空气压缩机系统改造方案

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1、XX市XX矿空压机变 频 改 造可行性方案公司二0年X月 可 行 性 分 析 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.、系统原工频运行概况、空压机工

2、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2040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速，在运行过程中能随时

3、检测电动机的负载情况，自动调整功率输出,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u 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。u 主电机时常轻载运行，属非经济运行,电能浪费严重。u 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。3、拖动系统的特点:u 机械特性具有恒转矩性质,电

4、机的轴功率PL与转速n 成正比.u 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.u 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:u 手动调节输入或输出口的阀门开度；u 用机械方式进行自动卸载与装载控制;u 通过改变叶片的角度来调节压力或流量。u 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10KW/80V,认为配套容量为10KW/30V）系列一拖一带旁路变频节电调速系统,完全能满足要求,制定出如下技术方案，此方案具有以下特点:l 优良的调速性能,满足

5、生产工艺要求;l 良好的节能效果,提高系统运行效率;l 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;l 系统安全、可靠，确保负载连续运行；l 控制方便、灵活,自动化水平高低压变频器3。1、变频器技术指标过载能力160额定电流，允许1分钟；0%额定电流,允许1.秒输入相数三相频率范围允许波动:250Hz电压范围允许波动：038V等级:310V46V输出频率设定频率范围2-9999最高频率99.9Hz之间任意设定精度模拟设定: 最高设定值的0.3%(2510）以下 数字设定： 最高设定值的.1%(-10+5）以下分辨率模拟设定:最高设定值的1/200 数字设定：0。1z控制转矩特

6、性转矩提升恒转矩提升启动转矩大于倍额定转矩低频转矩z时大于1.6倍的额定转矩制动转矩大于额定转矩制动方式直流制动、回馈制动、能耗制动加、减速时间1 9,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行运转操作远距离操作频率设定模拟信号:DC0-5V或DC0V或D420mA,多段速端子输入状态输出准备和运行信号输出，故障继电器输出显示数码显示器(LED)输出频率、输出电流、输入电压等运行数据,故障代码灯指示（L）面板指示:就绪状态指示、运行指示、故障指示远控指示：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

7、冷却方式强迫风冷防护等级IP23。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,带负载能力强.() 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。(4)采用芯片统一控制和 PC 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.口件清单序号部件名称规格型号制造厂家原产地备注XXXXXX2XXXXX3XXXXXXX4电解电容6800U40VDCXX5散热风机22020XXX6芯片SXXXX7无感电容。MFD1200C

8、XX X光纤DL-POFXXX10XX公司 电话：xxx-xxxxxxxx二、改造效益直接效益1、 节能计算空压机设备工况调查表 单位名称及联系人XX矿业检测时间2XX.X项 目数 据备 注项 目数 据备 注设备 名 称 用 途 空气压缩机 2电机额定数据型 号XXX2#压缩机额定数据 类 型离心、口往复、口螺杆、其它 类 型鼠笼、口同步、口绕线、型 号XX功 率10Kw 效 率 电 压380 流 量 / 电 流25 A 进风压力 p转 速9 rpm 排风压力 Mpa0。7功率因数0。9转 速 r/pm295 启动方式 轴 功 率其 它目前控制方式 口DCS PLC 口其它目前调节手段阀门或挡

9、板 口液力耦合器 口其它运 行 时间 24小时天 全年运行时间5天年电 价0。 元/度工作 时 间14。 （小时)9。6(小时)运行电流 A180A40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4A。已知:安装变频器前 根据运行电流可求出电动机功率:= 。732 I2 U2 cos 空载：P负载=(W）负载： P空载=21(K） 按照负载分钟，空载6分钟计算 平均功率为995+2115=7+8.65。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25z即可满足要求根据公式:风机的轴功率与转速的立方成正比，即1/P2=（1/N）3每小时运行于4

10、HZ时的时间为:60分钟52分钟每小时运行于HZ时的时间为:60分钟61=24分钟P2915(405）=1106。512= 3. P65（25/50）=1004。1=。5KW则使用变频器后,每小时的消耗功率为P4=+P=39。Kh节电率：变频器效率估算为2 =( W工 W变 )工9%100 = （。3.2)65.92%0 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2%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。(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

11、转频率,避免了电机会处于共振点运行的可能性,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。(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PL,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，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。（）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

12、仍能正常运行。由此可见,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。器件:真空接触器,隔离开关。. 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

13、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；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:-4060各三十分钟,共循环五次,间隔2分钟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；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；5） 驱动板电源、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。. 空载试验电路板及其它器件组装后进行空

14、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.通电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

15、统工作是否正常；1） PC、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.4） 报警功能是否正常:. 系统检验三绝缘试验，介电强度试验；检查系统绝缘性能是否达到设计要求。0. 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） 系统旁路（选项）；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。1. 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

16、验报告编写产品合格证并盖上品质专用章。2. 包装前及出货检验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.四、施工安装环境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00米。一般000米以下可以不考虑这些因素，但在此高度以上时,每升高100米,变频器需要降容%。 针对高海拔的特殊条件,风光变频器

17、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(2）,相对湿度的变化率每小时不超过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。、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。米，背面和顶部距墙距离不小于米。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

18、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、L;电机线连接到U、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;)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)电气安装注意事项输入和输出的电缆必须经过严格的耐压测试；输入和输出电缆必须分开配线，防止绝缘损坏造成危险;现场到变频器的信号线，该与强电电线分

19、开布线,信号线必须采用绞线的方式，最好采用屏蔽线，屏蔽线的一端可靠接地;要一直保证变频器柜体和厂房大地的可靠连接，保证人员安全。五、供货及服务供货范围、供货范围产品名称规格型号主要元件/及生产厂家数量备注变频柜XXXXX公司X台 免费诊断用电情况,提供节电技术支持和电效管理咨询. 安装调试:n 产品交货期：根据合同所定时间内送货上门n 送货上门:我公司将货品直接送到顾客指定地点。并将货品拆包装验收，在货主现场面前进行安装测试检查,确保所送货件正常。 技术服务：n 技术咨询：在工作日内，客户可随时在需要情况下,对于工作中碰到的技术难题向我公司致电咨询,风光员工会在自己能力范围内全力帮您解决，为用户提供新产品的技术资料等。n 现场技术服务:在用户的要求下,风光员工可上门进行技术服务。服务范围包括一些产品的安装,调试,如节电功能的调试和故障排除等.n 技术培训:主要为针对的基础培训包括产品一般使用（如参数设定等)。 售后服务:n 提供24小时响应技术服务热线,2小时快速响应，4小时赶到现场服务。 质量保证:n 产品一年保质期内:提供原厂配件,免费维修直至更换(如有产品质量问题）。n 产品一年保用期内：免费维修。产品终身维护。n