目錄

一、改造前的設(shè)備狀況

二、變頻改造的優(yōu)勢

三、改造指標(biāo)

四、改造方案

五、回收周期分析

六、售后服務(wù)

七、電氣控制框圖

附錄、現(xiàn)場數(shù)據(jù)記錄

前言

XX機械設(shè)備有限公司是華南地區(qū)著名的空壓機代理機構(gòu)，公司管理總部位于深圳，并在華南設(shè)有深圳寶安，東莞長安，東莞黃江，中山三鄉(xiāng)等區(qū)域辦事處。公司主要代理阿特拉斯空壓機、英格索蘭IR等國外知名品牌空壓機，同時也是YY集團空壓機的總代理。服務(wù)遍及珠三角，十年來，銷售設(shè)備超過幾萬臺。

藍(lán)海華騰技術(shù)有限公司是中高端領(lǐng)域?qū)I(yè)變頻器制造商，公司技術(shù)實力雄厚，公司V5、V6兩大系列幾十種的變頻器產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于工業(yè)的各行各業(yè)，在空壓機OEM制造，及空壓機改造中擁有豐富的經(jīng)驗，產(chǎn)品已進入國內(nèi)主流空壓機制造商，已批量應(yīng)用。節(jié)能效果明顯，一般節(jié)能可達25%~50%。公司針對空壓機改造客戶設(shè)計了一體化節(jié)能控制柜，方便改造及降低改造費用。

XX機械聯(lián)合藍(lán)海華騰公司，一起推動國內(nèi)空壓機設(shè)備的節(jié)能改造，現(xiàn)已在泉州、廣州、深圳、珠海、東莞等地開展了空壓機改造，實際節(jié)能效果非常理想，泉州改造的某電容薄膜生產(chǎn)工廠已開機3個月，累計運行超過2100小時，節(jié)能2萬多度，節(jié)能40%以上。深圳某五金廠一臺22kw變頻空壓機運行4個月，節(jié)能30%以上。

我們的空壓機節(jié)能改造理念：變頻節(jié)能，改造未來服務(wù)社會，利國利民

MM公司節(jié)能改造方案(一)

結(jié)論：改造55kw１臺、110kw２臺，節(jié)能率：27.9%，投資_____萬，回收周期____月

一、改造前的設(shè)備狀況

MM公司有2個空壓機房要改造，全部是螺桿機，共4+3=7臺空壓機，總功率（22+37+55+132）+（110*3）=576kw。加卸載狀況：132kw加載時間36秒，卸載50秒，加載率42%。110kw加載65秒，卸載55秒，加載率54%。

用氣壓力需求：噴涂需求為6~7Bar，生產(chǎn)車間需求6.8~7.8Bar；

原系統(tǒng)存在以下問題：

①主電機雖然采用Y——△減壓啟動，但啟動電流仍很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定；

②空壓機時?？蛰d運行，屬非經(jīng)濟運行，電能浪費嚴(yán)重；

③工頻運行時噪聲很大；

④工頻啟動對設(shè)備的沖擊較大，各部件如電磁閥的動作頻率高，設(shè)備維護費用相對高。

二、變頻改造的優(yōu)勢

1．節(jié)能

變頻控制系統(tǒng)可以比較準(zhǔn)確地根據(jù)用氣系統(tǒng)的需求來控制空壓機的輸出，達到節(jié)約能源的目的：

①變頻器的軟啟動功能，使空壓機的啟動電流<2倍額定電流，而使用工頻高達8倍；

②空壓機加載時，因供氣量的變化而改變電機轉(zhuǎn)速；

③當(dāng)用氣量極小時，空壓機卸載或休眠，空壓機在空載狀態(tài)時電機能耗也大大降低；

④V&T變頻啟動迅速，可以快速脫離休眠進入加載狀態(tài)，保證供氣壓力高于最低值。

2．降低維護成本

采用變頻控制系統(tǒng)，空壓機的軟啟動減少了對部分電氣部件和機械部件的沖擊。正常運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速大部分時間低于額定轉(zhuǎn)速，降低了各類相關(guān)電磁閥和氣動元件的工作頻率，延長了零部件的使用壽命，減少了空壓機的維護費用。

3．降低噪聲

當(dāng)排氣量減少時，電機運轉(zhuǎn)速度減慢，空壓機發(fā)出的噪聲比全速運行時的噪聲大大減少，改善了操作工的工作環(huán)境，有利于環(huán)保與保護員工健康。

4．輸出壓力穩(wěn)定，用氣量緩慢變化時可保持輸出壓力上下波動±0.01Mpa。

三、改造指標(biāo)

1、壓力穩(wěn)定：正常供氣，氣罐出口壓力波動±0.05MPa；

2、控制方式：具備變頻、工頻兩套控制方案，可切換；

3、可靠性：任何1臺設(shè)備損壞后，都能保證短期恢復(fù)供氣能力；

4、可維護性：主機損壞后，備用機可以投入使用。主機修好后可在線切換替代備用機；

5、啟動能力：啟動電流<2倍額定電流，休眠后再啟動時間短，補氣迅速，保證最低工作壓力；

6、可在線改造：改造中不影響現(xiàn)有生產(chǎn)用氣正常供應(yīng)，不知不覺中改造完畢；

7、總節(jié)電率不低于20%；

8、噪音：低于改造前。

采用V5-H變頻器+專用控制器可以實現(xiàn)以上要求，原空壓機控制器在變頻改造后的不再使用。需要在壓縮空氣總管路上安裝一只壓力變送器，輸出4～20mA信號反饋至控制器，與壓力設(shè)定值進行比較，經(jīng)PID運算輸出控制信號給變頻器，調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速及空壓機的加卸載，維持壓力，以達到恒壓供氣的目的。

四、改造方案

從現(xiàn)場數(shù)據(jù)、空壓機配備，改造施工以及日后不間斷供氣維護各方面因素。可以采取以下變頻改造方案，分2個階段：

第一階段：

噴涂空壓機房：

只對55kw空壓機進行變頻改造，55kw作為主控機器，55kw作為主機一直開機，功率在0~55kw可調(diào)節(jié)，同時可以調(diào)度22kw，37kw，甚至132kw。采用此方案，用氣需求在0~114kw內(nèi)得到自動調(diào)節(jié)。55kw變頻改造空壓機支持工頻方式，提高抗風(fēng)險能力。

如果55kw、22kw、37kw故障或要維修，可啟動132kw，滿足供氣需要，如果用氣超過132kw供氣能力，啟動22kw，37kw，55kw中任何可用機器，從最小功率的啟動。

如果將22kw或37kw設(shè)為主機，單憑22kw,37kw供氣能力不足，55kw和132kw開啟后有會供氣過剩，將導(dǎo)致55kw或132kw頻繁加卸載，回到工頻控制老狀態(tài)，起不到很好的變頻節(jié)能效果。

頂樓空壓機房：

任意改造2臺110kw空壓機，第3臺110kw不改造，做備份用。

改造的2臺空壓機，均可作為主機使用，在平均生產(chǎn)能力以下時，可以只開一臺機器。每臺可獨立供給足夠壓力。生產(chǎn)旺季可以開啟2臺，進行功率自動分配，在用氣量突變且較頻繁的情況下可以快速反應(yīng)。兩臺空壓機變頻化，可保證供氣最優(yōu)。如果采用只改造1臺110kw空壓機為變頻控制，擔(dān)心當(dāng)需要功率在110~130kw區(qū)間時，即工頻全速，變頻最低速或休眠，如果變頻空壓機總是處于休眠臨界狀態(tài)，在用氣突然減小后會造成達到壓力上限，工頻空壓機卸載，低于下限，工頻空壓機再啟動，將導(dǎo)致供氣波動。所以最好是工頻全速或工頻停機+變頻在一個合理的功率段范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)，這樣控制最優(yōu)，供氣最穩(wěn)定，節(jié)能最大。噴涂機房，因為有2臺小功率的可以充分調(diào)配，因此不存在該問題。

改造的2臺空壓機支持工頻方式，提高抗風(fēng)險能力，在故障發(fā)生時，可以切回工頻，保證和改造前功能相同。

第二階段(可選)：

噴涂空壓機房：

將132kw備用機改為變頻控制，這樣不用開起3臺小機器，只用1臺即可。可以做到輪流工作，而不是讓備機一直處于備用，工作機一直工作的狀態(tài)。

頂樓空壓機房：

無需第二階段改造。

五、回收周期分析

總投入：元

投資回收周期：月每度電0.8元時年節(jié)約電費：13.5萬元

總節(jié)能率：27.9%

年總節(jié)能：16.92萬度電估算改造前總耗電：60.66萬度/年。

節(jié)能率估算：

噴涂空壓機房：節(jié)能率估算：30.8%

加卸載狀況：132kw，加載率42%。

加載功率：110kw（假設(shè)值，該值越大節(jié)能率越高）

卸載功率：40kw（假設(shè)值，該值越大節(jié)能率越高）

空壓機卸載過程其實是能量損耗的過程?？晒?jié)約的電力基本集中在這一塊，而是使

用變頻后可節(jié)省該部分90%的能量，則節(jié)能率為：30.8%

(40×(1－42%))×90%÷(120×42%＋30×(1－42%))×100%=30.8%

變頻改造后平均加載功率估算為：50kw

(120×42%＋(40×(1－42%))×10%)÷(100%)=52.7kw

頂樓空壓機房：節(jié)能率估算：19.2%

加卸載狀況：110kw，加載率54%。

加載功率：110kw(估計值，該值越大，節(jié)能率越高)

卸載功率：35kw(估計值，該值越大，節(jié)能率越高，但超過60%額定時設(shè)備該維護)

空壓機卸載過程其實是能量損耗的過程。可節(jié)約的電力基本集中在這一塊，而是使

用變頻后可節(jié)省該部分90%的能量，則節(jié)能率為：19.2%

(35×(1－54%))×90%÷(110×54%＋35×(1－54%))×100%=19.2%

估算變頻改造后平均加載功率為：61kw

(110×54%＋(35×(1－54%))×10%)÷(100%)=61kw

總節(jié)能：169198度／年，改造前年總耗電量：606604度／年，所以綜合節(jié)電率：27.9%

以每度電0.8元計算，年節(jié)約電費：169198×0.8=135358元

以下是計算分析：按4000小時/年工作時間，分配到各機房為：

噴涂空壓機房：52.7÷(1－30.8%)×4000×30.8%=93824度

頂樓空壓機房：61÷(1－19.2%)×4000×19.2%×130%=75374度

130%的來歷：因為該機房有時需要臺機器同時開起，假設(shè)同時開起時間占總時間的30%，則同時開起2臺時，可增加單臺節(jié)電的30%

估算未改造前年總功率：52.7÷(1－30.8%)＋61÷(1－19.2%)×4000=606604度

六、售后服務(wù)

1、提供對貴公司變頻空壓機相關(guān)管理、使用人員的技能培訓(xùn)。

2、提供1年免費服務(wù)，故障報修后，24小時內(nèi)響應(yīng)，提供定期檢查服務(wù)；

3、免費服務(wù)到期后，提供定期巡檢服務(wù)，部件損壞后根據(jù)實際情況提供有償服務(wù)。

七、電氣控制框圖

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