空气压缩机系统改造方案

1、XX 市 XX 矿空压机变频改造可行性方案XX 公司二 0XX 年XX 月空压机系统改造方案一、低压变频系统改造方案概述1 、概述空气压缩机是利用电能将空气压缩使之作为一种动力源的设备,在工矿企业中应用十分普遍 , 配套电动机的容量一般较大，且大多是常年连续运行的，故节能的潜力很大。目前常见的压缩机有活塞式、螺杆式、离心式，不论哪一种工作方式，压缩机单位时间内产气量是一定的，目前压缩机都采用上下限控制或启停式控制，也就是说， 当气缸内的压力达到可设定值的上限时，空压机通过本身的压力或油压开关进气阀，这种工作方式频繁出现加载卸载，而且对电网、空压机本身都有极大的破坏性。2 、系统原工频运行概况行

2、1 、空压机工作原理简述：原空压机的运行方式为工频状态，系统在设计时是针对全矿满负荷用气量来设计的，并考虑了富余，是按最大量来设计的，而现在的工况是用气量经常变化，且经常加载、卸载运行，在整性个系统运行时存在着严重的“大马拉小车”的现象。为了解决这种现象，节约能源，提高经济效益，有必要对现有系统进行变频改造。为什么要用变频调速器呢？随着电力电子技术发展，采用变频方式实施交流电机调速达到控分制要求，已是成熟技术，它具有较高的功率因数，灵活简便的控制方式，稳定可靠的运行，启停过程中的软启停可消除对电网和设备的冲击水，相对降低20%-40%能耗等明显优点。变频调速可以实现交流电机大范围内的无级平滑调

3、速，在运行过程中能随时检测电动机的负载情况，自动析调整功率输出， 使电机始终处于最佳运行状态，在整个调速范围内均有很高的效率，节能效果明显。在交流异步电动机的诸多调速方法中，变频调速的性能最好，调速范围大，静态性能好，运行效率高。 采用变频器对异步电动机进行调速控制，由于使用方便、 可靠性高并且经济效益显著，所以得到广泛应用。2 、原系统工况存在的问题主电机起动时的电流很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全，对机械设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作量大。XX 公司1电话： xxx-xxxxxxxx可行空压机系统改造方案主电机时常轻载运行，属非经济运行，电能浪费严重。主电机

4、工频运行致使空压机运行时噪音很大。3、拖动系统的特点：机械特性具有恒转矩性质，电机的轴功率PL 与转速 n 成正比。大多处于长时间连续运行状态，但负载大小常有变动，为连续变动负载。飞轮力矩大，故要求有较大的启动转矩；4、压缩机的主要控制对象是空气的压力,常见的控制方式有：手动调节输入或输出口的阀门开度；用机械方式进行自动卸载与装载控制；通过改变叶片的角度来调节压力或流量。通过回流阀的方式调节压力。为满足提升机变频改造中的变频器要求，我厂本着安全第一、质量可靠的方针进行认真的分析，根据电机功率110KW/380V，认为配套容量为160KW/380V）系列一拖一带旁路变频节电性调速系统 ,完全能满

5、足要求，制定出如下技术方案，此方案具有以下特点：优良的调速性能，满足生产工艺要求；良好的节能效果，提高系统运行效率；分实现系统软启动，减小启动冲击，降低维护费用，延长设备使用寿命；系统安全、可靠，确保负载连续运行；控制方便、灵活，自动化水平高。析3 低压变频器3.1 、变频器技术指标过载能力160% 额定电流，允许1 分钟； 220% 额定电流，允许1.5 秒相数三相输允许波动：± 2%入频率范围50 ±1HzXX 公司2电话： xxx-xxxxxxxx可行性分析空压机系统改造方案允许波动：± 20%电压范围380V 等级： 310V-460V设频率范围2-99.

6、99Hz输定最高频率4-99.99Hz 之间任意设定出模拟设定 : 最高设定值的± 0.3%(25 ±10 )以下精度频数字设定 : 最高设定值的± 0.1%(-10+50 )以下率模拟设定 : 最高设定值的 1/2000分辨率数字设定 : 0.01Hz转转矩提升恒转矩提升矩启动转矩大于 2 倍额定转矩特低频转矩6Hz 时大于 1.6 倍的额定转矩控性制动转矩大于额定转矩制制动方式直流制动、回馈制动、能耗制动加、减速时间1 -999S, 加速时间和减速时间分别设定附属功能工作模态、低频补偿、额定电流、电流保护界限设定运运转操作远距离操作频率设定模拟信号： DC0-

7、5V 或 DC0-10V 或 DC4-20mA,多段速端子输入行状态输出准备和运行信号输出，故障继电器输出数码显示器（LED） 输出频率、输出电流、输入电压等运行数据，故障代码显面板指示：就绪状态指示、运行指示、故障指示示灯指示 (LED)远控指示：上升、下降、故障、减速状态指示保护功能过压、欠压、过流、短路、过热、开机连锁保护、外部设备故障输入冷却方式强迫风冷防护等级IP20XX 公司3电话： xxx-xxxxxxxx空压机系统改造方案3.2 、采用变频调速系统的优点(1) 在电网波动± 20% 范围内，恒转矩运行，不会因为电网波动影响负载。(2) 实现了电机软启动，启动力矩大，带

8、负载能力强。(3) 电机可以实现无级调速，加、减速过程很平滑，电流冲击小，大大减轻了机械冲击的强度。可(4) 采用芯片统一控制和PLC 外端电路接口相结合，使调速系统具有很高的可靠性。(5) 安全保护功能齐全，有过压、欠压、过载、过热、短路等保护。行性分析3.3 口件清单序号部件名称规格型号制造厂家原产地备注1XXXXXXXX2XXXXXXXX3XXXXXXXX4电解电容6800UF-400VDCXXXX5散热风机220V 200XXXX6芯片DSPXXXX7无感电容3.0MFD1200VDCXXXX8光纤EDL-POFXXXXXX 公司4电话： xxx-xxxxxxxx可行性分析空压机系统改

9、造方案二、改造效益直接效益1 、节能计算空压机设备工况调查表检 测单位名称及联系人XX 矿业20XX.XX.XX时间项目数据备项数据备注注目设备名称用途空气压缩机2#型XXX2#号离心、口往复、 口螺杆、 其类鼠笼、口同步、口绕线、类型它型XXX电功110Kw压型号机率缩额电380V机效率定压额流量数电235A定m 3/h据流数进风压力转2975r/pm据pa速排风压力功率因0.910.7Mpa数XX 公司5电话： xxx-xxxxxxxx空压机系统改造方案转速2975启动方r/pm式其轴 功 率它目前控制方式口 DCSPLC口其它目前调节手段阀门或挡板口液力耦合器口其它365天/运行 时间2

10、4 小时/天全年运行时间电价0.7 元/度可年工作时行性14.4 (小时 )9.6( 小时 )间运行电流 180A40AA空压机加载运行约9 分钟 ,运行电流为180A,6分钟卸载 ，运行电流约40A.已知：安装变频器前根据运行电流可求出电动机功率：P = 1.732I 2 U 2 cos 空载：P 负载 =95(KW)负载：P 空载 =21(KW)分按照负载9 分钟，空载 6 分钟计算平均功率为 95 ×9÷15 +21 ×6÷15 =57+8.4 65.4KW安装变频器后根据实际转速，则使用变频后频率调节至高速40HZ ，低速 25hz即可满足析要求

11、。根据公式： 风机的轴功率与转速的立方成正比，即P1/P2= （ N1/N2 ） 3每小时运行于40HZ时的时间为：60分钟×9÷15=32分钟每小时运行于25HZ时的时间为：60分钟×6÷15=24分钟P2=P ×9 ÷15 ×(40/50) 3=110 ×0.6 ×0.512= 33.7 KWP3= P ×6÷15 ×(25/50) 3=110 ×0.4 ×0.125 =5.5KW则使用变频器后，每小时的消耗功率为P4=P3+P2=39.2KW/hXX

12、 公司6电话： xxx-xxxxxxxx空压机系统改造方案节电率：变频器效率估算为92% = （ W 工 - W变 ）÷W 工×92% ×100% =（65.4-39.2）÷65.4 ×92% ×100% 36%由于现场的复杂性未考虑在内，节能量没有这么大，保守估计25% 还是有的2 、间接效益（ 1）运行稳定，安全可靠。（ 2）节能效果较为显著，大大降低了电耗。可（ 3）电动机实现了真正的软启动、 软停运， 变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流，降低了电机的故障次数。 同时，变频器设置共振点跳转频率， 避免了电机会处于共振点运行

13、的可能性，使电机工作平稳，轴承磨损减少，延长了电机的使用寿命和维修周期，提高了设备的使用行寿命。（ 4）变频器自身保护功能完善，同原来继电保护比较，保护功能更多，更灵敏，大大加强了对电机的保护。性（ 5）变频器同现场信号采用可靠的连接方式，控制方便，性能可靠，满足生产的需要。变频器内置有 PLC，现场信号接入灵活。在控制逻辑上，由现场（为变频器提供一对高速、低速节点，变频器按照节点的状态自动高速、低速往复运行；由变频器自身的频率输出进行转速测定，分可以取消原来同电机相连的测速器，由变频器为现场直接提供电机转速指示。（ 6）设备适应电网电压波动能力强，有时电网电压高或者再低变频器仍能正常运行。由

14、此可见， 在满足生产要求的条件下， 采用变频调速便可将耗费的电能节约下来，经济效益析可观，而这个节约的意义将是企业的直接经济利润。三、系统装置出厂前的功能和性能测试1. 进厂检验1 ） 抽样检验 :分立器件：电阻、插头、熔芯、电压互感器、电流互感器、电缆电线等。集成电路：CPU 、 PLC 等2 ） 全检 :功率器件：整流桥，可控硅，IGBT，电容、开关电源，电压互感器，电流互感器。XX 公司7电话： xxx-xxxxxxxx空压机系统改造方案器件：真空接触器，隔离开关。2. 元器件成型、回流焊、补焊、目测元器件插到电路板上后， 由品质部人员进行首件确认。 目的是对照设计文件， 检查所加工的电

15、路板及元器件是否符合设计要求及工艺要求。3. 高低温循环试验电路板加工完毕后，进行电气性能的调试及试验。目的是了解电路板是否能正常工作，及时发现加工过程的变异；可电路板进行高低温循环试验。目的是考核所用电路板在储存、运输及使用过程中，经受空气温度迅速变化的能力，同时考核印制板组装件的焊点质量及对早期失效的元器件进行筛选。条件： -40 +60 各三十分钟，共循环五次，间隔23 分钟行4. 调试检验高低温循环后，电路板进行调试/ 检验（贴合格证/ 喷防护漆），主要为以下项目：1 ） 电路板用电源；性2 ） 系统电压过、欠压值的调整及保护；3 ） 旁路保护；4 ） 过热保护；分5 ） 驱动板电源、

16、上下桥臂的互锁时间； 6 ） 过电流保护值；7 ） 控制程序运行是否正常。析5. 空载试验电路板及其它器件组装后进行空载情况的电气试验。在输入端加上三相输入标称电压、进行功能试验：1 ） 直流母线的过压、欠压及功能；2 ） 过热保护及功能；3 ） 旁路运行功能。6. 通电XX 公司8电话： xxx-xxxxxxxx可行性空压机系统改造方案进行额定输入电压下的高温老化试验1 ） 条件： 55 、72h ；2 ） 被试品包括：控制系统、光纤；3 ） 手段：通过测试程序来监控系统是否正常。7. 系统检验一主要根据设计文件、工艺文件、检验柜内装置的器件型号、规格及一、二次接线方式1 ） 检查柜内元件的

17、安装及规格型号；PLC、控制系统、开关电源、导线、空开、冷却风机、电流互感器、电压互感器、低压继电器等。2 ） 低压导线的规格型号；3 ） 一、二次接线方式的电气联接是否正常。8. 系统检验二控制柜通电，检查控制系统工作是否正常；1 ） PLC、主控箱、继电器等是否正常工作；2 ） 模拟输入、输出通道是否正常；3 ） 依据调试说明和客户具体要求做一些特殊项目试验。分4 ） 报警功能是否正常： 9. 系统检验三绝缘试验，介电强度试验；析检查系统绝缘性能是否达到设计要求。10. 系统检验三通电试验，测量以下项目工作是否正常。1 ） 主回路加电；2 ） 输入电压；3 ） 系统过、欠压保护；4 ） 系

18、统旁路（选项） ；XX 公司9电话： xxx-xxxxxxxx空压机系统改造方案5 ） 光纤报警；6 ） 测量输出侧电压互感器是否正常，调整给定压频比是否线性；7 ） 系统连续24 小时带电机运行；8 ） 校准输入、输出电压、电流精度。11. 编写出厂检验报告及产品合格证整理原始数据， 将现场数据填在报告内。 根据出厂检验报告编写产品合格证并盖上品质专用章。12. 包装前及出货检验可1 ） 外观检验。 机柜表面是否严重刮， 划伤； 柜门（锁）开启是否灵活到位； 紧固件是否有松动，脱落现象；标示是否正确，清晰，完整；2 ） 随机文件是否完整，齐全；附件是否与装箱清单一致。行四、施工安装性分析环境

19、要求为了变频器能长期稳定和可靠地运行，对变频器的安装环境作如下要求：最低环境温度0，最高环境温度40 ，工作环境的温度变化不大于5 /h 。如果环境温度超过允许值，考虑配备相应的空调设备；本变频器的标准产品安装高度要小于海拔1000 米。一般 1000 米以下可以不考虑这些因素，但在此高度以上时，每升高1000 米，变频器需要降容5% 。针对高海拔的特殊条件，风光变频器在设计时即考虑变频器的裕量问题，并且加强变频器自身的通风散热。 尤其需要提出的是，针对高海拔， 对变频器内置的移相整流变压器也需要提出特殊的设计要求，以保证整个系统的可靠性。环境湿度要求小于95% （20 ），相对湿度的变化率每

20、小时不超过5% ，避免凝露；不要将变频器安装在有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等空气污染的环境里。1、机械安装为了保证操作、维护的方便性和通风散热效果，变频器正面距墙距离不小于1.5 米，背面和顶部距墙距离不小于1 米。XX 公司10电话： xxx-xxxxxxxx可行性分析空压机系统改造方案所有柜体牢固安装于基座之上，并和厂房大地可靠连接。变压器接地端子PE 也接至厂房大地。各柜体之间相互连接成为一个整体。安装过程中要防止变频器受到撞击和震动,所有柜体不得倒置,倾斜角度不得超过30 °。2 、电气安装电气安装主要包括柜体到现场的输入输出电缆、柜体之间的连接线、柜体和现场的控制及信号线的配线。1) 电源及电机线的连接输入电源线连接到端子L1、 L2、 L3；电机线连接到U 、V、 W ，并注意相序关系；确保输入电压满足要求；确保电源线的线径及耐压满足要求；2 ）控制线的连接控制柜连线主要包括控制电源进线、远程控制接线、检测信号线、模拟量输入线、模拟量输出线、现场状态接线、开关量输出接线。如果用户有特殊要求，可以根据用户需求重新配置。3 ）