目 錄
一、 簡介―――――――――――――――――――――――3
二、 行業(yè)分析―――――――――――――――――――――3-4
三、 傳統(tǒng)空壓機運行問題――――――――――――――――4-5
四、 變頻空壓機優(yōu)點――――――――――――――――――5-6
五、 變頻改造方案設(shè)計―――――――――――――――――6-8
六、 投資效益分析―――――――――――――――――――8-10
螺桿式空壓機變頻節(jié)能解決方案 第3頁，共10頁
一、 簡介
一直致力于空壓機、注塑機、風(fēng)機等高能耗用電設(shè)備節(jié)能改造，擁有多名專業(yè)技術(shù)人才和豐富的工程經(jīng)驗。
針對工廠空壓機電能浪費嚴重，節(jié)能需求迫切的現(xiàn)狀，利用變頻矢量控制技術(shù)，推出完整的螺桿式空壓機變頻節(jié)能解決方案。
★ 空壓機改造工程業(yè)績
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客戶名稱 |
空壓機品牌 |
功 率 |
數(shù)量 |
地址 |
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英格索蘭\復(fù)盛 |
120KW，110KW，75KW |
3臺 |
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德萊奧蘭 |
75KW |
1臺 |
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浪潮 |
55KW |
1臺 |
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阿特拉斯 |
55KW |
1臺 |
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開山 |
22KW |
1臺 |
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捷豹 |
37KW，22KW |
2臺 |
水閣工業(yè)區(qū)龍慶路 |
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開山 |
22KW |
1臺 |
南山工業(yè)區(qū)園中路 |
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阿特拉斯 |
55KW |
1臺 |
龍泉工業(yè)園 |
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LG |
22KW |
1臺 |
水閣工業(yè)區(qū) |
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阿特拉斯 |
30KW，37KW，45KW |
3臺 |
水閣工業(yè)區(qū)惠民街 |
二、行業(yè)分析
我國風(fēng)機、水泵、空氣壓縮機總量約４２００萬臺，裝機容量約１．１億千瓦。但這些大功率耗能系統(tǒng)實際運行效率僅為３０～４０％，其損耗電能占總發(fā)電量的３８％以上。這是由于許多風(fēng)機、水泵、空氣壓縮機的拖動電機都是處于恒速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，而生產(chǎn)中的風(fēng)、水流量以及氣壓需求卻是處于變動狀態(tài)；還有許多企業(yè)在進行系統(tǒng)設(shè)計時，容量選擇得比較大，系統(tǒng)匹配不合理，因而造成大量的能源浪費。
螺桿式空壓機變頻節(jié)能解決方案 第4頁，共10頁
國家提供專項資金大力支持節(jié)能降耗，這也進一步推動空壓機產(chǎn)業(yè)升級，現(xiàn)如今變頻空壓機越來越受廣大用戶接受。變頻空壓機已成為未來空壓機產(chǎn)業(yè)的主流。
三、 傳統(tǒng)空壓機運行問題
● 電能浪費
傳統(tǒng)加--卸載式空壓機，電能主要浪費在：
a) 加載時電能的消耗
在壓力達到所需工作壓力后，傳統(tǒng)控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升至卸載壓力。在加載過程中電流非常大，而且產(chǎn)生很大熱量和噪音，從而導(dǎo)致電能損失。另一方面，高壓氣體進入氣動單元前，其壓力需經(jīng)減壓閥減壓，這一過程同樣耗能。
b) 卸載時電能的消耗
當(dāng)壓力達到卸載壓力時，空壓自動打開卸載閥，使電機空轉(zhuǎn)，造成嚴重的電能浪費。空壓機卸載時功耗約占滿載時的30%～50%，可見傳統(tǒng)空壓機有明顯的節(jié)能空間。
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● 工頻啟動沖擊電流大
主電機雖然采用Y-△減壓啟動方式，但啟動電流仍然達到額定電流的5～７倍，
對電網(wǎng)沖擊非常大。
● 壓力不穩(wěn)定，自動化程度低
傳統(tǒng)空壓機自動化程度低，輸出壓力的調(diào)節(jié)是靠對加卸載閥、調(diào)節(jié)閥的控制來實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)速度慢、精度低，致使輸出壓力不穩(wěn)。對于特殊應(yīng)用場合（如：噴涂、氣動儀表等）相當(dāng)不利。
● 設(shè)備維護量大
空壓機啟動電流高達額定電流的5～７倍，其工作方式?jīng)Q定加卸載閥反復(fù)動作，部件易老化，對油管、油封和軸承形成沖擊，增加設(shè)備維護量。
四、 變頻空壓機的優(yōu)點
● 節(jié)能
節(jié)能原理：變頻調(diào)速控制系統(tǒng)以輸出壓力作為控制對象，由變頻器、壓力傳感器、電動機組合成閉環(huán)恒壓控制系統(tǒng)，工作壓力值由操作面板直接設(shè)置，現(xiàn)場壓力由傳感器檢測，轉(zhuǎn)換成０～５V電壓信號或4～20mA電流信號后反饋給變頻
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器，變頻器通過內(nèi)置PID進行比較計算，從而調(diào)節(jié)電動機輸出頻率，達到空壓機恒壓和節(jié)能的目的。變頻節(jié)能表現(xiàn)在：
a) 變頻器通過電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流量，使電機的輸出功率與用氣量成正比，保持電動機的高效運行。功率因素高、無功損耗少、節(jié)能效果明顯。
b) 軟啟軟停機。啟動電流小，電網(wǎng)沖擊減少。減小對油管、軸承等部件的沖擊，減少設(shè)備維護量。
c) 自動快速休眠使得空載時間變短，電機可完全停止，最大程度節(jié)能。
d) 輸出壓力穩(wěn)定。壓力輸出波動范圍只有±0.1MPa，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
e) 噪音低。變頻根據(jù)用氣量提供能量，沒有太多能量損耗，電機運行頻率低，減少頻繁加卸載，因此機械傳動噪音變小。
五、 變頻改造方案設(shè)計
●選用格立特一體化變頻控制柜和遠傳式壓力傳感器（電壓式）。
1、 格立特一體化變頻控制柜具有國際先進矢量技術(shù)，能使電機處于高精度、高轉(zhuǎn)矩保持能力、內(nèi)置直流濾波器及完整的過流、過壓、過載、電流異常
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等12項保護功能。保證空壓機系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠性
2、 遠傳壓力傳感器（電壓式）雖然價格低廉，但完全能滿足壓力檢測反饋功能。電流式傳感器要求較好的工作環(huán)境，容易受環(huán)境影響損壞或精度降低。
● 改造結(jié)構(gòu)示意圖
●改造設(shè)計要求
根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，空壓機變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：
1、主電機變頻運行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動范圍不超過±0.01Mpa；
2、系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路，確保變頻出現(xiàn)異常跳保護時，不影響生產(chǎn)；
3、在用電氣量小 情況下，變頻器處在低頻運行時，應(yīng)保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍。
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●注意事項
1、空壓機是大轉(zhuǎn)動慣量負載，必須選用具有高啟動轉(zhuǎn)矩的無速度傳感器矢量變頻器，保證即能實現(xiàn)恒壓供氣連續(xù)性，又保證設(shè)備可靠穩(wěn)定 運行；
2、為了有效濾除變頻器輸入、輸出電流中 高次諧波分量，減小因高次諧波引起的電磁干擾，須選用內(nèi)置直流濾波器的變頻器，55KW以上加裝輸出交流電抗器，減小電機運行噪音和溫升，提高電動機的穩(wěn)定性。
3、 電機運行時最低頻率不得低于25HZ。
● 改造電氣原理圖（另附）
六、 投資效益分析
1、 設(shè)備清單(55KW空壓機)
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設(shè)備名稱 |
型號 |
數(shù)量 |
單價 |
金額 |
備注 |
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一體化變頻控制柜 |
VF10-55G3 |
1套 |
33000.00 |
33000.00 |
格立特矢量技術(shù) |
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遠傳壓力傳感器 |
Y150-10 |
1只 |
200.00 |
200.00 |
上海儀表 |
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轉(zhuǎn)換電源 |
5V |
1只 |
70.00 |
70.00 |
臺灣銘偉 |
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輸入輸出電抗器 |
200A |
2只 |
1200．00 |
2400．00 |
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連接線 |
50M2 |
30米 |
45.00 |
1350.00 |
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屏蔽線 |
4*1 |
10米 |
6.00 |
60.00 |
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含安裝調(diào)試總價 |
37080.00 |
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2、 直接經(jīng)濟效益
某公司空壓機運行參數(shù)(觀察時間:2009年10月8日)
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額定排氣壓力 |
額定排氣量 |
電機功率 |
電機額定電流 |
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0.80Mpa |
10．5m3/Min |
55KW |
110A |
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電機空載電流 |
總運行時間 |
加載運行時間 |
空載率 |
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76A |
6400小時 |
2980小時 |
0.53 |
(1)工頻運行狀態(tài)下空載損耗：
已知空壓機總運行時間為6400小時，加載運行時間為2980小時，則空載率為：（6400-2980）÷6400=53%
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年空載損耗W (年總運行時間取 5000小時) Ue—電源電壓,取380V；
W= √3×Ue×I0×COSφ÷η×年總運行時間×空載率 η--電機效率,取0.872；
=1.732×380×76×0.88÷0.872×5000×0.53 I0—空載電流，取76A；
=133769.5(KWh) COSφ—功率因數(shù),取0.88；
年空載損耗費用 F
F=W×0.8元/度
=133769.5×0.8
=107015.6元
(2)變頻控制下的節(jié)能分析
采用變頻控制方式，當(dāng)空壓機空載時，主電機降到20HZ運行。
電機25HZ運行電流與50HZ運行電流大小基本相同，而定子繞阻所承受的相電壓與運行頻率成正比，即U=Ue×（F變頻 / F工頻）
U=380V ×（25/50）=152V
電機功耗P=√3×Ue×I0×COSφ，因此，可以近似的認為，電機功率與運行頻率成正比，電機空載損耗與運行頻率成正比。則采用變頻控制方式，年空載損耗為W1
W1=W×（F變頻 / F工頻）
=133769.5×（25/50）
=66884.75（KWh）
變頻控制方式下年空載損耗費用為F1
F1= W1×0.8元/度
=66884.75×0.8
=53507.8元
通過以上計算，空壓機由工頻運行改為變頻控制，僅空載損耗一項，每年可節(jié)約電費：F- F1=(107015.6-53507.8)=53507.8元。
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3、 間接經(jīng)濟效益
通過節(jié)能改造，不僅節(jié)約電能，同時在以下幾方面帶來較大的經(jīng)濟效益
（1） 由于設(shè)備具有軟啟停功能，啟動瞬間電流控制在1~1.5倍，大大減少對用電系統(tǒng)的沖擊。
（2） 由于總功耗下降，空壓機整個用電系統(tǒng)溫度大幅下降，設(shè)備和開關(guān)觸點使用壽命延長，維修費用相對減少。
（3） 不僅節(jié)約電能，同時減少變壓器容量，減少變壓器擴容費用，為新增設(shè)備提供更多空間。
4、 回收期
跟據(jù)長期的節(jié)能改造經(jīng)驗和實際數(shù)據(jù)貴公司空壓機節(jié)能率在25%以上,回收成本在8-10個月左右收回.節(jié)能器壽命為10年。
七、 質(zhì)量與售后
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