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產(chǎn)品詳情
一、空壓機工作原理
空氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內(nèi)進行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中有著及其廣泛的應(yīng)用，在各種行業(yè)中它擔(dān)負(fù)著為工廠中所有氣動元件，各種氣動閥門提供氣源的職責(zé)。因此，空壓機運行狀況的好壞直接影響工廠的生產(chǎn)工藝?？諌簷C的的種類很多（主要分為螺桿式，活塞式，其中螺桿式應(yīng)用*廣），但其供氣的控制方式都是采用加、卸載的方式。
◎活塞式空壓機工作原理
活塞式空壓機是由電動機帶動皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動曲軸，帶動連桿與活塞桿，使活塞在壓縮機氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，完成吸入、壓縮、排出等過程,將無壓或低壓氣體升壓，并輸出到儲壓罐內(nèi)。其中，活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動以實現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。
◎螺桿式空壓機工作原理
螺桿式空壓機是由一對相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程?？諌簷C的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽和陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
二、空壓機節(jié)能改造的必然性
由于空壓機不排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，選型時只能按*大需求來確定電機容量，造成空壓機系統(tǒng)余量一般偏大。傳統(tǒng)空壓機都采用星三角降壓啟動，但工頻啟動時電流仍然能達到額定電流的2~3倍，沖擊大，會影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定性。且大多數(shù)空壓機是連續(xù)運行，由于一般空壓機的電機本身不能根據(jù)壓力需求的變動來實現(xiàn)降速，使電機輸出功率與現(xiàn)場實際壓力需求量相匹配，導(dǎo)致在用氣量少的時候仍然要空載運行，造成巨大的電能浪費。據(jù)統(tǒng)計，空壓機占大型工業(yè)設(shè)備(風(fēng)機、水泵、鍋爐等)幾乎所有的耗電量的15%?？諌簷C的節(jié)能改造勢在必行 。
另外，空壓機還存在以下幾個問題：
1、氣壓超過上限壓力時空壓機卸載及卸載后電機空轉(zhuǎn)浪費大量的電能。
2、頻繁加卸載造成對電網(wǎng)的沖擊，同時也造成機械的磨損加大，縮短機械壽命。
3、氣量無法保持恒壓。當(dāng)用氣量不斷變化時，供氣壓力不可避免產(chǎn)生波動，使用氣精度達不到工藝要求，影響生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì)。
綜上所述：若能采用變頻調(diào)速技術(shù)，當(dāng)流量需要量減少時，就可以降低電動機的轉(zhuǎn)速，從而較大幅度減小電動機的運行功率，實現(xiàn)節(jié)能的目的。
三、變頻恒壓控制系統(tǒng)
1、系統(tǒng)特點
變頻調(diào)速系統(tǒng)將管網(wǎng)壓力作為控制對象。壓力值由變頻器面板給定（有多種給定通道），可根據(jù)用氣設(shè)備的實際需要，在空壓機的*高允許工作壓力內(nèi)自由設(shè)定。裝在儲氣罐出氣口的壓力變送器將儲氣罐的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)?~20mA電流信號送給
內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，與壓力給定值進行比較，并根據(jù)差值的大小控制變頻器的輸出頻率，調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速，從而使實際壓力始終維持在給定壓力。內(nèi)置PID具有穩(wěn)定性高、調(diào)試簡單的特點。
2、節(jié)能效果
采用該系統(tǒng)改造后，壓縮機組的供氣量與系統(tǒng)所需量動態(tài)匹配，壓縮機電機轉(zhuǎn)速會隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進行調(diào)節(jié)，避免了電機空轉(zhuǎn)以及頻繁的加卸載所帶來的能量損耗，電機的輸入功率大大降低，節(jié)電效果顯著。對于對空氣機來說，供氣量Q 與轉(zhuǎn)速N 成正比，氣壓F與轉(zhuǎn)速N的二次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速N 的三次方成正比，見下表：
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頻率值Hz
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50
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45
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40
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35
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30
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25
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供氣量Q%
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100
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90
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80
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70
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60
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50
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氣壓F%
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100
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81
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64
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49
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36
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25
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軸功率P%
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100
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73
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51
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34
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22
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13
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理論節(jié)電率N%
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0
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27
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49
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66
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78
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87
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一般來說，對于連續(xù)用氣的空壓機系統(tǒng)，隨用氣量的變化，電動機運行頻率在25-50Hz 之間動態(tài)調(diào)節(jié)，除去電機及其它損耗，系統(tǒng)的節(jié)電率可達18%～35%。
3、綜合效益
①運行成本降低：空壓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70%。通過降低能源成本30%，再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
②提高壓力控制精度：變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。通過使空壓機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配，可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力保持恒定，有效地提高了供氣的質(zhì)量。
③延長壓縮機的使用壽命：變頻器有軟啟動功能，可減少起動時對壓縮機和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)可靠性，延長壓縮機使用壽命。同時減少空壓機啟動對電網(wǎng)的沖擊。
四、變頻系統(tǒng)設(shè)計中注意事項
1、空壓機是大轉(zhuǎn)動慣量負(fù)載，很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動時出現(xiàn)過電流，因此應(yīng)選用大啟動轉(zhuǎn)矩、過載能力強的矢量變頻器。矢量系列的過載能力達到180%，啟動轉(zhuǎn)矩0.5HZ可輸出150%，可保證設(shè)備可靠穩(wěn)定地運行及恒壓供氣的連續(xù)性。
以某廠實例：該廠使用空壓機電機22KW，配通用矢量型變頻器。設(shè)定加速時間為15S、減速時間為6S，在0.7Mpa時仍然能正常啟動運行（上限0.8Mpa）。
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啟動壓力
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啟動電流A
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運行電流A
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0Mpa
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36
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33
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0.6Mpa
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42
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38
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0.7Mpa
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60
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55
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2、空壓機不允許長時間低頻運行，若空壓機轉(zhuǎn)速過低，一方面會使空壓機的工作穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體的潤滑條件變差、磨損加大，進而導(dǎo)致噴油現(xiàn)像。所以，空壓機工作的下限頻率應(yīng)不低于20HZ，且減速時間應(yīng)盡量短。S電壓波動范圍±15%、耐壓高、減速時間短，可避免因減速時間過長而產(chǎn)生的噴油現(xiàn)象。
3、在滿足生產(chǎn)工藝的要求下，壓力設(shè)定越低越好。因為空壓機的壓力越高，所需電動機軸功率就越大，耗電量就越多。
4、出氣口釋放閥全部關(guān)閉，取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量的方式，以避免由此導(dǎo)致的電能浪費。
節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)空壓機節(jié)能改造的應(yīng)用
空壓機在工作中，由于負(fù)載的不穩(wěn)定導(dǎo)致供氣管網(wǎng)壓力的波動，進而導(dǎo)致空壓機的頻繁加卸載。而空壓機卸載不產(chǎn)氣的同時會消耗滿載能耗的70%的能耗。節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)利用智能算法，控制空壓機運行，使空壓機匹配負(fù)載、按需供氣。
系統(tǒng)功能：
空壓機群管理功能：
依據(jù)用氣情況合理控制空壓機運行數(shù)量，平衡空壓機運行時間，該系統(tǒng)具備自學(xué)習(xí)能力，不斷優(yōu)化運行方式，實時檢測空壓機排氣壓力溫度、運行狀況，可以手動控制空壓機，對空壓機運行異常進行報警，對空壓機運行情況進行記錄、存儲、查詢，生成日報表、月報表、年報表。
空壓機輔控功能：
通過調(diào)節(jié)單臺空壓機運行，穩(wěn)定壓縮空氣系統(tǒng)整體壓力，同時記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，生成報表。
干燥機聯(lián)控功能：
控制干燥機運行數(shù)量、時間，根據(jù)產(chǎn)氣量合理匹配干燥機啟停，控制干燥機入口電動截止閥。
氣體流量計量管理功能：
實時監(jiān)測壓縮空氣管網(wǎng)壓力、流量、露點，壓力異常時進行報警，對用氣情況記錄、存儲、查詢，生成日報表、月報表、年報表，任意時間內(nèi)進行成本核算。
電力計量管理功能：
實時監(jiān)測空壓機用電電流、電壓、功率因數(shù)，對用電情況記錄、存儲、查詢，生成報表，任意時間內(nèi)進行用電成本核算。
空壓機房設(shè)備維保管理功能：
空壓機房內(nèi)設(shè)備維護保養(yǎng)記錄管理，相關(guān)設(shè)備維護定時提醒。
管道供氣節(jié)能管理功能：
安裝管道供氣節(jié)能管理單元，對氣體流量高精度控制，實時控制高壓氣體溢流量，對溢流情況記錄、存儲、查詢，生成報表。
冷卻水循環(huán)監(jiān)控功能：
實時監(jiān)測冷卻水壓力、溫度，根據(jù)冷卻水用量調(diào)整水泵運行冷卻水異常報警，對用水量情況記錄、存儲、查詢，生成報表，對任意時間內(nèi)冷卻水成本進行核算。
冷卻水閥門聯(lián)控功能：
根據(jù)空壓機運行情況對冷卻水閥門進行控制。
節(jié)能效果： 使用該系統(tǒng)后，空壓機空載率降低，管網(wǎng)壓力波動減小，空壓機運行穩(wěn)定，平均節(jié)能30%。
綜合效益： 使用該系統(tǒng)后，空壓機運行數(shù)據(jù)得以實時顯示，同時自動控制空壓機的運行與啟停，避免了人工操作帶來的風(fēng)險。除節(jié)能效果外，同時提高了壓縮空氣系統(tǒng)的管理水平與自動化水平。
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