匯川HD90高壓變頻器在螺桿式空壓機上的應用案例
空壓機簡介:
空壓機是氣源裝置中的主體,它是將原動機(通常是電動機)的機械能轉換成氣體壓力能的裝置,是壓縮空氣的氣壓發生裝置。空壓機常見類型分為容積式和動力式,此次改造的螺桿式空壓機就是容積式空壓機中的一種。
一、現場概況
客戶是一家實際生產能力60萬噸/年的煤礦企業。現采用兩臺高壓空壓機作為井下氣動工具的氣源裝置,由于電網容量相對較小,無法直接工頻啟動,再加上空壓機自身會有大量能量的浪費,客戶最終決定選擇匯川HD90高壓變頻器對空壓機進行變頻改造。
空壓機相關參數如下:
1、 空壓機型號:SWT-250W 2、排氣量:40m3/min
3、 額定功率:250kW 4、額定電壓:10000V
5、 額定電流:21.8A 6、額定轉速:1485rpm
7、 額定頻率:50Hz
二、改造前方案
高壓空壓機通常采用工頻啟動方式,空壓機啟/停信號直接控制高壓接觸器閉合/斷開,空壓機驅動電機直接工頻啟動,示意圖如下:
圖二:空壓機工頻控制示意圖
空壓機在運行過程中,根據壓力罐檢測到的壓力大小,控制閥門進行加載和卸載控制,確保壓力罐壓力在0.65MPa到0.75MPa之間波動,保證井下擁有足夠的氣源;在采用工頻方式啟動時,主要有以下缺點:
1、啟動電流仍然很大,直接影響電網的穩定性與其它用電設備的運行安全;
2、空壓機時常出現空載運行,電能浪費嚴重,處于非經濟運行狀態;
3、啟動時對設備的沖擊較大,一些部件的動作頻率高(如電磁閥等),導致設備后期維護費用高;
4、工頻運行,設備噪音大。
三、匯川技術HD90空壓機改造方案
匯川技術根據現場空壓機實際情況,為客戶提供與電機功率相匹配的高壓變頻器,型號為HD90-J100/450-DN,變頻器采用內置PID調節方式,通過壓力罐中檢測壓力值大小實時調節電機轉速,從而達到恒壓輸出的目的,示意圖如下:
圖三:匯川HD90變頻改造方案示意圖
變頻器采用遠程控制方式,啟/停信號由空壓機控制給出,變頻器的運行信號、故障信號反饋給空壓機控制系統,保留了客戶原有的操作習慣,極大的方便了客戶使用。
四:匯川HD90高壓變頻器改造優勢
1、對電網無沖擊:采用變頻器進行電機控制,實現了真正的軟啟動,啟動過程無沖擊電流;
2、優越的加速性能: 高壓空壓機進行變頻改造時,經常面臨無法正常啟動的現場,報“系統油壓力低”等故障,此為工頻設計保護功能,需保證變頻器在10s內加速到50Hz才能夠避免此故障。匯川變頻器采用世界領先的磁鏈閉環矢量控制技術,具有優異的加減速控制性能,極好的滿足了空壓機啟動對加速性能的要求;
圖四:匯川HD9x系列加速性能示意圖
3、控制精度高:空壓機類負載等工藝型類負載,控制精度要求比較高,普通的控制方式往往無法很好的滿足需求,匯川HD9x高壓變頻器采用先進的矢量控制方式,使得電機在整個控制過程中具有較高的轉速控制精度,從而使得空壓機的輸出壓力更加平穩,壓力波動控制在0.02MPa以內;
4、節能:原有的工頻控制方式,空壓機經常會處于卸載運行,造成能量的極大浪費。采用變頻器實時調節電機轉速,實現輸出恒壓控制,避免了卸載時能量的浪費;
5、維護量減少:采用變頻控制電機,電機實現了真正的軟啟動,啟動過程中,對設備無沖擊,減少了設備后期的維護量;
五、總結
今年來,世界工業賴以需求的能源日趨減少,能源危機已成為大多數企業的共識,節能降耗也是每一家工業企業都將要面對的現實。空壓機行業屬于浪費能源的行業之一,對空壓機進行變頻改造,不僅具有巨大的節能空間,而且能夠實現輸出壓力的精準控制,達到恒壓控制,同時還降低了設備的機械磨損,產生了更多的附帶效益。
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