变频空压机节能改造实际案例以:1台55kw,2台110kw,节能率:27.9%,投资_____万元,投资回收期____个月,进行实际分析。
1、改造前设备状况
MM公司有2个空压机房待改造,均为螺杆机,共4+3=7台空压机,总功率(22+37+55+132)+(110*3)=576kw。 装卸状态:132kw装车时间36秒,卸货50秒,装车率42%。 110kw加载65秒,卸载55秒,加载率为54%。
气体压力要求:喷漆用6~7Bar,生产车间用6.8~7.8Bar;
原系统存在以下问题:
①主电机看似是Y——△减压启动,但启动电压仍然很大,会影响电网的稳定性;
②空压机经常空载运行,属于非经济运行,电能浪费严重;
③工频运行时噪声较大;
④工频启动对设备影响较大,电磁阀等各部件动作频率较高,设备维护成本较高。
二、变频改造的优点
1.节能
变频控制系统可以根据用气系统的需求来控制空压机的输出,达到节能的目的:
①变频器的软启动功能使空压机的启动电压升高。 ②空压机带负载时,由于供热量的变化,电机怠速发生变化;
③用气量极小时,空压机卸载或休眠,空压机空载状态时电机煤耗大大降低;
④ V&T变频启动快,能快速离开休眠进入加载状态,保证加热压力低于最小值。
2.降低维护成本
采用变频控制系统,空压机软启动,减少了对部分电气、机械部件的冲击。 正常工作时,怠速大部分时间高于额定怠速,增加了各种相关电磁阀和气动元件的工作频率,延长了零部件的使用寿命,降低了空压机的维护成本。
3.降低噪音
当排气量减少时,电机运转速度减慢,空压机发出的噪音比全速时低很多,改善了操作人员的工作环境,有利于环境保护和保护员工健康。
4、输出压力稳定,用气量变化平缓时,输出压力可波动±0.01Mpa。
3、转型指标
1、压力稳定:正常加热,储气罐出口压力波动±0.05MPa;
2、控制方式:具有变频、工频两种控制方案,可切换;
3、可靠性:任何设备损坏后,能保证短期内恢复供热能力;
4、可维护性:主机损坏后,备用机即可投入使用。 主机修复后,可切换上线更换备用机;
5、启动能力:启动电压 6、在线改造:改造不会影响现有生产气的正常供应,改造在不知不觉中完成;
7、总节电率不高于20%;
8、噪音:较改造前有所提高。
采用V5-H变频器+专用控制器即可实现上述要求,变频改造后将不再使用原来的空压机控制器。 需要在压缩空气主管道上安装压力变送器,输出4~20mA信号反馈给控制器,与压力设定值比较,通过PID运算输出控制信号给变频器,调节电机怠速和空压机的加卸载,保持压力,达到恒压加热的目的。
4、改造方案
来自现场数据、空压机设备、改造建设以及未来不间断供热维护的激励。 可以采用以下变频重构方案空压机加载电流过大,分为2阶段:
第一阶段:
涂装空压机房:
仅对55kw空压机进行变频改造,以55kw为主控机,仍开启55kw作为主机。 该方案可在0~114kw范围内手动调节用气需求。 55kw变频改造空压机支持工频模式,增强抗风险能力。
如果55kw、22kw、37kw出现故障或需要维修,可以启动132kw来满足供暖需求。 如果用气量超过132kw制热能力,则启动22kw、37kw、55kw中任何可用的机器,从最小功率开始。
如果设置22kw或37kw作为主机,单独22kw和37kw的加热能力不足,55kw和132kw开机后会出现加热不足的情况,会导致55kw或132kw频繁装卸,回到工频控制的旧状态,达不到变频节能的良好效果。
三楼空压机房:
随机改造两台110kw空压机空压机加载电流过大,第三台110kw空压机不改造,作为备用。
改造后的2台空压机均可作为主机使用,平均产能以下时只能运行一台机器。 每个都可以独立提供足够的压力。 生产旺季可开机2台,手动分配功率,在用气量突然频繁变化时能快速响应。 两台空气压缩机的变频可以确保最佳的加热效果。 如果只改造一台110kw空压机进行变频控制,恐怕当所需功率在110~130kw范围内,即工频全速时,变频处于最低转速或休眠。 因此,在合理的功率范围内最好手动全速调节工频或工频停机+变频,这样控制最优,加热最稳定,节能最大。 在涂装机房内,由于有2台小功率机组可以全部部署,所以不存在这个问题。
改造后的2台空压机支持工频模式,增强抗风险能力。 当发生故障时,可切换回工频,保证重建前的功能。
第二阶段(可选):
涂装空压机房:
将132kw备用机改为变频控制,这样就不用启动3台小机了,只需要一台机。 可以轮流进行,而不是让备用机仍然处于待机状态,而工作机仍然在工作。
三楼空压机房:
无需进行第二阶段改造。
5、恢复周期分析
总投资: 元
投资回收周期:每月每千瓦时0.8元,年节水:13.5万元
总节能率:27.9%
年节能总量:16.92万千瓦时。 改造前总用电量:60.66万千瓦时/年。
节能率计算:
涂装空压机房:计算节能率:30.8%
装卸状态:132kw,装载率42%。
负载功率:110kw(假设值,值越大节能率越高)
卸载功率:40kw(假设值,值越大节能率越高)
空压机的卸载过程看似是一个能量消耗的过程,能节省的电量基本都集中在这一项,但是使得
采用变频后,该部分能量可节省90%,节能率为30.8%。
(40×(1-42%))×90%÷(120×42%+30×(1-42%))×100%=30.8%
变频改造后平均负载功率计算为:50kw
(120×42%+(40×(1-42%))×10%)÷(100%)=52.7kw
三楼空压机房:计算节能率:19.2%
装卸状态:110kw,装载率54%。
负载功率:110kw(大概数值,数值越大节能率越高)
卸载功率:35kw(大概值,值越大节能率越高,但超过额定值的60%时应对设备进行维护)
空压机的卸载过程看似是一个能量消耗的过程,能节省的电量基本都集中在这一项,但是使得
采用变频后,该部分能量可节省90%,节能率为:19.2%
(35×(1-54%))×90%÷(110×54%+35×(1-54%))×100%=19.2%
计算变频改造后平均带载功率:61kw
(110×54%+(35×(1-54%))×10%)÷(100%)=61kw
节能总量:千瓦时/年,改造前总用电量:千瓦时/年,综合节电率:27.9%
按每度电0.8元计算,每年节省水费:×0.8=元
以下是估算分析:按照4000小时/年的工作时间,分配给每个机房的时间为:
涂装空压机房:52.7÷(1-30.8%)×4000×30.8%=93824度
三楼空压机房:61÷(1-19.2%)×4000×19.2%×130%=75374度
130%的原因:因为机房有时需要两台机器同时开机,假设同时启动的时间占总时间的30%,那么两台机器同时开机时,单机省电可降低30%
计算改造前年总电量:52.7÷(1-30.8%)+61÷(1-19.2%)×4000=度
六、售后服务
1、为贵公司变频空压机的管理和使用人员提供技能培训。
2、提供1年免费服务,报修后24小时内响应,并提供定期检测服务;
3、免费服务期满后提供定期检查服务,部件损坏后根据实际情况提供有偿服务。