Programma di retrofit per il risparmio energetico del compressore d'aria con conversione di frequenza Soluzione

I. Breve introduzione al principio di funzionamento del compressore d'aria

Una coppia di rotori Yin e Yang (o viti) paralleli tra loro ruotano nel cilindro, in modo che l'aria tra i denti del rotore continui a produrre variazioni periodiche di volume e l'aria lungo l'asse del rotore venga trasportata dal lato di aspirazione al lato lato mandata, per realizzare l'intero processo di aspirazione, compressione e scarico del compressore d'aria a vite. L'ingresso e l'uscita dell'aria del compressore d'aria si trovano rispettivamente su entrambe le estremità del guscio, e la fessura del rotore Yin e i denti del rotore Yang vengono ruotati dall'azionamento del motore principale. La potenza del motore principale del compressore d'aria originale è di 45 kW, con un totale di tre unità. Modalità operativa: adotta la modalità operativa di decompressione △-Y e quindi funziona con la massima pressione. Procedure operative specifiche: dopo aver premuto il pulsante di avvio, il sistema di controllo accende la bobina di avviamento e apre il sifone dell'olio. Il compressore d'aria si avvia in modalità di scarico, dove la valvola di aspirazione è in posizione chiusa e la valvola di sfiato è aperta per scaricare la pressione nel separatore di olio e gas. E dopo essere sceso per 2 secondi, il compressore d'aria inizia a funzionare con il carico e la pressione del sistema inizia ad aumentare. Se la pressione di un compressore d'aria non è sufficiente, avviare il secondo compressore d'aria e se la pressione del secondo compressore d'aria non è ancora sufficiente, avviare il terzo. Se la pressione del sistema sale fino al limite superiore del pressostato, ovvero la pressione di decollo, il controller chiude la valvola, l'olio e il gas vengono separati e il gas viene scaricato. Il compressore d'aria funziona senza carico finché la pressione del sistema non scende al di sotto del limite inferiore del pressostato, ovvero la pressione di rimbalzo. Il controller apre la valvola di aspirazione e la valvola di sfiato del separatore di olio e gas viene chiusa. Il compressore d'aria è aperto e la valvola di spurgo del separatore di olio e gas è chiusa. Il compressore d'aria funziona a pieno carico.

II. Problemi esistenti nel sistema originale

1. Sebbene il motore principale adotti la modalità di avvio della decompressione △-Y, la corrente è ancora elevata all'avvio, il che influirà sulla stabilità della rete e sulla sicurezza di funzionamento di altre apparecchiature elettriche.

2. Il motore principale funziona spesso senza carico, il che comporta un grave spreco di energia.

3. Il motore principale che funziona a frequenza industriale provoca un notevole rumore durante il funzionamento del compressore d'aria.

4. Il motore principale funziona alla frequenza di rete, con un conseguente forte impatto sulle apparecchiature e un'elevata usura meccanica del motore, che comporta grandi quantità di grandi lavori di manutenzione meccanica.

III. Programma di aggiornamento della conversione di frequenza

1. Principio del programma di retrofit

Il sistema di controllo della pressione a circuito chiuso composto da inverter di frequenza, trasmettitore di pressione, motore e rotore a spirale regola automaticamente la velocità del motore, in modo che la pressione dell'aria all'interno del serbatoio si stabilizzi entro l'intervallo impostato per ottenere un controllo costante della pressione. La pressione di retroazione viene confrontata con la pressione impostata per controllare l'uscita dell'inverter in tempo reale per regolare la velocità del motore in modo che la pressione dell'aria nel serbatoio possa essere stabilizzata alla pressione impostata.

2. Principi di progettazione del programma di retrofit della conversione di frequenza

In base ai problemi esistenti nelle condizioni di lavoro originali e in combinazione con i requisiti del processo di produzione, il sistema di compressore d'aria dopo l'aggiornamento della conversione di frequenza ha le seguenti funzioni:

(1) L'uscita del serbatoio è stabile quando il motore è azionato da un convertitore di frequenza e l'intervallo di fluttuazione della pressione non può superare ± 0,02 MPa;

(2) Il sistema dovrebbe avere due serie di circuiti di controllo comprendenti frequenza variabile e frequenza di alimentazione;

(3) Il sistema dispone di due serie di circuiti di controllo, inclusi circuito aperto e circuito chiuso;

(4) Un inverter del compressore d'aria può controllare tre compressori d'aria;

(5) In base ai requisiti delle condizioni operative del compressore d'aria, il sistema dovrebbe garantire che il motore abbia caratteristiche di funzionamento di coppia costante;

(6) Al fine di prevenire l'interferenza dell'onda non sinusoidale nel controller del compressore d'aria, l'ingresso dell'inverter dovrebbe avere misure efficaci per sopprimere l'interferenza elettromagnetica;

(7) Nel caso di una piccola quantità di gas, sia la temperatura dell'avvolgimento del motore che il rumore del motore non superano l'intervallo consentito quando l'inverter funziona a bassa frequenza.

(8) Tenendo conto dei futuri problemi di espansione del sistema, l'inverter da 55KW viene selezionato per soddisfare i futuri requisiti di futura espansione;

3. Debug del sistema

Il lavoro di debug è diviso in due parti:

Innanzitutto, preimpostare i parametri del convertitore di frequenza in base ai requisiti di processo, ai parametri del motore e alle caratteristiche del carico.

In secondo luogo, il debug del collegamento del sistema.

Effettuare il debug del collegamento del sistema dopo il completamento dell'impostazione dei parametri e il funzionamento senza carico dell'inverter.

(1) Collegare l'unità al sistema.

(2) Condurre l'esecuzione della modalità loop di frequenza di alimentazione.

(3) Condurre l'esecuzione della modalità loop di conversione di frequenza, incluso il debug in due parti del controllo ad anello aperto e ad anello chiuso:

Anello aperto: osservare principalmente la situazione di aumento della frequenza dell'inverter. Il rumore di funzionamento dell'apparecchiatura è normale? L'aumento della pressione del compressore d'aria è stabile? Il display del trasformatore di pressione è normale? Se l'apparecchiatura è spenta correttamente, ecc.? Se tutto è normale, puoi eseguire il debug a ciclo chiuso.

Anello chiuso: ottenere principalmente che la velocità di aumento della frequenza e la velocità di diminuzione dell'inverter corrispondano ai movimenti di pressione del compressore d'aria. Non produrre oscillazioni di pressione. Inoltre, osservare attentamente il punto di risonanza meccanica e saltare quelle frequenze vicine al punto di risonanza.

IV. Vantaggio del retrofit con conversione di frequenza del compressore d'aria;

1. Risparmia energia

Rispetto ai compressori tradizionali, il risparmio energetico dei compressori azionati da inverter è il più pratico. Regolare la potenza del compressore in base alla richiesta d'aria.

2. Costi operativi inferiori

I costi di esercizio dei compressori tradizionali sono costituiti da tre voci: costi iniziali di approvvigionamento, costi di manutenzione e costi energetici. I costi energetici rappresentano circa il 70% del costo totale. Riducendo i costi energetici di oltre il 30%, insieme al ridotto impatto sulle apparecchiature dopo l'avvio dell'inverter e quindi ai tempi di manutenzione ridotti, i costi operativi saranno notevolmente ridotti.

3. Migliorare la precisione del controllo della pressione

Il sistema di controllo della conversione di frequenza ha una precisa capacità di controllo della pressione, quindi la pressione dell'aria in uscita dal compressore corrisponde alla quantità di gas richiesta per il sistema d'aria dell'utente. La quantità di gas in uscita dal compressore controllato dall'inverter cambia con la velocità del motore.

Man mano che la precisione della velocità elettromeccanica del controllo della frequenza aumenta, è possibile far sì che le variazioni di pressione del sistema di rete di tubazioni rimangano entro l'intervallo richiesto, migliorando efficacemente la qualità della fornitura d'aria.

4. Prolungare la durata del compressore

L'azionamento avvia il compressore da OHZ e il suo tempo di accelerazione di avvio può essere regolato, riducendo l'impatto sui componenti elettrici e meccanici del compressore d'aria quando il motore si avvia e migliora l'affidabilità del sistema, in modo che la durata di servizio del il compressore è esteso. Inoltre, il controllo della conversione di frequenza può ridurre le fluttuazioni di corrente che influenzeranno la rete elettrica e l'elettricità di altre apparecchiature all'avvio dell'unità. Il convertitore di frequenza può ridurre efficacemente al minimo il picco della corrente di avviamento.

5. Ridurre il rumore del compressore d'aria. A seconda delle condizioni operative del compressore, dopo la regolazione e la trasformazione della frequenza, la velocità del motore rallenta in modo significativo, riducendo efficacemente il rumore di funzionamento del compressore d'aria. Rispetto al sistema originale, il rumore diminuisce di circa 3-7 dB secondo l'esperienza passata.

V. Investimenti in attrezzature

Nota speciale:

1. Il quadro elettrico è dotato di un inverter di frequenza VEICHI AC70-T3-55K;

2. Il sistema di controllo è il sistema di controllo principale del compressore d'aria. Adotta l'inverter di frequenza della serie VEICHI AC70K con una modalità di controllo motore a tre azionamenti VFD, che riduce notevolmente i costi di investimento. L’investimento è conveniente e l’effetto è ampio. Quando il sistema viene utilizzato in vari tipi di sistemi di controllo della velocità, il risparmio energetico può raggiungere il 20-50% e generalmente può raggiungere il limite superiore senza l'influenza di altri fattori.

VI. Periodo di rimborso

1. Risparmio energetico del compressore d'aria

Prendiamo come esempio una ventola da 45KW in funzione a 40Hz: quando funziona all'80% della velocità operativa, consumo energetico dell'albero motore: Pz=0,83Pn=0,512Pn. Come è noto, in un anno ci sono 12 mesi, in un mese 30 giorni e in un giorno 24 ore. Dopo aver considerato tutti i tipi di perdite e supponendo che il risparmio energetico rappresenti il 30% dell'elettricità: W = 45*12*30*24*30% = 116640 kwh e assumendo 0,5 RMB per kilowattora, il risparmio annuale di elettricità: 116640*30,5 = 58320 RMB.

2. Risparmiare sui costi di manutenzione;

3. Ciclo di rendimento dell'investimento = 12 (mese) * 41500/58320 = 12 ÷ 152% = 8,5 (mese). La durata utile degli inverter di frequenza può raggiungere più di 10 anni. Considerando solo il risparmio energetico del motore, sono necessari circa 8 mesi per recuperare l’intero investimento, il che significa “un investimento, vantaggio a lungo termine”. La tecnologia di controllo della velocità a conversione di frequenza è una nuova tecnologia che ha un perfetto effetto di risparmio energetico nel campo della resistenza del motore. Può promuovere vigorosamente il progresso tecnologico delle imprese e migliorare i vantaggi globali delle imprese.