空压机变频节能改造方案

一、空气压缩机系统应用行业

在工农业生产中，经常需要一定压力的压缩空气。如电子、塑胶、五金、化工、木材、纺织、制药、造纸以及大量需要气动的系统，因此这些行业都安装了空气压缩机。功率范围从7.5KW到280KW。此设备在运行中消耗大量的电能，使生产成本上升，且噪声巨大，经常需要设备维护，因此，压缩机节电改造势在必行。

二、螺秆式空气压缩机系统工作原理

螺杆式单级压缩空压机，其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八侧输送至压出侧，实现螺杆式空压机的吸气、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，阴转子与阳转子被主电机驱动而旋转。

一般空压机的启动方式采用星一角减压起动后全压运行，其工作流程是，按下启动按钮，控制系统接通启动阀线圈并打开断油阀，空压机在卸载状态下启动，这时进气闷处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。等降压启动后空压机开始加载运行，系统压力从（）公斤开始上升．如果系统压力上升到压力开关上限值（一般为8公斤），即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行；直到系统压力跌到压力开关下限值（一般为8公斤）即起跳压力下，控制器使进气闷打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机加载运行从6—6、 5—7、 5—8公斤卸载，循环运行。

三、传统空气压缩机运行不合理的分析

1、主电机虽然星一角减压起动，但起动时的电流仍是额定电流的5-6倍，不但浪费能源而且会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。如果用气量变化越大，空压机起停越频繁，对电网和设备运行损坏越大。

2、空气压缩机供气压力调节方式为上限压力值与下限压力值之差来控制，空压机工作流程如下：空压机投入运行后，即以额定转速运转，给储气罐充气，当储气罐气压达到上限压力值时，空压机的放气闷卸载，停止加压，转入空载运行，但空压机电机仍保持额定转速，白白消耗电能的卸载运行；当储气罐气压低于下限压力值时，空压机的放气阀吸合加载，再次以额定转速给储气罐加压，直到储气压力达到上限压力而卸载，又转入空载运行，如此循环，空压机一直处于两种运行状态：一种是做有用功的满载运行，另一种是做无用功、白白消耗电能的卸载运行。在空压机的整个运行时间中，电能浪费非常严重。

3、主电机工频起动和运行时，空压机运行时噪音很大，电机轴承的磨损也大，所以设备维护工作量大，而且维护费用高。

四、空气压缩机系统节能改造原理

空气压缩机恒压供气原理：

气压调节工作过程如下：

由分析可知，储气罐的压力大小与空气压缩系统的供气能力和用户的气动设备用气量有关，供气量（Qg）与用气量（Qu）平衡如下：

当供气能力Qg大于需气量（Qu），则压力（P）上升

当供气能力Qg小于需气量（Qu），则压力（P）下降

当供气能力Qg等于需气量（Qu），则压力（P）不变

从以上分析式可以看出，供气量与需气量之间的矛盾可在管网的压力变化上体现出来，管网压力可以作为控制供气量与需气量平衡的参变量，也就是说只要保证空气压缩系统管网压力不变，也就能保证该供气量（Qg）需气量（Qu）之间处于平衡。空压机的供气量（Qg）和空压机的电机主转速有关，变频驱动器根据用气量的变化来调节压机的电机的转速，也就根据用气量变化来调节供气量使之达到平衡，不产生多余的能量浪费，又保证了用气压力的稳定。

五、空气压缩机节电改造方案

方案一：空压机专用变频器改造方案

与厂家联合开发，更可加入个性化的空压机的功能、与标准变频器功能方案相比，采用专用变频器，该变频器内置了PID控制器，集成了空压机控制逻辑，配合LCD显示器，实现完美的变颊空压机控制，可实现多计算机联网监控等高级功能具有维护简单，能实现变频、工频自动切换，在空压机单一故障时，仍可为用户提供不间断的供气能力。

方案二：空压机一体化节电器改造方案

客户类型：适合于终端客户空压机变频节能改造．

这是一套通用的空压机变频改造方案，对于所有的空压机，都可以采用这种控制柜分离式解决方案。该方案采用一个独立的变频控制柜，内置变频改造的多数部件，包括变频器、操作面板、交流接触器、控制按钮等等。空压机改造时，只需要将用户原来的空压机系统的主电路和控制电路信号，接到对应的控制接线端子上，并接远程压力表，即可完成对空压机的变频改造工程。该过程不需要对原空压机内部构造太多改动甚至不改动，具有改造简单、实施方便、不改变用户习惯，保留原有界面的优点，同时也便于日后的保养和维修、新增部件：双系统节能控制柜（高性能矢量节电器），远程压力表、压力双通连接器。去除部件：无，保留原操作界面和方式不变。

六、空气压缩机系统节能改造后的节能分析

进行变频恒压节电改造后，可获得三方面的节电空间

1、由于气动设备在5公斤的气动力就能工作，我们可以在储气罐上设定气动压力6.5-7公斤左右就可以完全满足使用也避免了因主机向系统供高压力气体（7-8公斤）出现的大负载损耗浪费．

2、进行恒压改造后，储气罐上的压力稳定，当用气量减小时，通过降低变频驱动器的转速，减小供气量，当用
气量越小，变频驱动器降低的转速越小，节电效果越大。

3、当空压机系统没有改造前供气压力在6-8公斤 斤范围内，会跟据用气量的大小，稳定在某一压力值上，不卸载，处于一直加载的情况下运行．由于设计时，供气量通常大于需气量，所以通常会稳定7-7.9公 斤的压力值上通常所说的满载运行。如果进行恒压节电改造后，可根据气动设备设定一个最小压力稳定值在保证气动设备使用的情况下，避免了主机向系统长期向储气罐供高压力气体出现的损耗浪费。

七、空压机改用节电器后的优点

1、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，所以支行成本将大大降低。

2、提高压力控制精度

变频控制系统具体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电机转速的改变而改变一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3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，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。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、空压机工况改善

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，电机动转速度明显减慢，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。