螺杆式空压机变频改造节能应用分析

目前，中国的工矿企业中运行着大量螺杆式空压机，这些设备往往是用电大户。根据我们对设计院的了解和对用户的实际调查，这些高功率耗能系统的实际运行效率普遍较低，整体效率仅为50%至70%左右。这主要是由于两个原因：1.设计院和用户在选型时往往考虑较大的利润率，一般在30%以上。因此，螺杆式空压机在实际运行中往往处于关闭进气的低负荷状态，从而降低了运行效率。2.普通螺杆式空压机是恒速运行的，但实际生产中的空气需求量往往处于变化状态。当用户的耗气量减少时，只能通过关闭全部或部分进气口来调整压缩机组。如此一来，压缩机组往往会处于空载运行、部分负荷(高压比)、满载交替运行的低效状态，造成大量能源浪费。因此，螺杆空压机的节能问题主要表现在排气量的调节上，而压缩机的排气量与压缩机的转速成正比，因此，螺杆空压机的节能问题归根结底是压缩机配套电机的调速问题。目前，中小型交流感应电机最好的调速方式是变频调速。1.普通螺杆空压机螺杆空压机的运行分析螺杆空压机是由一对平行啮合的阴阳转子在机体内以较高的速度转动，使阴阳转子与机体之间形成的V型齿间体积随着转子的旋转而周期性变化，空气沿转子轴向从吸气端输送到输出端。实现螺杆式空压机的吸气、压缩、排气全过程。对于空压机，在其设计范围内，其排气量与其转速成线性关系。当转速增大时，位移增大；当转速减小时，位移减小。普通螺杆式空压机只能恒速运行，但由于初始设计和实际生产需求的气隙较大，当用户用气量小于额定流量，且压力上升到高于用户设定压力的一定压力值(通常为PS+Δp)时，空压机的供气压力就会上升。PS设置用户的工作压力，Δp是差压。一般情况下，≥pΔ(PS×10%)控制器关闭，进气阀停止压力继续上升，电机系统基本处于空载状态。进入空载状态后，由于用户仍在使用气体，空压机的供气压力会下降，其下降和上升速度取决于以下两个因素：1、用户实际用气量Q2与空压机额定排气量Q1的比值。这个数值用≤表示，即λ=Q2/Q1(0<λ=1)，λ越小，压降越慢，也意味着空压机在空载状态运行的时间越长；λ越大，压降率越快，表示空压机进入空载状态后不久就会重新进入负载运行状态；当λ=1时，系统不会出现空载和负载交替的状态，而是始终处于满载运行状态。3.空压机储罐的体积和用户匹配的输气管道的直径和长度。储气罐的体积越大，供气压力下降和再次上升的速度就越慢，空压机从负载状态到空载状态的频率就越低，从而减少了空压机频繁满载和空载转换带来的额外功率损失。但这并不能从根本上消除燃气供需失衡带来的额外电能损耗。

图1λ=0.7Q 0=10Q 1图1显示λ=0.7~Q 0=10Q 一 时空压力机功耗与压力变化关系的趋势图。公式中的Q 0 空气压缩机储气罐的体积，p S 为了满足用户要求的最低压力，新西兰 一 空压机的供气压力为p。 S 恒速运行的功率消耗，p S+Δ P 是空压机运行的最高压力，其中Δ P 压力控制器的压差，新西兰 一 +ΔNZ为供气压力为p时的空压机 S +Δ P 小时功耗，新西兰 2是空压机在空载下恒速运行的功耗。从图1可以看出，当压力从a点上升到b点时，空气压缩机的功率消耗从NZ改变 一 升至新西兰 一 +Δ新西兰，很明显，空压机功耗的增加是由于Q 二 和Q 一 这是由不等压引起的供气压力增加引起的，可以用公式NZ=Mtau×Nmax 973.2来证明，其中NZ代表空压机的轴功率，Mτ代表空压机的扭矩，n代表空压机的速度。当压力过大时