Енергозберігаюча програма модернізації повітряного компресора з перетворенням частоти Рішення

I. Короткий вступ до принципу роботи повітряного компресора

Пара роторів Інь і Ян (або гвинтів), паралельних один одному, обертається в циліндрі, так що повітря між зубцями ротора продовжує періодично змінювати об’єм, а повітря вздовж осі ротора транспортується від всмоктування сторони до сторони подачі, щоб досягти всього процесу всмоктування, стиснення та випуску гвинтового повітряного компресора. Повітряний вхід і вихід повітряного компресора розташовані відповідно на обох кінцях корпусу, а паз ротора Інь і зубці ротора Ян обертаються головним приводом двигуна. Основна потужність двигуна оригінального повітряного компресора становить 45 кВт, із загалом трьох одиниць. Режим роботи: він приймає робочий режим декомпресії △-Y, а потім працює з повним тиском. Специфічні робочі процедури: після натискання кнопки запуску система управління вмикає котушку стартера і відкриває маслоуловлювач. Повітряний компресор запускається в режимі розвантаження, коли впускний клапан знаходиться в закритому положенні, а випускний клапан відкритий для скидання тиску в нафтогазовому сепараторі. І після зниження на 2 секунди повітряний компресор починає працювати з навантаженням і тиск у системі починає зростати. Якщо тиску повітряного компресора недостатньо, запустіть другий повітряний компресор, а якщо тиску другого повітряного компресора все ще недостатньо, запустіть третій. Якщо тиск у системі піднімається до верхньої межі реле тиску, тобто тиску відбору, контролер закриває клапан, і масло та газ розділяються, а газ видувається. Повітряний компресор працює без навантаження, доки тиск у системі не впаде нижче нижньої межі реле тиску, тобто тиску відскоку. Контролер відкриває впускний клапан, а спускний клапан маслогазосепаратора закривається. Повітряний компресор відкривають, а спускний клапан нафтогазосепаратора закривають. Повітряний компресор працює з повним навантаженням. 

II. Існуючі проблеми в оригінальній системі

1. Незважаючи на те, що основний двигун приймає режим запуску з декомпресією △-Y, струм все ще великий під час запуску, що вплине на стабільність мережі та безпеку роботи іншого електричного обладнання.

2. Основний двигун часто працює без навантаження, що призводить до серйозних витрат енергії.

3. Основний двигун, що працює на частоті живлення, призводить до сильного шуму в роботі повітряного компресора.

4. Основний двигун працює на частоті живлення, що спричиняє великий вплив на обладнання та високий механічний знос двигуна, що призводить до великої кількості великих механічних робіт з технічного обслуговування.

III. Програма модернізації перетворення частоти

1. Принцип програми модернізації

Система керування тиском із замкнутим циклом, що складається з перетворювача частоти, датчика тиску, двигуна та спірального ротора, автоматично регулює швидкість двигуна, щоб тиск повітря всередині резервуара стабілізувався в заданому діапазоні для досягнення постійного контролю тиску. Тиск зворотного зв’язку порівнюється з заданим тиском, щоб контролювати вихід частотного перетворювача в режимі реального часу для регулювання швидкості двигуна, щоб тиск повітря в резервуарі можна було стабілізувати на заданому рівні.

2. Принципи проектування програми модернізації перетворення частоти

Відповідно до існуючих проблем у початковому робочому стані та в поєднанні з вимогами виробничого процесу система повітряного компресора після модернізації з перетворенням частоти виконує такі функції:

(1) Потужність резервуара є стабільною, коли двигун приводиться в рух частотним перетворювачем, а діапазон коливань тиску не може перевищувати ± 0,02 МПа;

(2) Система повинна мати два набори контурів керування, включаючи змінну частоту та частоту живлення;

(3) Система має два набори контурів керування, включаючи відкритий і закритий контур;

(4) Інвертор повітряного компресора може керувати трьома частинами повітряного компресора;

(5) Відповідно до вимог умов експлуатації повітряного компресора, система повинна забезпечувати, щоб двигун мав робочі характеристики постійного крутного моменту;

(6) Щоб запобігти несинусоїдальним перешкодам у контролері повітряного компресора, вхід частотного перетворювача повинен мати ефективні засоби для придушення електромагнітних перешкод;

(7) У разі невеликої кількості газу як температура обмотки двигуна, так і шум двигуна не перевищують допустимий діапазон, коли перетворювач частоти працює на низькій частоті.

(8) Беручи до уваги проблему майбутнього розширення системи, частотний перетворювач потужністю 55 кВт вибрано відповідно до майбутніх вимог майбутнього розширення;

3. Налагодження системи

Робота з налагодження ділиться на дві частини:

По-перше, попередньо встановіть параметри перетворювача частоти відповідно до вимог процесу, параметрів двигуна та характеристик навантаження.

По-друге, налагодження системного зв’язку.

Проведіть налагодження зв'язку системи після завершення налаштування параметрів і роботи без навантаження перетворювача частоти.

(1) Підключіть диск до системи.

(2) Виконайте роботу в режимі петлі потужності частоти.

(3) Виконайте роботу в режимі петлі перетворення частоти, включаючи дві частини налагодження керування з відкритим і замкнутим контуром:

Відкритий контур: переважно спостерігайте за ситуацією підвищення частоти перетворювача частоти. Чи нормальний звук роботи обладнання? Чи є підвищення тиску повітряного компресора стабільним? Чи нормальний дисплей трансформатора тиску? Чи правильно вимкнено обладнання тощо? Якщо все нормально, ви можете виконати налагодження в замкнутому циклі.

Замкнутий цикл: в основному досягається, щоб швидкість підвищення частоти та швидкість падіння частотного перетворювача відповідали рухам тиску повітряного компресора. Не створюйте коливань тиску. Крім того, уважно стежте за точкою механічного резонансу та пропускайте ті частоти поблизу точки резонансу.

IV. Переваги модернізації повітряного компресора з перетворенням частоти;

1. Економте енергію

Порівняно з традиційними компресорами енергозбереження компресорів, що працюють від частотного перетворювача, є найбільш практичним. Відрегулюйте потужність компресора відповідно до потреб повітря.

2. Нижчі експлуатаційні витрати

Експлуатаційні витрати традиційних компресорів складаються з трьох статей: початкові витрати на придбання, витрати на технічне обслуговування та витрати на енергію. Витрати на електроенергію складають близько 70% від загальної вартості. Завдяки зниженню витрат на енергію більш ніж на 30%, у поєднанні зі зменшенням впливу на обладнання після запуску перетворювача частоти та, таким чином, скороченням часу на технічне обслуговування, експлуатаційні витрати будуть значно зменшені.

3. Підвищення точності контролю тиску

Система контролю перетворення частоти має можливість точного контролю тиску, тому вихідний тиск повітря компресора відповідає кількості газу, необхідної для повітряної системи користувача. Обсяг вихідного газу компресора, керованого частотним інвертором, змінюється зі швидкістю двигуна.

Зі збільшенням точності електромеханічної швидкості регулювання частоти зміни тиску в системі трубопроводів залишаються в межах необхідного діапазону, що ефективно покращує якість подачі повітря.

4. Подовжте термін служби компресора

Привід запускає компресор від OHZ, і його час прискорення запуску можна регулювати, що зменшує вплив на електричні та механічні компоненти повітряного компресора під час запуску двигуна та підвищує надійність системи, щоб обслуговування подовжується термін служби компресора. Крім того, керування перетворенням частоти може зменшити коливання струму, які впливатимуть на електромережу та електроенергію іншого обладнання під час запуску пристрою. Частотний перетворювач може ефективно зменшити пік пускового струму до мінімуму.

5. Низький шум повітряного компресора. Відповідно до умов роботи компресора, після регулювання частоти та трансформації швидкість двигуна значно сповільнюється, що ефективно зменшує шум від роботи повітряного компресора. Порівняно з оригінальною системою, відповідно до минулого досвіду, шум зменшується приблизно на 3–7 дБ.

V. Інвестиції в обладнання

Особлива примітка:

1. Шафа керування має частотний перетворювач VEICHI AC70-T3-55K;

2. Система керування є основною системою керування повітряним компресором. Він використовує частотний перетворювач серії VEICHI AC70K, один VFD-привід, три режими керування двигуном, що значно знижує інвестиційні витрати. Інвестиції доступні, а ефект великий. Коли система використовується в різних типах системи регулювання швидкості, її енергозбереження може досягати 20-50% і, як правило, може досягати верхньої межі без впливу інших факторів.

VI. Період окупності

1. Економія електроенергії повітряного компресора

Візьмемо для прикладу вентилятор потужністю 45 кВт, який працює на частоті 40 Гц: коли він працює на 80% робочої швидкості, споживання електроенергії на валу двигуна: Pz=0,83Pn=0,512Pn. Як відомо, у році 12 місяців, місяць 30 днів і 24 години в добі. Після розгляду всіх видів втрат і припустимо, що енергозбереження становить 30% електроенергії: W = 45*12*30*24*30% = 116640 кВт·год і припустимо 0,5 юаня на кіловат-годину, річна економія електроенергії: 116640*30,5 = 58320 юанів.

2. Зменште витрати на обслуговування;

3. Цикл повернення інвестицій = 12 (місяць) * 41500/58320 = 12 ÷ 152% = 8,5 (місяць). Термін служби частотних перетворювачів може досягати більше 10 років. Лише враховуючи енергозбереження двигуна, потрібно 8 місяців або близько того, щоб відшкодувати всі інвестиції, що означає “одна інвестиція, довгострокова вигода”. Технологія контролю швидкості перетворення частоти - це нова технологія, яка має ідеальний ефект енергозбереження в полі опору двигуна. Він може енергійно сприяти технологічному прогресу підприємств і покращувати комплексні переваги підприємств.