變頻節(jié)能原理分析
一、空壓機(jī)變頻控制原理
由于空壓機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與空壓機(jī)的實(shí)際消耗功率成一次方關(guān)系，因此，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速將同比減小實(shí)際消耗功率;變頻螺桿空壓機(jī)采用壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)中實(shí)際用氣的壓力和用氣量，通過控制器和變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器的精確控制，在不改變空壓機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩(即拖動負(fù)載的能力)的情況下改變空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速(輸出功率)從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)空氣按需輸出。當(dāng)系統(tǒng)用氣量降低時(shí)，空壓機(jī)提供的壓縮空氣量大于系統(tǒng)用氣量，變頻空壓機(jī)自動降低轉(zhuǎn)速，從而減少壓縮空氣輸出;反之，則提供電機(jī)轉(zhuǎn)速以增加壓縮空氣量，保持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)恒壓供氣。
變頻成效可在一年內(nèi)收回差價(jià)(變頻機(jī)高出普通機(jī)差價(jià))，2-3年內(nèi)收回整機(jī)購買成本，以螺桿空壓機(jī)平均負(fù)載率67%-70%估算，年運(yùn)行5800小時(shí)的工況下，若采用變頻機(jī)，不同功率下機(jī)組年節(jié)電量如圖1。
以螺桿空壓機(jī)平均負(fù)載率67%-70%估算，年運(yùn)行8000小時(shí)的工況下，若采用變頻機(jī)，不同功率系的機(jī)組年節(jié)電量如圖2。
1.維護(hù)成本顯著降低
空壓機(jī)的使用成本由以下三項(xiàng)組成：購機(jī)成本、維護(hù)成本和能源消耗成本。變頻空壓機(jī)由于運(yùn)行時(shí)減少了對機(jī)械和電氣的沖擊，同時(shí)降低了空壓機(jī)的維護(hù)、維修量，因此維護(hù)成本顯著降低。
2.實(shí)現(xiàn)恒壓供氣
減少供氣壓差帶來的壓差損耗;變頻空壓機(jī)提高供氣壓力的控制精度，恒壓供氣極大地提升企業(yè)生產(chǎn)效率和品質(zhì)，同時(shí)減少了較高壓差帶來的能源消耗。
3.提升產(chǎn)氣效率
產(chǎn)氣量增加約5%-15%：避免了頻繁加載、卸載、停機(jī)時(shí)產(chǎn)生的能源浪費(fèi)(如空載能耗，卸載時(shí)壓縮空氣放空損耗等)。
4.延長螺桿空壓機(jī)的使用壽命
由普通機(jī)組的10-15年延長至15-30年。
(1)變頻軟啟動;
(2)運(yùn)行平滑;
(3)無工頻裝置避免電接觸故障。
5.提升變壓器和電網(wǎng)的運(yùn)行功效
6.降低噪音
7.性價(jià)比高
8.品質(zhì)保障
二、具體案例分析
公司共有3臺空氣壓縮機(jī)，其中2臺10立方(75kW，阿特拉斯·科普柯)已使用多年。隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和用氣量顯著增加，為確保用氣安全，增加一臺索瑞特變頻空壓機(jī)(18.7立方，1.23MPa，150kW)。
三臺空壓機(jī)交替使用，每兩周一輪交換使用，每年工作300天。
空壓機(jī)每天開機(jī)時(shí)間為早晨8點(diǎn)至晚上10點(diǎn)，即每天工作14小時(shí)。
壓縮機(jī)最大排氣壓力1.1MPa，經(jīng)過再送往用氣設(shè)備，實(shí)際用氣壓力0.6MPa，用氣壓力范圍0.4MPa-0.7MPa。
三、節(jié)能效果預(yù)估
通過對2臺10立方壓縮機(jī)工況的實(shí)際觀察和數(shù)據(jù)分析，可以得到如下的預(yù)算結(jié)果：
采用節(jié)能變頻后，壓縮機(jī)每工作一小時(shí)，可以節(jié)電14-16度，節(jié)電率不低于20%;2#壓縮機(jī)每工作一小時(shí)，節(jié)電12-14度，節(jié)電率不低于19%。
這兩臺10立方壓縮機(jī)每天工作14小時(shí)，共節(jié)電量為：
(12+14)*14=364(度)
如果每年工作時(shí)間按150天計(jì)算，則每年可節(jié)電約電量為364*150=54600(度)
經(jīng)了解，目前電費(fèi)資費(fèi)為0.85元/度，則全年可節(jié)約電費(fèi)為54600*0.85=46410元;
可見，每臺壓縮機(jī)平均每年節(jié)約電費(fèi)在2.3萬元以上。
綜合考慮各種影響因素，例如工作時(shí)間、生產(chǎn)安排、設(shè)備狀態(tài)等，每臺壓縮機(jī)年接電費(fèi)不低于1.8萬元。
