空氣壓縮機變頻改造的技術研究

宋麗娟（冀中能源邢礦集團金牛鉀堿分公司，河北邢臺061000）

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空氣壓縮機變頻改造的技術研究

宋麗娟
（冀中能源邢礦集團金牛鉀堿分公司，河北邢臺061000）

摘要：介紹了空氣壓縮機變頻改造的具體方案及經濟效益。

關鍵詞：空氣壓縮機；工頻；變頻

經變頻器改造后的空氣壓縮機，可以節省卸載時的部分電能，在加載時，空壓機的供氣壓力可以根據壓力設定進行調節，實現基本穩定。

1　原空氣壓縮機存在問題及改造依據

1.1空壓機工頻運行存在的主要問題

（1）主電機雖然采用星-角減壓啟動，但啟動時的電流仍然很大，會影響電網的穩定及其他用電設備的運行安全；

（2）主電機時常空載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重；

（3）主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大；

（4）主電機工頻起動設備的沖擊大，電機軸承的磨損大。

1.2空壓機改造依據

當空氣壓縮機的儲氣罐達不到設備運行氣壓時，進行加載運行（進氣閥打開），對管道供氣；當管道壓力達到設定氣壓時后，為保護設備進行卸載運行（進氣閥關閉）但不停機。空氣壓縮機的高壓加載的電流比低壓時加載的電流高，使設備處于高負荷運行，對設備的使用壽命不利。

對空壓機進行變頻改造，只需改變空壓機電機的供電方式，不用更改原來的線路；在變頻柜出現問題時，還可以采用原來的工頻控制，在變頻器出現故障的情況下也不影響使用。

2　空壓機變頻改造的具體方法

空壓機的改造主要是電路改造，通過替代原來工頻的供電方式，同時備用工頻供電方式。

（1）主電路。空壓機大多采用Y-D啟動，大的空壓機有的采用軟啟動。將變頻輸出直接接電機端，即空壓機的接觸器下口，Y-D啟動需注意端子的相序。

（2）控制電路。主要的控制電路為工頻與變頻互鎖，否則變頻器會燒毀；互鎖的方法采用通過將接觸器動作的電路進行互鎖；另外通過壓力傳感器采集空壓機加載和卸載的控制信號，讓加載和卸載的動作信號控制變頻器的恒速運行。

（3）傳感器安裝。傳感器安裝在供氣管道上，有的供氣系統在空壓機的出氣口采用了止回閥，安裝傳感器的位置應該在止回閥后，即遠離出氣口一端。否則造成空壓機卸載時壓力驟降，頻繁的加載和卸載時，變頻器容易出現頻率震蕩。

3　空壓機變頻改造應用優化分析

電機變頻運行狀態保持儲氣罐壓力穩定，壓力波動范圍不能超過±0.2 bar。系統具有變頻和工頻2套控制回路。根據空壓機的工控要求，該系統保障電動機具有恒轉矩運行特性。在用氣量小的情況下，變頻器處于低頻運行時，能夠保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍。根據空壓機的工控要求，該系統保障電動機具有可控制的電流運行特性。空壓機啟動時，需要的功率降低。根據空壓機的工控要求，該系統保障電動機具有可控的加速特性和可調的運行速度特性。

4　空壓機變頻改造的經濟效益分析

（1）與改造前的空壓機比較，能源節約是最有實際意義的。根據空氣需求量來供給的空壓機最經濟的運行狀態，節約電費約20%，約一年半即可收回投入的資金。

未節電的情況下，110 kW電動機以電價平均0.6元/kW·h計算每年的電費為285 120元；以節電率20%計算，每年節約的電費為57 024元。

（2）空壓機的運行成本降低。

（3）提高了壓力的控制精度。

（4）延長了空壓機的使用壽命。

（5）降低了空壓機的噪音。由于穩定運行時運行頻率小于工頻，機械噪音下降，機械磨損大大減小，進而提高空壓機運行的穩定性。

5　結論

通過對空壓機的變頻改造，大大提高了空壓機運行的穩定性和空壓機的運行效率，降低了空壓機的運行成本，延長了空壓機的使用壽命，減少了因空壓機出現故障給金牛鉀堿分公司帶來停車的機率，為全廠設備的平穩運行奠定了基礎。

Research on frequency technology of air compressor

SONG Li-juan
（Jizhong Energy Xingtai Mining Group Jinniu Potash Branch.，Xingtai 054000，China）

Abstract：The concrete method and of modification effect of frequency conversion transformation of air compressor were introduced.

Key words：air compressor；working frequency；frequency

中圖分類號：TQ051.21

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）02-0046-01

收稿日期：2015-09-14