一、空壓機(jī)改造的意義 空壓機(jī)在各廠礦企業(yè)中應(yīng)用極廣，特別是在石油、化工、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，是許多工業(yè)部門工藝流程中的核心設(shè)備。提供自動(dòng)化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力，是生產(chǎn)流程順暢之要素，瞬間的壓降，即會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。 通常用戶通過空壓站來給各車間供氣，各車間用氣量的多少是經(jīng)常變動(dòng)的，而且不同時(shí)間的用氣量也是不相同的，因此供氣不足或者供氣過剩的情況時(shí)有發(fā)生。而用氣和供氣之間的不平衡集中地反映在供氣的壓力上，保持供氣壓力的恒定，可以使供氣和用氣之間保持平衡，從而提高供氣質(zhì)量，維持各車間的正常生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 空壓機(jī)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、氣筒、螺桿、加熱器等構(gòu)成，其中壓縮機(jī)的動(dòng)力-螺桿根據(jù)氣筒溫度和產(chǎn)品生產(chǎn)量的變化隨時(shí)改變速度，維持最合適的速度。利用變頻器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)克服了以往電源驅(qū)動(dòng)方式中速度無法改變的缺點(diǎn)，體現(xiàn)了速度微調(diào)功能，提高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)通過變頻器的各種保護(hù)功能，避免了電機(jī)損傷。 二、原系統(tǒng)工況存在的問題 1、主電機(jī)雖然星-角減壓起動(dòng)，但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大，會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全。 2、主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大。 3、主電機(jī)工頻頻繁起動(dòng)對(duì)設(shè)備的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)工作時(shí)對(duì)機(jī)械量大。 4、經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個(gè)氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力。 5、空壓站共有九臺(tái)空壓機(jī)，由于整個(gè)廠用氣量比較大，所以其中四臺(tái)長(zhǎng)期運(yùn)行，四臺(tái)根據(jù)用氣量的大小進(jìn)行開關(guān)，所以部分空壓機(jī)時(shí)?？蛰d運(yùn)行，屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。 三、改造方案及系統(tǒng)框圖 由變頻器，壓力變送器、PLC、電機(jī)組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)內(nèi)空氣壓力保持在五個(gè)大氣壓左右，進(jìn)行恒壓控制。 管網(wǎng)內(nèi)的壓力值通過壓力傳感器反饋給 PLC，通過 PLC 在轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)反饋給變頻器的反饋值輸入端，通過變頻器內(nèi)部的 PID 與設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算，實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力范圍內(nèi)。系統(tǒng)框圖如下： 四、空壓機(jī)變頻改造的注意事項(xiàng) 1、空壓機(jī)是大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量負(fù)載，這種啟動(dòng)特點(diǎn)就很容易引起 V/F 控制方式的變頻器在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)跳過流保護(hù)的情況，因此選用具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的明電舍變頻器VT230S，證即能實(shí)現(xiàn)恒壓供氣連續(xù)性，又保證設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行； 2、空壓機(jī)不允許長(zhǎng)時(shí)間在低頻下運(yùn)行，當(dāng)空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速過低，一方面將使空壓機(jī)的工作穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體的潤滑變差，會(huì)加快磨損。所以工作的下限頻率應(yīng)不低于 30Hz； 3、為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分量，減小因高次諧波引起的電磁干擾，選用輸出交流電抗器，還可以減小電機(jī)運(yùn)行噪音和溫升，提高電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性。還可以減小電機(jī)運(yùn)行噪音和溫升，提高電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性。 五、系統(tǒng)主要功能 1、端子排和模擬量控制的簡(jiǎn)易的速度變化； 2、通過熱保護(hù)、過載防止、過流保護(hù)等功能保護(hù)電機(jī)及變頻器； 3、通過下限頻率設(shè)定來限定電機(jī)的最低運(yùn)行頻率，保護(hù)空壓機(jī)； 4、輸出電流、電壓、轉(zhuǎn)矩、功率等簡(jiǎn)易確認(rèn)； 5、系統(tǒng)中同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)工頻的旁路，以便在變頻器出現(xiàn)故障或者檢修時(shí)將空壓機(jī)切換到工頻運(yùn)行，不至于影響正常的生產(chǎn)。 六、系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試工作分成兩部分： 第一、先根據(jù)工藝要求、電機(jī)參數(shù)、負(fù)載特性預(yù)調(diào)變頻器參數(shù)?？諌簷C(jī)為英格索蘭空壓機(jī)，功率 160KW，選用明電舍 VT230S-160HA 變頻器（含直流電抗器）及相應(yīng)的輸出交流電抗器。 第二、系統(tǒng)帶載調(diào)試，其中包括開環(huán)與閉環(huán)控制兩部分調(diào)試。在完成變頻器設(shè)定參數(shù)調(diào)整及空載運(yùn)行后，進(jìn)行系統(tǒng)帶載調(diào)試。調(diào)試的主要步驟： 1、 將變頻器接入系統(tǒng)。2、 進(jìn)行工頻旁路的運(yùn)行。3、 進(jìn)行變頻回路的運(yùn)行，開環(huán)：此時(shí)主要觀察變頻器頻率上升的情況，設(shè)備的運(yùn)行聲音是否正常，空壓機(jī)的壓力上升是否穩(wěn)定并設(shè)定氣壓要求值時(shí)的模擬量給定值，設(shè)備開機(jī)、停機(jī)是否正常并設(shè)定相應(yīng)的加減速時(shí)間。閉環(huán)：主要通過調(diào)節(jié) PID 使變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機(jī)壓力的升降相匹配，以保持管網(wǎng)壓力恒定且不產(chǎn)生壓力振蕩，同時(shí)設(shè)定 PID 的上下限值。 七、空壓機(jī)變頻改造后的效益 1、控制品質(zhì)大為提高，可使壓縮空氣的壓力保持恒定； 2、節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本； 3、提高壓力控制精度； 4、延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命； 5、降低了空壓機(jī)的噪音。 八、小結(jié) 本系統(tǒng)為中集遠(yuǎn)洋集團(tuán)天津廠空壓站的改造項(xiàng)目，現(xiàn)已投入使用，通過在使用過程中實(shí)測(cè)，空壓機(jī)在使用變頻調(diào)速后，各指標(biāo)均已達(dá)到預(yù)期效果，運(yùn)行情況良好，節(jié)能效果明顯，節(jié)電率在 20%以上，不僅控制質(zhì)量大為提高，可使壓縮空氣的壓力始終保持恒定，而且大大的提升了使工廠的自動(dòng)化水平，工廠感到十分滿意。