热电厂空压机群变频节能技术的应用

1、热电厂空压机群变频节能技术的应用中图分类号：TM62 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（ 2014）06-0549-011 引言1.1 空压机群现状热电厂中压缩空气系统主要为吹灰系统和仪表供气，其中仪表供气要求为不低于 4Kg ，吹灰设备的供气压力可以稍小，但一般在 4kg 以上可以保证系统运行正常。压缩空气系统由空压机群组成，山西大唐国际云冈热电空压机群现有 6 台 Ingersoll Rand 品牌空气压缩机，其中 4 台 M250，2 台 M160，目前的运行状态为 4 台 M250 常开， 2 台 MH160 为备机。目前空压机调节方法为吸气阀调节模式下的加卸载调节。当管网

2、压力未达到最高起跳压力时，通过调节吸气阀的开度来调节进气量，此时的排气量的调节范围为额定排气量的 60%100%；当空压机的排气压力达到某一特定压力、容积流量小到一定的程度时，空压机卸载；当容积流量达到一定程度时，空压机加载。空压机运行电流在吸气阀调节时，为400A 左右，基本满负荷，但产气量仅为满负荷的60%，与满负荷相比，浪费约 35%，在加卸载调节时，不产气，但电流仍有 180A，与停机相比浪费约 42.9%。现有的监测系统通过协议读取空压机相关信息，通过光纤传入工厂的辅控系统。空压机的操作需要人为进行远程控制，同时没有预警功能。1.2 现有控制方案的不足目前工厂的空压机监控方式，空压机

3、推高管网运行压力，频繁关闭、打开进气阀和放气阀，频繁加卸载空压机，使得设备磨损严重，增加维修量和维修成本。同时，当现场有较大的用气压力波动或者空压机运行出现问题时，需要人为参与空压机启停操作，具有一定的运行风险。在能耗方面，目前的控制模式，无论吸气阀调节还是加卸载调节，均存在严重的能源浪费。同时，由于吹灰系统用气量，导致压缩空气主管网压力波动幅度较大，平均值在 1bar2.2bar 之间，远超过正常的压缩机主管网压力波动范围： 0.5bar 左右。而且吹灰系统启动频繁，导致主管网压力在 5 分钟左右就会经历一个波动周期。这种幅度大，周期短的波动加大了空压机电机及主管网的负荷，缩短了空压机的维保

4、周期，减少了其工作寿命。给现场正常生产及设备正常维护造成了一定的安全隐患。2 变频节能改造方案针对上述问题和不足，本文提出一种对空压机群的改造方案。改造方案主要有两项改造内容。（1）空压机群专家节能控制器 （以下简称节能控制器）。通过投入空压机群专家控制器， 解决空压机产量与实际需求不一致导致的空压机频繁加卸载和压力波动，同时自动分析空压机运行的历史数据，不断优化空压机运行方式。建立空压机健康管理系统，实现对潜在故障的预警功能，还可以根据空压机运行情况联控干燥剂。节能控制器全天候无间断全自动智能远程和本地监控、操作设备，采用 15 寸工业触摸屏， 可以绘制数据的实时曲线，同时内含大容量存储器，

5、可存储各设备运行参数，管网供气压力等信息。通过负载共享，使得系统运行满足系统负载的最少空压机，具有主备机优先级选择和自动切换主备机的功能，可以远程报警或关机，纠正和避免空气系统陷入混乱。系统通过现场总线，最多可控制 8 太空压机， 2 台变频式空压机及 8 台干燥机，预留网络 RJ45，USB，RS-485 等接口，可以扩展接入空压站节能监控系统。（ 2）变频改造，通过添加两台空压机变频节能控制柜，进一步缓解空压机频繁加卸载的情况，稳定供气系统压力。变频节能控制柜采用封闭柜式结构，防护等级一般为 IP20，IP21，IP30 等，变频器是空压机变频节能控制柜的专用配套产品，其变频调速功能及主要

6、技术参数取决于内设变频器的规格型号与外围的配置状况。变频器专用控制柜根据用途的不同和功能的各异其差别也很大，一般需要根据工况要求定制。具有工频切换功能，可有效防止空压机运行过程中手动工变频切换对电动机产生的损伤，当变频器出现故障时，可将空压机切换至工频供电。3 改造效果采用对比方法测试。根据图4-1 所示，测定空压机群在节能控制系统在线与离线状态下的耗电量，相互对比来确定节能量，计算节能率。通过对比单位产量耗电量来计算节能率。单位产量耗电量根据生产情况指每发一万度电压缩机的耗电量。公式如下：其中： 节能率M1 节能监控系统离线状态下待改造设备（群）运行总耗电量M2 节能监控系统在线状态下待改造

7、设备（群）运行总耗电量N1 节能监控系统离线状态下的发电量N2 节能监控系统在线状态下的发电量空压机群专家节能改造完成后，对节约电量进行核算，用 4 月 22 日至 4 月 28 日空压机工频运行一周的用电量与 7 月 6 日至 7 月 12 日空压机变频运行一周的用电量进行比较。一周内用电量为 148.752（ MWh ），每日用电量为21.25MWh。一周内用电量为 121.05（MWh ），每日用电量为17.29MWh。可以得出，每日节电为21.25MWh-17.29MWh=3.96MWh ，节能率为3.96/21.25*100%=18.36%，因此，每年节约元。4 结论综上所述，可以看出，通过对空压机群的改造，可以在满足机组正常负载的情