浅谈：变频空压机与空压机节能改造

时间：2024-10-31

变频式空压机是用压力感测器即时感应系统中实际气压和用气量。通过电器控制和变频控制的精确配合，在不改变空压机马达转矩(即拖动负载的能力)的前提下来即时控制马达转速(即输出功率)，经由改变压缩机转速，来响应系统压力的变化，并保持稳定的系统压力(设定值)，以实现高品质压空气的按需输出。当系统消耗风量降低时，此时压缩机提供的压缩空气大于系统消耗量，变频式压缩机会降低转速，同时减少输出压缩空气风量;反之则提高马达运转速增加压缩空气风量，以保持稳定的系统压力值。它和风机电机水泵节电一样，根据负载变化，控制输入的电压频率，跟变频器原理相同。

变频空压机

1、变频空压机的压力设定可以是一点，即可以将满足生产设备要求的较低压力作为设定压力，变频空压机将根据管网压力上下波动的趋势，调节空压机转速的快慢，甚至消除了空压机的卸载运行，节约了电能。

2、由于变频空压机使得管网上下压力稳定，可以降低甚至消除压力的波动，从而使系统中所有运行的空压机都在一个满足生产要求的较低的压力下运行，减少了压力向上波动造成的功率损失。

3、由于空压机不能排除在满负载状态下长时间运行的可能性，所以，只能按较大需求来决定电动机的容量，故设计容量一般偏大。在实际运行中，轻载运行的时间所占的比例是非常高的。故采用变频调速，可大大提高运行时的工作效率。因此，节能潜力很大。

4、有些调节方式(如调节阀门开度和改变叶片的角度等)，即使在需求量较小的情况下，也不能减小电动机的运行功率。采用了变频调速后，当需求量较小的情况下，可降低电动机的转速，减小电动机的运行功率，从而进一步实现节能。

5、单电动机拖动系统大多不能根据负载的轻重连续地调节。而采用了变频调速后，则可以十分方便地进行连续调节，能保持压力、流量、温度等参数的温度，从而大大提高空压机的工作性能。

空压机节能

一般厂家在设计空压机的装机容量时，都是按照厂里的较大生产工况来考虑的，而普通情况下，由于各种原因，只能用到产能的60%-80%。这个因素是节能空压机之一;

空压机的加卸载是空压机运行工况的一个重要性能，加载时间和卸载时间是空压机运行的重要参数，加载过程是负载需求较大情况，此时监测电机运行数据并记录，卸载过程是负载需求较小的情况，此时监测电机运行数据并记录。从数据比较可以看出，加卸载有着不同的电能量消耗，而加卸载是由于出口供气压力波动产生的，调节电机转速取消加卸载过程，达到恒压供气的目的，如果一台空压机的加载率达到或者**过了80%，那么它的节能空间是很小的，没有改进的必要，这个因素也是节能改造空间之一。

空压机变频改造

一变频节能技术改造的关键点

Ø 变频器的性能正弦变频器经过长达数年的变频技术研究和变频结构技术开发，在变频矢量技术方面已经取得成功并在多个领域得到良好的应用效果，如今的正弦变频器已拥有四个系列多种领域**产品，由于空压机是恒转矩负载特性，所以我们选用性能和性价比都很优良的G系列产品。

Ø 整体设计的控制变频技术改造整体控制要考虑到设备运用的安全，保留原来的工频电气回路，实现工变频**切换。同时在保护回路上考虑各种工况下的可靠性。

Ø 设备油路系统和冷却循环系统设备油路系统和冷却循环系统的改进是空压机变频改造成功的要点，根据不同的设备状况和ATLAS COPCO系列油路系统情况做必要的硬件改进，保证在低速运行状态设备的运行长期稳定。

变频节能改造应用优化分析节能改造设计要求根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求。

二空压机变频改造后系统应满足以下要求：

1.电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能**过±0.2bar。

2.系统应具有变频和工频两套控制回路。

3.根据空压机的工控要求，系统应**电动机具有恒转矩运行特性。

4.为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输出端应有抑制电磁干扰的有效措施。

5.在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，**电机绕组温度和电机的噪音不**过允许的范围。

6.考虑到系统以后扩展问题，变频器满足将来工控扩展的要求。

7.在该变频器上端加装输入电抗器，有效的抑制了变频器对电网的干扰。

三空压机变频节能改造的优点

1. 节能变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是较有实际意义的。根据空气量需求来供给的压缩机工控是经济的运行状况。节省电费约20%以上，约半年即可回收投入的资金。

2. 运行成本降低。传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44.3%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。

3. 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。由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在±0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。

4. 延长压缩机的使用寿命。变频器从0Hz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。

5. 降低了空压机的噪音。根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。

6. 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较低程度。

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