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产品说明：

SHENZHEN ZHONGKE DIANQI JISHU YOUXIANGONGSI

为国家、企业节能降耗是宗旨！

诚信共赢、专注专业为理念！

              节能是一种效益！

               节能是一种责任！

               节能是一种品德！

空压机节电改造方案

1、现场工况分析：

根据用户提供的资料可知有一套空压机需做节能改造，空压机采用星三角启动方式，年总运行时间为8000小时，空压机共有5台3用2备空压机的功率为250KW，且每个空压机的卸载压力相差0.1Mba就会导致有一台空间机常时间卸载。根据数据显示得知可对其中一台空间做节电改造（测试结果得知总运行时间为1588H加载时间为535H，卸载时间为1053）此空压机卸载时间占总运行时间的66%。初步评估节电率可达30%以上（此节电率是根据调查的数据进行评估如调查的数据有误就会影响节电率）注：此节电率只对改造的这台空压机进行单机比较

2、空压机行业概述

空压机在工业生产中有着广泛地应用，在名种行业中，它担负着为工厂所有气动元件，包括各种气动阀门，提供气源的职责。因此它运行的好坏直接影响工厂生产工艺。空压机的种类有很多，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。例如阿特拉斯，英格索兰，寿力，台湾复盛空压机、德国螺霸螺杆式空压机和尚爱中高压活塞式空压机都采用了这种控制方式。该供气方式虽然原理简单、操作方便，但存在耗电量高、进气阀易损坏、供气压力不稳定等问题。随着我国经济的飞快发展，国家越来越关注高效低耗的技术，而这种技术已受到人们的关注。在空压机供气领域能否应用变频调速技术，节省电能的同时也能改善空压机性能、提高供气品质就成为我们关心的一个话题。

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3、空压机工作原理

活塞式空压机(活塞式空气压缩机)在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力 p a ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。

4、空压机节能改造方案

采用变频节电器控制空压机的转速以达到节能是一种较为科学的控制方法。根据空压机运行特性知：

Q1 / Q2 = n1 / n2

     H1 / H2 =（ n1 / n2）2

     P1 / P2 =（ n1 / n2）3

式中     Q———空压机供给管网风量；

H———管网压力；

    P———电机消耗功率；

 n———空压机转速。

由上式可知，当电机转速降至额定转速的80%，则空压机供给管网风量降为80%，管网压力降为（80%）2，电机消耗功率则降为（80%）3，即51.2%，去除电机机械损耗和电机铜、铁损耗等影响，节能效率也接近40%，这就是调速节能的原理所在。

长期实践证明，在供气系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变空压机转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节方式，能取得明显的节能效果，一般节电率都在30％以上。另外，变频节电器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节，同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。

变频节电器系统将管网压力作为控制对象，装在储气管出气口的压力变送器将储气罐的压力转变为电信号送给节电器内部的PID调节器，与压力给定值进行比较，并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信号去控制变频器的输出电压和逆变频率，调整电动机的转速，从而使实际压力始终维持在给定压力。另外，采用该方案后，空气压缩机电动机从静止到稳定转速可由变频节电器实现软启动，避免了启动时的大电流和启动给空气压缩机带来的机械冲击。正常情况下，空气压缩机在节电器控制方式下工作。节电器一旦出现故障，生产工艺不允许空气压缩机停机，因此，系统设置了工频与变频切换功能，这样当变频节电器出现故障时，可由工频电源通过接触器直接供电，使空气压缩机照常工作。

整个控制过程如下：

用气需求↑ —— 管路气压↓—— 压力设定值与返馈值的差值↑ —— PID输出↑ —— 变频器输出频率↑ —— 空压机电机转速↑ —— 供气流量↑—管路气压趋于稳定

特别注意，在压力容差范围内，节电器的PID不调节，即保持输出频率不变。

5、系统节电改造优点

1、节约能源降低生产成本；节电率可达30%以上；

2、提高功率因素0.93以上；

3、采用独特的矢量自动控制方式精度高，无需人工调节，延长压缩机系统寿命，减少维护量，具有软启软停功能减少设备的维修费用。

3. 操作简单，具有节电/市电转换功能且有运行/故障指示，键盘锁定功能，防止误操作；（可不带市/节电转换柜根据用户自己定）；

4、供气压力平稳，提高了压力控制精度；

6、延长压缩机的使用寿命，降低空压机的噪音；空压机的加卸载次数大大减少，减少进气阀运行部件的磨损，由于转动速度大部分时间在低于原设计转速的情况下运行，各转动部件的磨损大大降低，空压机的使用寿命得以延长

7. 具有过载、过压、过流、欠压、短路、电源缺相等自动保护功能提高设整个系统的可靠性；

A、投资预算

注：用户可根据现场的情况来选择是否加市电/节电转换柜

 B、效益分析（250KW的空压机）

1、改造前年用电量＝总用电量＝加载用电量+卸载用电量＝1110549+51605＝1162154KWH

加载年用电量＝1.732×I×U×COS∮×H=1.732×加载工作电流I×工作电压U×加载运行时间H×功率因素÷1000＝1.732×290×380×6537.6×0.89÷1000＝1110549KWH

卸载年用电量＝1.732×I×U×COS∮×H＝1.732×卸工作电流I×工作电压U×加载运行时间H×功率因数×效率＝1.732×133×380×662.4×0.89÷1000＝51605KWH

年运行时间＝天运行小时×年运行天数＝24×300＝7200小时

加载运行时间＝7200×年加载时间%（1-卸载时间/加载时间×100%）＝7200×90.8%＝6537.6小时

卸载运行时间＝7200×年加载时间%（卸载时间/加载时间100%）＝7200×9.2%＝662.4小时

2、改造后年节电量＝改造前年用电量×节电率＝1162154×20%＝232430KWH

节电率的计算=（市电总用电量－节电总用电量）÷市电总用电量×100%

3、改造后节电费＝改造后年节电量×电价（0.65元/度）＝232430×0.65＝151079元

4、投资回收期＝投资金额÷改造节电费×12个月＝

5、电费：0.65~0.7元/度，以上节电率评估按最低进行预算最多6个月左右就能收回投资成本，实际节电率要比最低节电率要高所以投资回收期将会缩短。节电率评估按用户提供的资料进行预算，如资料不准确将会有所影响，但理论值计算跟实际会有一定偏差。

C、测试方案

本方案在测试对象上采用单机测试，时间上采用长、短结合的方法，力求科学、公正地体现节电器的节电效果。

a、在设备上安装有功电能表，比较相同工况下（同一产品、相同时间）设备在“节电”、“市电”状态下的用电量，得出节电率。

b、采用短时间对比测试，1-24小时。

c、节电率： 每月平均20%以上。

D、结束语
随着变频器应用普及时代的来临，将变频器的应用扩展到传统空压机改造的领

域，不仅扩大了变频器的应用市场，而且为空压机的制造业也提出了新的课题。

预计在不远的将来，由于变频调速技术的介入，空压机将真正地进入经济运行时

代。