空压机节能改造方案

2024-04-29

空压机节能改造方案（精选8篇）

篇1：空压机节能改造方案

空压机节能改造方案

一，前言

佛山今博自动化设备有限公司是一家专业于驱动控制系统研发、设计、生产与销售的高新技术企业。本公司在工业应用领域拥有丰富的经验和雄厚的技术实力采用高性能无感矢量变频器用于0.75kw到250kw的电机速度控制，广泛应用于空压机、注朔机、传送带、挤出机械、恒压水泵、化工、中央空调、电子、纺织等诸多领域，为客户提供了完整的工业和特殊行业的节解决方案。

二，传统空压机的问题

1、电能浪费严重

传统的加卸载式空压机，能量主要浪费在：

1）加载时的电能消耗

在压力达到所需工作压力后，传统控制方式决定其压力会继续上升10%左右，直到卸载压力。在加压过程中，一定会产生更多的热量和噪音，从而导致电能损失。另一方面，高压气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压，这一过程同样耗能。2）卸载时电能的消耗

当达到卸载压力时，空压机自动打开卸载阀，使电机空转，造成严重的能量浪费。空压机卸载时的功耗约占满载时的30%～50%，可见传统空压机有明显的节能空间。

2、工频启动冲击电流大

主电机虽然采用Y-△减压起动，但起动电流仍然很大，对电网冲击大，易造成电网不稳以及威胁其它用电设备的运行安全。对于自发电工厂，数倍的额定电流冲击，可能导致其他设备异常。

3、压力不稳，自动化程度底

传统空压机自动化程度低，输出压力的调节是靠对加卸载阀、调节阀的控制来实现的，调节速度慢，波动大，精度低，输出压力不稳定。

4、设备维护量大

空压机工频启动电流大，高达5~8倍额定电流，工作方式决定了加卸载阀必然反复动作，部件易老化，工频高速运行，轴承磨损大，设备维护量大。

5、噪音大

持续工频高速运行，超过所需工作压力的额外压力，反复加载、卸载，都直接导致工频运行噪音大。

三，改造原则

根据空压机原工况并结合生产工艺的要求，对空压机进行变频技术改造后，系统满足以下要求。

1）空压机经过改造后，系统通过转换开关切换，具有变频和工频两套控制回路，采用开环和闭环两套控制回路。一拖二起动时，对两台电机M1，M2，可以通过转换开关选择变频/工频启动。正常运行时，电机M1 处于变频调速状态，电动机M2处于工频状态。现场压力变送器检测管网出口压力，并与给定值比较，经PID 指令运算，得到频率信号，调节转速达到所需压力。停止时按下停止按钮，PLC控制所有的接触器断开，变频器停止工作。

2）确保变频出现异常保护时，不至于影响生产的正常进行。为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端有抑制电磁干扰的有效措施。控制线、信号线采用屏蔽线缆，布线时和动力电缆分开，防止引入干扰。

3）电机变频运行状态时保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过依0.02 MPa。

4）空压机不允许长时间在低频下运行，空压机转速过低，一方面使空压机稳定性变差，另一方面也使缸体润滑度变差，会加快磨损，所以工作下限不低于30 Hz。

5）设置高压保护、高温保护、等设置报警及故障自诊断。

（1）高压保护当系统压力超过设定值时，自动切断主机电源，使压缩机紧急停机。

（2）高温保护当压缩机排气温度超过调定值时，由接在主机排气孔口处的温度传感探头控制温度电触点动作，自动切断电动机电源，使压缩机紧急停机。

（3）电气保护系统采用软启动方式，具有相序保护（防止压缩机反转）、缺相保护、电机热过载保护等功能。

四，空压机变频改造后的优点

1，节能：总体节能达20%以上

1）加载时的节能：空压机进行变频改造后，压力始终保持在所需的设定工作压力，比改造前可降低10%的压力，根据功耗公式可知改造后此项可节能10% 2）卸载时的节能，电机卸载运行时消耗的能量是加卸时的40%左右，按平均四分之一左右的卸载时间算，此项可节能10%左右

2、启动电流小，对电网无冲击

变频器可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击；可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命；

3、输出压力稳定

采用变频控制系统后，可以实时监测供气管路中气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持恒定，提高生产效率和产品质量；

4、设备维护量小

空压机变频启动电流小，小于2倍额定电流，加卸载阀无须反复动作，变频空压机根据用气量自动调节电机转速，运行频率低，转速慢，轴承磨损小，设备使用寿命延长，维护工作量变小。

5、噪音低

变频根据用气需要提供能量，没有太多的能量损耗，电机运转频率低，机械转动噪音因此变小，由于变频以调节电机转速的方式，不用反复加载、卸载，频繁加卸载的噪音也没有了，持续加压，气压不稳产生的噪音也消失了。

总之，采用变频恒压控制系统后，不但可节约一笔数目可观的电力费用，延长压缩机的使用寿命，还可实现恒压供气的目的，提高生产效率和产品质量。

我公司专业对空压机变频节能控制系统改造的可配套的空压机品牌有：阿特拉斯、英格索兰、复盛、凯撒、寿力、昆西、博格、博莱特、优耐特斯、康普艾等。可配套空压机电机功率有：15KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW、75KW、90KW、110KW、132KW、160KW、185KW、250KW

篇2：空压机节能改造方案

第一部分变频节能改造背景

一、基本情况

二、变频调速技术

第二部分空压机的改造缘由

一、空压机介绍

二、存在的主要问题

三、变频改造的优点

第三部分实现方法

一、公司简介

二、实现方法

第四部分投资估算及服务承诺

一、投资估算

二、服务承诺

第一部分变频节能改造背景

一、基本情况

广西南宁华诺糖厂空压站现有315KW/380V空压机3台，160KW/380V空压机4台每年耗电量约200多万元。对华诺糖厂来说是一笔很大的开支。

近年来，我国经济飞速发展，对能源的需求尤其是是对电能的需求激增。去年夏季，珠三角和长三角许多城市不得不拉闸限电，我国不仅在电能开发上需要加快速度，而且还应该在节约电能方面狠下功夫，据统计，我国在电能利用率上仅有34%左右，比发达国家低10多个百分点，电能供给缺口大，电能利用率低，致使电费一涨再涨。去年8月份，襄樊市电力缺口大,电价上涨0.05元/度，达0.52元/度，使公司的成本开支增大，要降低成本，抓住主要矛盾，首先是降低电耗！

二、变频调速技术

交流电动机变频调速是近25年内发展起来的新技术，而在我国的普及应用已有10多年，即使在这短短的10多年里，国内变频器技术发展很快，技术相当成熟,并且有些变频器(如英威腾变频)装到成套

上出口到美国和澳大利亚。在国内广泛应用在风机、水泵、压缩机及调速设备上,应用的用户很多，使用后反映都不错。

变频调速技术在国内压缩机上应用的处于高速增长期，我们专业做变频器推广应用的企业已做了许多压缩机节能改造的工程，节电效果相当明显，业绩发展很快。尤其是2001年国家经贸委下发的《关于加快风机水泵压缩机变频节能改造的意见》给我们襄樊华强照明有限公司节电工作指明了明确的方向。

第二部分空压机的改造缘由

一.空压机介绍：

工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。

电机功率：110KW交流异步电机

额定电流：220A

额定转速：1480转/分

原系统工作状况：

该系统为星－角减压启动，启动电流到1000A。启动过程为空载启动，10－30秒（可调）后自动加载，其中星－角启动时间10－20秒（可调）。

主轴齿轮箱的润滑油压由主电机带动，启动10－20秒（可调）后检测由压力传感器检测的油压，如低于最小设定值（1.0bar）则报警。

该系统正常工作时可设定低点压力和高点压力，从而调节空压机的卸载和加载运行，达到调节压力的目的。加载运行时电机电流约220A左右，卸载运行时电机电流约100A左右。

二.存在的主要问题：

原系统由于电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，浪费电能。经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力。

三.空压机变频改造后的效益

1、节约能源

变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据贵公司的用气量和压缩机的供气量有较大的冗余，约

在30%左右。年节电费在：336936元（每天按10个小时工作，每年按10个月来计算），节电效益相当可观。

计算如下：

（315KW×3台+160KW×4台）×0.85×30%×10小时×30天/月×11个月/年×0.52元/度=693564.3元

2、提高压力控制精度

变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变，有效地提高了工况的质量。

3、延长压缩机的使用寿命

变频器从低频起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。

4、变频器内置RS485接口，可以方便地与计算机相联，为将来贵公司实现DCS集中控制调度，计算机科学管理提供强有力的技术支持。

5、变频器的保护功能相当完善且强大，有过载、过压、过流、断相、接地、欠压等保护功能，从而保护着电机不会烧毁，又由于其启动时间长且启动电流从很小慢慢增长，消除了工频启动时强大的电流冲击，从而延长了水泵叶轮和电机的使用寿命。

6、变频器与压力传感器、工频控制柜构成一个PID自动化恒压控制系统，大大减少操作人员的劳动强度和工作期间的关注度，并提高贵公司供水服务质量。

第三部分实现方法

一、英威腾公司简介关于英威腾

深圳市英威腾电气股份有限公司，成立于2002年，是深圳市政府重点扶持的“高新技术企业”和“软件企业”，是集变频器研发、制造、营销于一体的国家高新技术企业。产品与技术

在吸收国外先进技术的基础上，结合近十年变频推广的应用经验和当今电力电子最新控制技术，如今形成低压CHV/CHE/CHF各行业专用系列、中压660V/1140V系列、高压CHH100系列，电压等级

220V~10KV、功率范围0.4KW~7100KW的上百种规格型号的高性能变频器，覆盖高、中、低端市场丰富的产品线，成为国内产品线最齐全的变频器生产厂家，也是少数自主研发掌握成熟矢量技术的国内变频器厂家之一。市场与应用

产品在石化、钢铁、建材、油田、化工、纺织、印刷、塑胶、机床、矿山等行业广泛成功应用；公司销售和服务网点遍布全国各地，与上百家经销商、千余家用户建立了长期合作关系，并远销东南亚、中东、欧美等50多个海外国家和地区，已成为国内变频器行业的实力品牌和领先品牌。企业理念

经营理念：众诚德厚也精致远核心价值：众诚德厚拼搏创新

愿景：致力于成为全球领先、受人尊敬的电气传动、工业控制领域的产品（服务）供应商

使命：竭尽全力向客户提供物超所值的产品和服务，客户更有竞争力

经营方针：创新品质标准化共同发展

一、实现方法（一拖多）

工作原理：

变频器拖动空压机变频运行，压力传感器实时检测输出气管的压力变动情况，当出气压力低于变频器的设定压力时，变频器频率增加，压缩机加速运行，供气压力增大，当压力还达不到设定压力时，可编程控制器发指令将变频运行的空压机切换成工频运行，下一台空压机变频运行，至到压力等于设定压力为止；当出气压力高于变频器的设定压力时，变频器频率减小，空压机减速运行，供气压力减小，当压力还偏大时，可编程控制器发指令将变频运行的空压机停止运行，下一台空压机变频运行，至到压力等于设定压力为止。变频器能根据检测的压力情况与设定压力比较，实现PID调节。

第四部分投资估算及服务承诺

CLIN T-科莱特自控最优选择　最好服务原系统调频运行运行指示故障报警变频工频δ=480断开空压机1000*2200*800mm设计刘涛审核批准工程名称空压机变频节能改造武汉科莱特变频自控技术实施单位有限公司 1AV2A1SM1HB1HB2SM2HB2HB1HB

一、投资估算（方案一）：

①CHE100-315KW变频器 1台 141000元/台小计：141000元 ②压力送送器 1台 1000元/台小计：1000元 ③可编程控制器（72点）1台 8000元

④电柜（含旁路及相关附件）台 15000元/台小计：15000元 ⑤程序开发费用12000元合计：175000元

从上面节能效益分析得出一年节约的电费为69.4万元 4个月就可收回投资。

二、服务承诺

1、负责现场指导安装调试。

2、免费提供现场的操作、维护技术培训。

3、一年免费保修，终生维护。

4、变频器故障退出运行后，24小时内赶到现场。

篇3：企业空压机节能改造技术

能耗分析

经过对该企业的两台空压机进行现场观测, 获取并记录其能耗数据。空压机品牌型号:英格索兰螺杆式空压机, 型号为MM75, 容积流量12.1m3, 排气压力0.8~0.85MPa, 额定功率75KW。压力设定为0.6 -0.65Mpa, 压力波动范围8% 左右。

具体运行能耗数据为:

1# 机运行时间37851 小时, 加载时间26024h, 空载时间11827h, 加载时间占运行时间的68.7%, 空载时间占运行时间的31.3%。

2# 机运行时间19825h, 加载时间11670h, 空载时间8155h, 加载时间占运行时间的59.9%, 空载时间占运行时间的40.1%。

1# 机、2# 机均采用空气冷却方式散热, 均未对余热进行回收。

该两台空压机均具有较大的节能空间。

节能技术方案

篇4：空压机节能改造方案

【关键词】变频器；节能；矿山；空压机改造

在现代化的矿山工业企业之中，空压机属于气动系统的核心设备之一，变频器节能技术应用于矿山空压机设备之中，可以极大地提升空压机设备的节能性能，对于降低矿山企业的生产成本具有重要的地位和作用。本文针对空压机能耗较高的弱点，结合空压机变频器节能技术改造的原理，进行探讨。

一、空压机设备能耗弱点分析

尽管空压机广泛应用于工业领域，获得了突飞猛进的发展，为企业带来了巨额利润，然而，它在运行过程中显现出一定的弱点，主要是能耗过大、噪音巨大等问题，带来了较大的能源浪费，不利于企业的长远可持续发展。从空压机设备的构造原理来看，虽然它已日臻完善，却仍然存在一定的技术缺陷，它的供气系统主要是采用加载和卸载控制，利用空载星三角启动方式，在大转矩惯量负载条件下，启动电流对电网的冲击较大。在启、停动作频繁的状态下，不仅会磨损电机的轴承，而且容易产生巨大的噪声污染。同时，空压机设备的人工调节速度较慢，在电机空转的状态时要消耗较大的电能。

二、比较空压机工频运行和变频运行的状态，分析其改造的必然性

一般而言，空压机设备的电机功率较大，它在工频运行状态时，采用瞬时的加载和卸载方式，会导致强大的冲击和波动，在电机不能自动调速的状态下，无法实现降速调节输出功率的匹配。而变频器技术则可以针对电机不能自动调速的缺陷，进行软起、软停，通过其无级调速的驱动性能和精准的控制性能，延长电机启动的冲击波，从而实现电机的自动转速调节，避免频繁的加载、卸载。在电机转速变化的状态下，进行负载转矩的恒定值，从而维持供气系统的恒压状态，在控制调节精度的前提下，有效降低空压机的噪声，通过能源的节约降低矿山企业的运行成本。

三、变频器节能技术应用于矿山空压机改造

1、空压机工作构造及原理

在工业领域中，空压机的构件由电动机、压缩腔、储气罐组成，空气进入设备之中需要经过空气过滤器和调节阀，它们负责对空气的控制，压缩腔利用离心力的推力进行移动，呈现一种偏心的运行状态。另外，空压机的注油系统可以使空压机冷却，在注入润滑油的过程中生成薄膜，从而隔离摩擦，减少磨损消耗。变频器节能技术应用于空压机改造中的原理，主要是指电动机生产的压缩空气存于贮气罐中，比较贮气罐实际压力值与设定值之间的差值，再经由PID调节器自动计算和分析，得出变频器在空压机设备中的运行频率状态值，转换成电流信号控制电动机的转速，从而实现对电动机的自身转速调节，并使输出压力值与设定值趋于一致，在恒定的状态下进行运转。

2、变频器节能技术在空压机改造中的配置设计

变频器节能技术在空压机改造中的配置设计，要以改造目标为原则，要使空压机改造后的配置符合以下要求：（1）变频运行状态下的输出压力恒定，波动范围在±0.02Mpa以内。（2）变频系统要设计两套控制回路，在出现突发故障的时候，可以确保至少有一条控制回路运行。（3）变频系统要保证恒定转矩的运行状态。（4）变频器节能技术要拥有抵御电磁辐射干扰的能力。（5）在用电量较小的状态时，变频器要采用低负载的运行，保证较低的噪声值。

2.1、变频器系统配置设计由于空压机是大转矩惯性负载，需要选用较高启动转矩的无极速矢量变频器，以保证在电机转速变化状态下的恒定转矩驱动控制。同时，由于空压机的电机低速运行时间较短，因而，可以选用与电动机容量相一致的变频器，采用U/F控制方式，实现对空压机的节能控制。

2.2、压力变送器配置设计压力变送器配置为了配合变频器节能技术，可以选用二线制24V供电、4～20mA输电的远传压力表，可以极强地抵抗电磁干扰，具有较强的安全性能。

2.3、PID调节仪配置设计应用于空压机改造之中的PID调节仪可以进行预先的设定，在更改PID参数的条件下，避免变频器的频繁变动状态，保持较为平缓的恒定状态，并在观察、分析变频器压力和频率变化值的匹配状态下，对参数P和I的压力值进行微调，保证较小的波动，维持系统的压力恒定。

3、实例应用分析

空压机在矿山生产中用于生产压缩空气，以带动各种风动设备及工具，如：风动凿岩机、装岩机等，在矿山生产的电能源损耗之中占有较大的比重。为了降低矿山企业生产成本，需要从节能降耗的角度出发，对空压机进行变频节能改造。下面以某铅锌矿为实例，进行以下分析：某坑口空压机站点有六台空压机，在并联的运行状态下负责空气的压缩，由于活塞式空压机不能频繁起、停，因而要根据井下用气量的时间变化，进行空压机的起、停控制。但是，这明显存在一些缺陷：（1）空压机在启动状态时即要进行负载运行，其供气量总体而言要高于井下的实际用气量，显然这就使电网要承载较高的供气压力，产生无谓的电气损耗和浪费。（2）控制精度较低，波动状态较大，无法达到恒定风压的水平。（3）控制阀门动作值在一次整定后，会出现压力偏高的状态，从而增加电能损耗。然而，在经过变频节能改造之后，可以将工频空压机转变为变频运行方式，仅在出现故障时采用手动切换运行状态。在变频运行方式下，它可以根据井下耗气量的变化来调节空压机的排气量，并根据气压的变化频率控制电机的转速，从而实现恒定控制。这样，极大地降低了能源消耗，为工频空压机运行提供了全新的技术手段。

总而言之，将变频器节能技术应用于矿山空压机改造之中，可以在闭环自动控制的状态下，保障压缩空气的恒定输出状态，从而减少设备的磨损、减少噪声污染，在电机软起动的条件下安全稳定地运行。

参考文献

[1]尉海霞，李毅.浅谈压缩空气系统设计及设备选型[A].2015年11月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].2015.

[2]陶宏，嵇晓韫，陈志敏.基于压缩机模型确定目标排气温度[A]. 2015年中国家用电器技术大会论文集[C].2015.

[3]于永丞，龙芳.定速压缩机电机槽型优化仿真分析及实验研究[A]. 2015年中国家用电器技术大会论文集[C].2015.

篇5：空压机节能改造方案

空压机的种类有很多，有活塞式空压机、螺杆式空压机、离心式空压机，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。该供气控制方式虽然原理简单、操作简便，但存在能耗高，进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题。随着社会的发展和进步，高效低耗的技术已愈来愈受到人们的关注。在空压机供气领域能否应用变频调速技术，节省电能同时改善空压机性能，提高供气品质就成为我们关心的一个话题。

2、空压机工作原理目前空压机上都采用两点式控制(上、下限控制)或启停式控制(小型空气压缩机)

也就是当压缩气体气缸内压力达到设定值上限时，空压机通过本身气压或油压关闭进气阀，小型空气压缩机则停机。

当压力下降到设定值下限时，空压机打开进气阀，小型空压机则又启动。传统的控制方式容易对电网造成冲击，对空压机本身也有一定的损害，当用气量频繁波动时，尤其明显。

正常工作情况下，空气被压缩到储气罐。空压机各点的检测(包括压缩空气温度、压力，镙杆温度、冷却水压力、温度和油压、油温等等)和整体控制由主控制单板机控制。

当空压机出口压力达到设定值上限时，通过油压分路阀关闭进气口，同时打开内循环管路，作自循环运行。此时用气单位继续用气。

当压力下降到设定值下限时，油压分路阀关闭循环管路，打开空气进口，空气又由过滤器经压缩到储气罐中。在静态，原起动方式(Y-△)，及加载、卸载时对电网供配电设备及镙杆都会造成极大的冲击。尤其是能源的严重浪费。

主电机转速下降，轴功率将下降很多。节能潜力相当大。)变频节能的效果是十分显著的，特别是调节范围大的系统及设备，通过实际应用可以直观的看出在流量变化时只要对转速(频率)稍作改变就会使轴功率有更大程度上的改变，就因有此特点使得变频调速(节能)方式成为一种趋势并且不断深入的应用于各行业及其各种调整领域。

3、加、卸载供气控制方式存在的问题

3.1耗能分析我们知道，加、载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmin、Pmax之间关系可以用下式来表示：CPmax=(1 δ)Pmin是一个百分数，其数值大致在10%～25%之间。而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气压力上，即 Pmin附近。由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分：

(1)压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量在压力达到Pmin后，原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程同样是一个耗能过程。

(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，空压机通过如下方法来降压卸载：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。这种调节方法要造成很大的能量浪费。

3.2其它不足之处

(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，

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，增加维修量和维修成本。

(2)频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。

4、恒压供气控制方案的设计

针对原有供气控制方式存在的诸多问题，经过上述分析，应用变频调速技术进行恒压供气。通过压力变送器采集实际压力P送给PID智能调速器，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。

5、技术指标和配置

磁场定向矢量控制，电机变量完全解耦，电流闭环。采用美国TI公司最新款高性能32位电机控制专用DSP，高速完成复杂准确的控制算法，国内首家产品化应用。

调速精度：0.01HZ

调速范围：0.5-600.00HZ

冲击负载：180%电机额定转矩，2秒内不跳脱。

低频转矩：0.5Hz，150%额定转矩输出。

150%额定转矩加速和减速。

内置多功能组合数字PID调节器。

内置标准485数据接口。

可编程开关量输入端口：8位，输出端口：2位，。

可编程继电器输出端口：1路，常开/常闭可选。

可编程模拟量输入端口：4通道，输出端口：1通道。

电压可设定电源：1路。

端子控制电源：1路。

独立风道、无触点软启动开关、低电感直流母线排高可靠性设计。

6、改造效果

(1)整套改造装置并不改变空压机原有控制原理，也就是说原空压机系统保护装置依然有效。并且工频/变频切换采用了电气及机械双重联锁，从而大大的提高了系统的安全、可靠性。

(2)空压机改造工程安装完毕后，一次试车成功，运行稳定，空压机振动和噪声大减低。

(3)除缓冲缸压力在部分频率时增大0.2公斤外，油压、油温及各点的检测数据均在安全数值内被优化。

(4)变频改造后，起动为软起动，运行时无卸载和加载冲击电流现象，空压机本身的机械性冲击大大减小。

(5)在保证管网供气的情况下，电流大大降低，基本不出现满载现象，一般在40Hz左右，和以前相比，节电率在30%以上，约10个月可以收回投资。

(6)空压机、供配电设备及机械设备因供气稳定，维修量大大减小，综合效益明显。

篇6：水厂节能改造方案

节能降耗是节约型社会的重要措施，水厂是电能消耗大户，而水厂的用电量中95%的电量都是用来水泵的运转，因此供水企业节能降耗重点在水厂，水厂节能降耗重点在泵站。对水泵有效的技术改造是节能降耗的最根本途径。

一、小型技术改造：水泵的叶轮切削：

随城市的发展和管网拓展，管路阻力特性曲线不断变化，供水量不断的增加，而水厂没有同步进行改造，致使很多使用多年的旧水泵实际工作扬程下降，水泵组的高效区偏离工况点较远，机组运转时出现耗电，效率低的情况。这时首先对水泵叶轮进行切削，原理是经过切削的叶轮，改变叶轮外径使水泵的特性曲线发生变化，水泵运行与管网所需一致，从而达到节能。是改变水泵性能的一种简单易行的方法，在水厂改造中得到广泛应用。

超滑涂料喷涂水泵内腔和叶轮：

普通水泵都是铸造件，一般出厂时经过简单的打磨处理交付使用。泵的流体表面很粗糙，当流体流过时会产生阻力；另外由于泵的长期运行，叶轮和内腔等会遭受不同程度的侵害，如：气蚀、腐蚀及化学腐蚀等，从而增加了电量，降低了机组的效率。加强水厂内部用电管理

厂区内部用电量，应与每的先进集体或者直接用奖惩的制度来确保。每个水厂各自重视节约用电，实现比上一年节约用电的水厂进行表彰先进或者给予奖励等有效的办法来实现节能。

二、大型技术改造：机组改造成恒压变频供水

对水厂大耗电机组进行改造，水厂中的大耗电设备无非就是取水泵站和二级泵房的机组。在实际运行当中，根据水泵的效率，扬程等多种参数进行整改。现目前国内最常用的技术为恒压变频技术来实现给水厂的节能。

针对地形水厂功能区域化

利用地势高差和水的重力流来实现节能。利用拉萨地形为东高西低、南北高中部低等特点，进行水厂供水区域划分。东郊水厂区域划分为整个东郊区，北郊水厂区域划分为北郊片区等对管网调节水往低处流的作用来实现节能。

蓄水池来调节用水量

篇7：风机节能改造方案

更新时间：2008-07-17 13:54:40 浏览次数：

风机的用电现状

能源是国家重要的物质，能源的供需矛盾已成为制约我国社会主义经济建设的主要因素之一。在能源问题上国务院提出 “ 节约与开发并重 ” 的方针，就是依靠技术进步，把节约能源以解决能源问题作为我国重要的技术经济政策。

据不完全统计，全国风机、水泵、压缩机就有 1500 万台电动机，用电量占全国总发电量的 40 ～ 50%，这些电动机大多在低的电能利用率下运行，只要将这些电动机电能利用率提高 10 ～ 15%，全年可节电 300 亿 KW 以上。

根据火电设计规程 SDJ-79 规定，燃煤锅炉的送、引风机的风量裕度分别为 5% 和 5% ～ 10%，风压裕度分别为 10% 和 10% ～ 15%。设计过程中很难计算管网的阻力、并考虑到长期运行过程中发生的各种问题，通常总是把系统的最大风量和风压裕度作为选型的依据，但风机的型号和系列是有限的，往往选取不到合适的风机型号时就往上靠，裕度大于 20 ～ 30% 比较常见。因此这些风机运行时，只有靠调节风门或风道挡板的开度来满足生产工艺对风量的要求。风机机械特性为平方转矩特性，风机运行时，靠调节风门或者风道档板的开度来调节风机风量的方法，称为节流调节。在节流调节过程中，风机固有特性不变，仅仅靠关小风门或挡板的开度，人为地增加管路的阻力，由此增大管路系统的损失，不利于风机的节能运行。采用调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以适应生产工艺的需要，这种调节方式称为风机的调速控制。风机以调速控制方式运行能耗最省，综合效益最高。交流电机的调速方式有多种、变频调速是高效的最佳调速方案，它可以实现风机的无级调速，并可方便地组成闭环控制系统、实现恒压或恒流量的控制。

风机节电原理

如图示为风机风压 H-风量 Q 曲线特性图 :

n1-代表风机在额定转速运行时的特性；

n2-代表风机降速运行在 n2 转速时的特性；

R1-代表风机管路阻力最小时的阻力特性；

R2-代表风机管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。

风机在管路特性曲线 R1 工作时，工况点为 A，其流量压力分别为 Q1、H1，此时风机所需的功率正比于 H1 与 Q1 的乘积，即正比于 AH1OQ1 的面积。由于工艺要求需减小风量到 Q2，实际上通过增加管网管阻，使风机的工作点移到 R2 上的 B 点，风压增大到 H2，这时风机所需的功率正比 H2Q2 的面积，即正比于 BH2OQ2 的面积。显然风机所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大，不利于节能，是以高运行成本换取简单控制方式。

若采用变频调速，风机转速由 n1 下降到 n2，这时工作点由 A 点移到 C 点，流量仍是 Q2，压力由 H1 降到 H3，这时变频调速后风机所需的功率正比于 H3 与 Q2 的乘积，即正比于 CH3OQ2 的面积，由图可见功率的减少是明显的。

变频改造方案

根据风机配置特作如下变频改造方案：）风机上装设变频系统（如图一）；）设置远程控制和就地控制两种方式；）保留原工频系统及其联动方式，且和变频器系统互为备用。

变频节能系统特点、采用 CHF100 变频器，调速范围宽，变频器调速范围能适应各种调速设备的要求，频率范围 0.00-600.00Hz 可调； 2、控制精度高，变频器的数字设定分辨率为 ±0.01%, 模拟设定分辨率为 ±0.1% ；、动态特性好，变频器采用自关断器件 IGBT 速度快，且采用 SPWM 控制模式，负载电压和频率受控变频器的 CPU，故调节速度快，系统的动态性能好；、控制功能强，能满足各种不同的控制系统，通过端子可与各种频率设定信号连接，如： 0~10V，4~20mA。可通过端子控制正反转等多种操作；、通过合理调整转矩提升，转矩限定功能，电流限幅功能参数，可满足大起动转矩，运行中负载突化也不会引起跳闸等事故；、CHF100 变频器可与上位计算机或者可编程控制器（PLC）通信，实现远程设定或修改变频器参数，监控变频器的运行状态等信息，从而组成工业以太网，实现集中控制；、保护功能齐全，变频器有 25 种保护功能，对过压、欠压、过流、过载、过热均能通过计算机高速计算并给予保护，且能对发生故障的原因给予纪录；、变频器内部有电机防噪装置，在线调节载波频率，实时改变电机的运行噪声。

总结

篇8：螺杆式空压机变频节能改造

螺杆式空气压缩机在工业领域中已成为必不可少的关键设备,是许多工业部门工艺流程中的核心设备。为了节能降耗,对原机组进行节能改造并作了理论分析及实际改造,取得了良好的效果。

1 螺杆式空压机能耗分析

空压机的工作原理是由一对相互平行啮合的阴阳转子( 或称螺杆) 在气缸内转动,使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧,从而实现空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽及阳转子齿由主电动机驱动。图1 为单螺杆空气压缩机的结构原理图。螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时,螺杆与壳体的齿沟相互啮合,空气由进气口吸入,同时也吸入机油,由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送; 在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小,油气受到压缩; 当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时,较高压力的油气混合气体排出机体［1］。

因此,空压机工作过程,需要持续消耗很多驱动能量。特点是:

1) 起动电流大

空压机主电动机虽然是“星—三角”减压起动,但起动时的电流仍然很大,可高达电动机额定电流的6 ~ 7 倍,严重影响电网的稳定及其他用电设备的运行安全。

2) 能源成本大

传统空压机的使用成本由3 项组成( 图2) : 初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占空压机运行成本的77% 。

螺杆式空压机的运用成本中,采购成本及维护成本是基本固定的,因77% 成本花在能源消耗上,故必须在节能改造上多做改进。因此,千方百计降低空压机的能源消耗是关键。

2 螺杆式空压机节能方案选择

2. 1 螺杆式空压机的节能方案选择

节能改造可以从机械系统和控制调节系统两方面进行。机械系统方面的改造主要为改进、优化管道系统,降低管网阻力,降低功耗。控制调节系统方面改造主要是选择合理的流量调节方式。目前空压机的流量调节方式一般有压缩机间歇控制运行、吸气调节、气缸卸载、无级变速调节等。

空压机间歇运行会带来压缩机频繁起停,增大电能损耗,引起电网波动增大,同时也会影响设备寿命; 而气缸卸载不但能量浪费,且会加剧设备磨损,增加了运营成本。目前越来越多的采用变频调速技术。通过变频器控制电动机的转速变化,进而控制电动机的输出功率与空压机的输入功率,使空压机的制风量与实际用风量相匹配。这种调节方式可以实现电动机转速的连续调节,使空压机在轻载运行时的工作效率大大提高,降低空压机的能耗,创造较好的经济效益,对于螺杆空压机来说,采用变频器可通过改变螺杆转子转速的方式来改变排气量,当用气量发生变化时,变频器改变转速的方式调节空压机的排气量,达到排气压力恒定不变,并节约能源的目的。

2. 2 变频节能分析

1) 空压机上使用的电动机一般都是三相异步电动机。

变频控制原理根据异步电动机转速公式:

式中: n为电机转速; f为电源频率; s为电动机转差率; P为电动机的极对数。

由式( 1) 可知,异步电动机的转速与电源频率成正比,所以改变电源频率就可以改变电机的转速,从而实现电动机调速。

在变频调速过程中,在一定的转矩T下,S基本不变,随着同步转速n的下降,对应磁场角速度 ω 也下降,电动机的输入电磁功率PM= Tω 和输出功率

也成比例下降,损耗没有增加,所以变频调速是一种高效的电动机调速方法。当前的变频器不仅能实现频率的无级调节,而且能根据所需负载特性,适当调节电压U与频率f的关系。空气压缩机属于变转矩负载类应用,其流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。因此,当流量为额定流量的70% 时,电动机轴功率为额定轴功率的34. 13% ,仅为1 /3。

因而,变频器在空气压缩机上能起到显著的节能效果。

2) 变频控制过程

该系统要求集成,可靠,能检测多路传感器信号,结合设定的参数值,将信号进行处理,生成相应的控制信号,控制执行机构的操作［2］。整套系统由变频螺杆空压机控制器、传感器系统、执行机构组成。变频螺杆空压机控制器通过传感器采集空压机的供气压力、排气温度、油滤器、空滤器、油分器运行情况,主机电流、风机电流以及三相交流电的相序等信息,输出4 ~ 20 m A模拟信号调节变频器的输出频率,并且控制相应的接触器、电磁阀动作,从而控制空压机平稳可靠运行。

变频调速系统以空压机压缩空气的输出压力作为控制对象,由变频器,压力传感器、PLC、电动机组成闭环恒压控制系统,工作压力值由操作面板直接设置,现场压力由传感器来检测,转换成4 ~ 20m A电流信号后反馈到变频器,变频器通过内置PID进行比较计算,从而调节其输出频率,达到调节电动机转速,进而调节电动机输出功率的目的。由此可见只要调节电动机的转速,就可以调节电动机轴输出功率,也即调节了空压机的输入功率,使空压机的制风量与用风量相匹配,达到恒压供气与节能的目的。其运行流程为用所需的制风量转为模拟电量去改变输入电动机运转,降低电源不必要损耗而达到节能的目的。

电气原理图如图3 所示。图中CT1 为主电动机电流互感器,CT2 为风机电动机电流互感器,中间的模块为变频器,MAIN为主电动机,FAN为空压机冷却风机。

2. 3 变频控制系统的工作原理

a) 变频运行控制

启动: 接触器KM1 和KM2 控制器输出触点控制变频器启动,控制器输出启动初值频率对应的模拟电流给变频器启动电动机运行,启动完成后加载电磁阀得电,空压机加载运行。

自动运行控制: 电动机启动完成后,空压机开始加荷,气罐压力开始升高。当气压升高超过设定压力值时,控制器输出模拟电流信号减小,变频器输出频率降低,电动机转速降低从而减小压力; 当气压低于设定压力值时,控制器输出模拟电流信号增加,变频器输出频率升高,电动机转速上升从而增加压力。停机控制: 加载电磁阀失电,控制器输出空车电流信号,延时一段时间后KM1 和KM2 失电,切断回路,停止运行。

b) 工频运行控制

启动( 方式采用Y-Δ 启动) : 首先接触器KM4、KM3得电,进入Y形启动状态,经过一段启动延时,KM3 失电,KM1 得电,进入△形运行状态。

自动运行控制: 电动机启动到△形运行状态,延时一段时间,加载电磁阀得电,空压机开始加荷运行,气罐压力上升。当气压升高到设定压力上限时,加载电磁阀失电,停止加载。当气压低于设定压力下限时,加载电磁阀得电,空压机加载运行。如果空压机空车运行过久则会自动停机,只有当压力降到低于设定压力下限时,空压机自动按启动过程启动运行,如此往复,实现自动控制。

停机控制: 加载电磁阀失电,停止加载,延时一段时间后,电动机接触器失电停止运行。

c) 防频繁启动控制功能

无论在变频还是工频控制方式下,该系统均有防频繁启动控制功能,即正常停机、空车过久停机、故障停机后,需要延时一段时间才能重新启动,保护电动机。

d) 风机温度控制

当排气温度大于风机启动温度而且主机有电流时,接触器KM5 得电启动风扇电动机运行; 当排气温度小于风机停机温度时,风扇电动机停止运行。

e) 故障停机与紧急停止

当空压机组在运行过程中出现电气故障或排气温度高等故障时控制器立即停车,需排除故障并且解除故障状态后才能重新启动电动机。所有接触器的控制线圈回路经过紧急停止按钮,如遇紧急情况,按下紧急停止按钮则可断开所有接触器。

3 空压机变频改造后特性［3］

1) 经过特殊的电路设计和参数设置,确保空压机在改造后不会出现常见的机组共振,突发喷油,轴承温度过高,谐波干扰等故障现象,保证了空压机的更安全,更稳定的运行。

2) 实时跟踪系统压力,根据特定算法不断调整电动机转速,保证压力的稳定输出。

有效的改善机组的运行情况,提高机组加载率,使机组大部分时间都处于加载模式下运行,减少了主机负荷变化,延长了进气系统组件和主机使用寿命。

3) 提供稳定的压力输出,因为可以降低机组压力设置,减少了由于压力设置过高而造成的不必要的能源损耗( 图5) 。

4) 电动机实现真正的软起动,起动电流控制在额定电流之内,改善了星三角起动时对机械元件、电气元件的强大冲击,从而极大的降低维护成本。

5) 空压机组的散热系统也能根据空压机的油温情况,按照特性曲线进行调速控制,防止润滑油含水量增加而影响压缩机冷却效率和机组寿命。

6) 随着电动机转速减慢,空压机噪音比全速运行时的噪音大大减少,同时由于大大降低了空压机卸载时间,卸载时的放空噪音也相应大大降低。

7) 具有良好的耐高温特性,能够适应最高50 ℃ 的环境下达到最大输出。

8) 具备完善的自我诊断和安全保护功能,保证了供气安全。

9) 内置直流电抗器,有效降低电源的谐波干扰。

4 节能效果分析

改造前,空压机加载运行时运行电流240 A,运行时间2 min,卸载时运行电流110 A,运行时间4 min。

改造后,空压机频率基本上在30 ~ 45 Hz,运行电流平均120 A,无卸载时间,基本不停机。

用电量分析: 每天工作24 h,每月30 d。

改造前为W=1.732×I×U×24×30/1 000=72 661 k W/h

改造后为W=1.732×I×U×24×30/1 000=56 865 k W/h

由上可计算出,改造后一台压缩机每月可节电W = 15 796 k W/ h

每度电按0.58 元计算,每月节省电费9161 元。

摘要：螺杆式空气压缩机是一种高速回转的容积式压缩机,具有体积小,质量轻,运转平稳,易损件少,效率高,单级压比大,能量无级调节等优点,因此已被广泛应用,尤其在工业制冷领域中为最佳机型。为了进一步降低能耗,除在机械部分采取各种措施下,用变频调速技术进行改造,能取得更好的节能效果。同时也能为用户带来多重收益。

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