【壓縮機網(wǎng)】一. 概述

 

　　在工業(yè)生產(chǎn)中，壓縮空氣的使用非常普遍。在工廠(chǎng)內，若干臺空氣壓縮機安裝在一個(gè)地方，就構成一個(gè)空壓機站。四川自貢?shū)欪Q化工實(shí)業(yè)有限公司有一空壓機站，安裝有3臺110kW往復式活塞空壓機，用來(lái)壓縮氫氣。由于生產(chǎn)上使用氫氣的不均勻性，用氣量是在動(dòng)態(tài)變化的，有時(shí)需要同時(shí)運行數臺氫壓縮機供氣，而有時(shí)連一臺氫壓縮機產(chǎn)的氣都用不完，但氫壓縮機仍在全速運行。氫壓縮機在出廠(chǎng)時(shí)都配套有排氣壓力調節裝置，儲氣罐內的氫氣壓力超過(guò)設定壓力時(shí)，壓縮機進(jìn)氣管上蝶閥自動(dòng)關(guān)閉，壓縮機進(jìn)入空轉卸荷狀態(tài)。當儲氣罐內氫氣低于設定的壓力時(shí)，壓縮機進(jìn)氣管上蝶閥自動(dòng)開(kāi)啟，壓縮機又進(jìn)入滿(mǎn)載工作狀態(tài)。設定值有一滯環(huán)，例如設定儲氣罐內的氫氣壓力為0.815MPa，滯環(huán)為0.045MPa，這種調節方式，供氣壓力的變化范圍就是0.045MPa。滿(mǎn)載時(shí)，空壓機的工作電流接近電動(dòng)機額定電流；空轉卸荷時(shí)，空壓機的工作電流約為電動(dòng)機額定電流的50%。這部分電流不是做有用功，而是機械在額定轉速下的空轉損耗。雖然這種調節裝置也能調節壓力，但壓力的調節精度低，壓力波動(dòng)大；壓縮機總是在額定轉速下工作，機械磨損大，電耗高。

 

　　二. 壓縮機節能原理

 

　　根據空氣壓縮理論，壓縮機的軸功率PZ(kW)、排氣量QD(m³/min)和軸轉速n(r/min)符合下列公式：

 

　　式中：Mr—壓縮機輸入的平均扭矩N m

 

　　K—與氣缸容積、壓力、溫度和泄露有關(guān)的系數

 

　　n2—調節后的壓縮機轉速，r/min

 

　　V—氣缸容積，m³

 

　　根據上述理論分析，在壓縮機的氣缸容積不能改變的條件下，只有調節壓縮機的轉速能改變排氣量；壓縮機是恒轉矩負載，壓縮機軸功率與轉速成正比變化；在壓縮機總排氣量大于供氣量時(shí)，通過(guò)降低壓縮機轉速調節供氣壓力，是達到壓縮機經(jīng)濟運行的有效方法。

 

　　三. 變頻恒壓供氣

 

　　降低壓縮機轉速調節供氣壓力，是達到壓縮機經(jīng)濟運行的有效方法，而變頻調速方法，是一種高效的調速方法?？紤]在儲氣罐上安裝一只壓力變送器，將壓力信號反饋到變頻器的端子上，構成恒壓供氣系統，供氣壓力0.8MPa。本例選用一臺森蘭SB12S132KW變頻器，壓力變送氣選用森納斯DG13W=BZ-A，1.6MPa。恒壓供氣原理圖如圖7-1所示：

 

 

　　變頻器控制第一臺壓縮機，給定調節用變頻器上的操作鍵盤(pán)，變頻器的多功能輸出Y1、Y2分別接第二和第三臺的壓縮機的自耦減壓起動(dòng)器的起動(dòng)/停止電路，這樣可由變頻器的輸出控制另外兩臺壓縮機的運行或停機。手動(dòng)運行時(shí)，第一臺壓縮機由變頻器控制，第二和第三臺的壓縮機可用自耦減壓起動(dòng)器人工起動(dòng)/停止。自動(dòng)運行時(shí)，第一臺壓縮機s*先變頻運行，當變頻器的輸出頻率已達到50Hz，供氣量仍不足，變頻器的輸出節點(diǎn)Y1、Y2動(dòng)作，起動(dòng)第二和第三臺的壓縮機工作；如供氣量大于給定值時(shí)，系統自動(dòng)停止第二和第三臺的壓縮機工作，通過(guò)閉環(huán)調節可實(shí)現恒壓供氣。

 

　　氫氣為可燃性氣體，壓縮機的工作場(chǎng)地有爆炸危險，SB12S系列變頻器的防護等級為IP21，顯然不能安裝在有爆炸危險的場(chǎng)合。將變頻安裝在沒(méi)有爆炸危險的配電房?jì)?，用遠方控制盒在壓縮機旁進(jìn)行操作，遠方控制盒也要考慮為本質(zhì)安全性的。

 

　　四. 結束語(yǔ)

 

　　壓縮機于2003年8月改造完成，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的運行，達到了預想的目的。不論生產(chǎn)用氣如何改變，恒壓供氣的氣壓維持在0.8MPa左右，供氣質(zhì)量大幅度提高。節能方面，由壓縮機的公式可見(jiàn)，壓縮機消耗的軸功率PZ(kW)與軸轉速n(r/min)成正比，而壓縮機的排氣量QD(m³/min)又與軸轉速成正比，則壓縮機消耗的軸功率PZ(kW)就與壓縮機的排氣量QD(m3/min)成正比，即是：

 

　　式中：Mr、K、V均為常數，可見(jiàn)減少排氣量，可節省軸功率。經(jīng)實(shí)測節電率達到26%，取得了較好的經(jīng)濟效益。