowego do minimum.

5. Niższy hałas sprężarki powietrza. W zależności od warunków pracy sprężarki, po regulacji częstotliwości i transformacji, prędkość silnika znacznie spada, co skutecznie zmniejsza hałas pracy sprężarki powietrza. W porównaniu z oryginalnym systemem, zgodnie z dotychczasowymi doświadczeniami, hałas spada o około 3 do 7 dB.

W. Inwestycja w sprzęt

Uwaga specjalna:

1. W szafie sterowniczej znajduje się przetwornica częstotliwości VEICHI AC70-T3-55K;

2. Układ sterowania jest podstawowym układem sterowania sprężarki powietrza. Przyjmuje przetwornicę częstotliwości serii VEICHI AC70K, jeden napęd VFD, trzy tryby sterowania silnikiem, co znacznie zmniejsza koszty inwestycji. Inwestycja jest przystępna cenowo, a efekt duży. Gdy system jest używany w różnych typach systemów kontroli prędkości, jego oszczędność energii może sięgać 20-50% i ogólnie może osiągnąć górną granicę bez wpływu innych czynników.

VI. Okres zwrotu

1. Oszczędność energii elektrycznej sprężarki powietrza

Weźmy na przykład wentylator 45 kW pracujący z częstotliwością 40 Hz: podczas pracy z prędkością 80% prędkości roboczej pobór mocy na wale silnika: Pz=0,83Pn=0,512Pn. Jak wiadomo, rok ma 12 miesięcy, 30 dni w miesiącu i 24 godziny na dobę. Po rozważeniu wszystkich rodzajów strat i zakładając, że oszczędności energii stanowią 30% energii elektrycznej: W = 45*12*30*24*30% = 116640 kwh i zakładając 0,5 RMB na kilowatogodzinę, roczne oszczędności energii elektrycznej: 116640*30,5 = 58320 RMB.

2. Oszczędzaj koszty konserwacji;

3. Cykl zwrotu inwestycji = 12 (miesiąc) * 41500/58320 = 12 ÷ 152% = 8,5 (miesiąc). Żywotność przetwornic częstotliwości może sięgać ponad 10 lat. Tylko biorąc pod uwagę oszczędność energii silnika, zwrot całej inwestycji zajmuje około 8 miesięcy, co oznacza „jedną inwestycję, długoterminowe korzyści”. Technologia kontroli prędkości z konwersją częstotliwości to nowa technologia, która zapewnia doskonały efekt oszczędzania energii w polu oporu silnika. Może energicznie promować postęp technologiczny przedsiębiorstw i poprawiać wszechstronne korzyści przedsiębiorstw.