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螺桿式空壓機(jī)變頻節(jié)能改造方案

時(shí)間:2008-09-01 13:23:00來源:fenghy

導(dǎo)語:?本設(shè)計(jì)利用臺(tái)達(dá)變頻器多段速運(yùn)行功能,在多功能輸入端子MI1、MI2中分別插入常開、閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)工頻、30HZ自動(dòng)切換程序運(yùn)行
一、螺桿式空壓機(jī)能耗分析 1、 我司螺桿式空壓機(jī)型號(hào)、規(guī)格 空壓機(jī)型號(hào) 額定排氣壓力 額定排氣量 空載率 電機(jī)型號(hào) 電機(jī)功率 電機(jī)額定電流 JC15HA 0.8Mpa 1.8m3/Min 0.40 Y160M-2 11KW 22A 電機(jī)空載電流 電機(jī)極數(shù) 電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù) 電機(jī)功率因數(shù) 電機(jī)啟動(dòng)方式 MMax/MN 電機(jī)效率η 10A 2極 2930rpm COSφ=0.88 Y-△降壓啟動(dòng) 2 0.872 2、 螺桿式空壓機(jī)空載率:在設(shè)定的氣壓范圍內(nèi)工作,在低于設(shè)定壓力時(shí)負(fù)載運(yùn)行,高于設(shè)定壓力時(shí)空載運(yùn)行,從上表可知空壓機(jī)有40%的時(shí)間是處于空載狀態(tài),這樣既浪費(fèi)能源又降低了系統(tǒng)的功率因數(shù)?,F(xiàn)狀A(yù)棟螺桿式空壓機(jī)總運(yùn)行時(shí)間為11340小時(shí)、負(fù)載運(yùn)行時(shí)間為6416小時(shí),因此實(shí)際空載率應(yīng)為: 空載率=(11340-6416)÷11340 =0.434 3、 年空載損耗W (年總運(yùn)行時(shí)間取 8000小時(shí)) Ue—電源電壓,取380V; W= √3×Ue×I0×COSφ÷η×年總運(yùn)行時(shí)間×空載率 η——電機(jī)效率,取0.872; =1.732×380×10×0.88÷0.872×8000×0.434 I0—空載電流,取10A; =23061KWh COSφ—功率因數(shù),取0.88; 4、 年空載損耗費(fèi)用F F=W×0.63 =23061×0.63 =14528元 通過以上計(jì)算可見空載損耗是相當(dāng)可觀的,基于此從節(jié)約空載損耗著眼分析螺桿式空壓機(jī)工作原理就降低空載功率提出如下改善方案。 二、螺桿式空壓機(jī)工作原理分析 1、 聚才螺桿式空壓機(jī)JC15HA電路圖如下
2、工作原理: A、合上電源開關(guān)KQ、鑰匙開關(guān)SK,給主、控制電路送電; B、按下控制面板上的啟動(dòng)按鈕,控制回路中29、28得電,接觸器KM3、KM1吸合其主觸點(diǎn)閉合控制電機(jī)Y形啟動(dòng)空載運(yùn)行; C、經(jīng)MAM-KY4(40)控制器內(nèi)部延時(shí)S1,控制回路29斷電、30得電,接觸器KM3斷開、KM2吸合,電機(jī)轉(zhuǎn)為△形運(yùn)行,完成降壓啟動(dòng)過程; D、控制回路31延遲一段時(shí)間S2后得電,電磁閥DZ動(dòng)作使伺服汽缸打開,空壓機(jī)開始加載運(yùn)行; E、當(dāng)氣壓達(dá)到設(shè)定范圍上限時(shí),控制回路31斷電,電磁閥DZ也跟著斷電使伺服汽缸關(guān)閉,空壓機(jī)又開始空載運(yùn)行; F、當(dāng)氣壓低于設(shè)定范圍下限時(shí),控制回路31得電,電磁閥DZ動(dòng)作使伺服汽缸打開,空壓機(jī)又開始負(fù)載運(yùn)行,如此周而復(fù)始。 三、改善方案 通過以上原理分析,設(shè)想改變空壓機(jī)空載時(shí)的工作方式,由工頻50HZ空載運(yùn)行改為變頻30HZ空載運(yùn)行以達(dá)到節(jié)能的目的。 1. 工頻50HZ空載運(yùn)行改為變頻30HZ空載運(yùn)行節(jié)能的原理分析(變頻器工作方式恒壓頻比) 當(dāng)電機(jī)由工頻50HZ空載運(yùn)行改為變頻30HZ空載運(yùn)行后,定子繞組所承受的相電壓U=Ue×f設(shè)÷f工=228V,我們都知道電壓的平方正比于電機(jī)輸出力矩,故工頻50HZ空載運(yùn)行改為變頻30HZ空載運(yùn)行后電機(jī)輸出力矩變成接近原來的1/3,變頻空載功率損耗P30可按以下公式計(jì)算: P50=√3×Ue×I0×COSφ÷η Ue—電源電壓,取380V; = 1.732×380×10×0.88÷0.872 η——電機(jī)效率,取0.872; = 6.64KW I0—空載電流,取10A; COSφ—功率因數(shù),取0.88; P30= M30×V30 M30—30HZ時(shí)輸出力矩; = M50÷3×V30 V50—電機(jī)工頻轉(zhuǎn)數(shù),2930rpm; = M50÷3×V50×3 ÷5 V30—30HZ電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù); = P50 ÷5 M50—50HZ工頻時(shí)輸出力矩; =1.33KW P30—30HZ時(shí)輸出空載功率; 通過以上計(jì)算,工頻50HZ空載運(yùn)行改為變頻30HZ空載運(yùn)行能節(jié)約P50- P30=6.64-1.33=5.31KW 2. 年節(jié)約空載損耗W1 W1=(P50- P30)×年總運(yùn)行時(shí)間×空載率 = 5.31×8000×0.434 =18436KWh 3. 年節(jié)約空載損耗費(fèi)用F1 F1= W1×0.63 =18436×0.63 =11615元 4. 主電路加裝11KW臺(tái)達(dá)變頻器VFD110B43A一臺(tái),控制電路增加一個(gè)時(shí)間繼電器和一個(gè)中間繼電器,電路設(shè)計(jì)如下圖所示。
5. 工作原理: A、合上電源開關(guān)KQ、鑰匙開關(guān)SK,給主、控制電路送電; B、按下控制面板上的啟動(dòng)按鈕,控制回路中28得電,接觸器KM1吸合其主觸點(diǎn)閉合變頻器得電,按下變頻器RUN按鍵,因?yàn)镴1常閉觸點(diǎn)閉合,電機(jī)以30HZ頻率啟動(dòng)運(yùn)行; C、經(jīng)MAM-KY4(40)控制器內(nèi)部延時(shí)S1,控制回路31得電, J1常閉斷開、常開閉合,電機(jī)轉(zhuǎn)為50HZ工頻運(yùn)行; D、時(shí)間繼電器SJ經(jīng)延時(shí)S動(dòng)作常開觸點(diǎn)閉合接通電磁閥DZ電源,伺服汽缸打開,空壓機(jī)開始負(fù)載運(yùn)行; E、當(dāng)氣壓達(dá)到設(shè)定范圍上限時(shí),控制回路31斷電,時(shí)間繼電器SJ、繼電器J1跟著斷電,分別使伺服汽缸關(guān)閉、J1常開打開、J1常閉閉合,空壓機(jī)轉(zhuǎn)為30HZ空載運(yùn)行; F、當(dāng)氣壓達(dá)到設(shè)定范圍下限時(shí),控制回路31得電,時(shí)間繼電器SJ、繼電器J1通電吸合,J1常開閉合、J1常閉打開,空壓機(jī)工頻50HZ運(yùn)行SJ延時(shí)S其常開觸點(diǎn)閉合,DZ通電,伺服汽缸打開,空壓機(jī)負(fù)載運(yùn)行; 6. 改造重點(diǎn) 本設(shè)計(jì)利用臺(tái)達(dá)變頻器多段速運(yùn)行功能,在多功能輸入端子MI1、MI2中分別插入常開、閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)工頻、30HZ自動(dòng)切換程序運(yùn)行,并需對(duì)變頻器00-09、01-10、04-04、04-05、05-00、05-01等參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試,時(shí)間繼電器SJ時(shí)間設(shè)置應(yīng)≥MAM-KY4(40)控制器內(nèi)部延時(shí)S1+變頻器加速時(shí)間01-10。拆除接觸器KM2、KM3,將電機(jī)繞組接法改成△形。 四、方案對(duì)比
經(jīng)以上綜合比較建議采用方案3。

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