PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.06 47
檢驗(yàn)與技術(shù)
Inspection and Technology
1.1 改造前的運(yùn)行時(shí)間和加、卸載率
為了更好地了解空壓機(jī)的加、卸載情況,分別對(duì)
2 臺(tái)空壓機(jī)各運(yùn)行 2 周,采集空壓機(jī)加、卸載率,加、
卸載率見(jiàn)表 1。
空壓機(jī)型號(hào) ZT110 1# 機(jī) ZT110 2# 機(jī)
加載功率 /kW 110 115
平均加載功率 /kW 112.5
卸載功率 /kW 33 39
平均卸載功率 /kW 36
運(yùn)行時(shí)間 /h 285 285
加載時(shí)間 /h 90 90
加載率 /% 31.58 31.58
卸載率 /% 68.42 68.42
平均加載率 /% 31.58
表 1 空壓機(jī)加、卸載率表
1.2 改造前每年用電量
2 臺(tái)空壓機(jī)改造前每年用電量可按式 (1) 、式 (2)
計(jì)算,改造前年用電量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2。
加載用電 = 每年總運(yùn)行時(shí)間 × 加載率 × 加載功率 (1)
空載用電 = 每年總運(yùn)行時(shí)間 × 卸載率 × 卸載功率 (2)
總運(yùn)行時(shí)間 /h 6 912 卸載功率 /kW 36
加載率 /% 31.58 加載用電量 /(kW.h) 245566
加載功率 /kW 112.5 卸載用電量 /(kW.h) 170 250
卸載率 /% 68.42 總用電量 /(kW.h) 415 816
表 2 改造前年用電量表
2 系統(tǒng)改造思路
系統(tǒng)控制原理:將一臺(tái)空壓機(jī)改造成變頻機(jī),另
一臺(tái)空壓機(jī)作為備用機(jī)。平時(shí)運(yùn)行變頻空壓機(jī),變頻
空壓機(jī)隨著耗氣量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)排氣量,以達(dá)到節(jié)
能的目的。當(dāng)變頻空壓機(jī)故障時(shí),自動(dòng)投入備用機(jī)并
工頻運(yùn)行以保證供氣的連續(xù)性 [2]。圖 1 為技改后的空
壓機(jī)采用變頻調(diào)速恒壓供氣控制系統(tǒng)原理圖。
圖 1 系統(tǒng)原理框圖
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變頻調(diào)速系統(tǒng)將壓縮氣管網(wǎng)的壓力作為調(diào)控對(duì)象,
壓力變送器將空壓儲(chǔ)的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳輸給變頻
器進(jìn)行比例積分微分控制(PID),壓力實(shí)際變送值再與
給定值進(jìn)行比對(duì),并根據(jù)差值的大小按設(shè)定的 PID 模式
運(yùn)行,傳輸控制信號(hào)去控制變頻器的輸出電壓和頻率,
調(diào)整空壓機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,使實(shí)際運(yùn)行壓力始終保持在
設(shè)定值。另外,空壓機(jī)從靜止到平穩(wěn)轉(zhuǎn)速將由變頻器
實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),避免啟動(dòng)時(shí)大電流對(duì)電網(wǎng)的影響和設(shè)備
的機(jī)械沖擊 [3]。
3 電氣控制回路設(shè)計(jì)
3.1 主電路設(shè)計(jì)
將變頻器的輸出線路分兩路各接于 1#、2# 空壓
機(jī)主機(jī)進(jìn)線接觸器 KM2、KM4 下端作為空壓機(jī)變頻電
源進(jìn)線,1# 空壓機(jī)變頻進(jìn)線由 KM1 接觸器控制,2#
空壓機(jī)變頻進(jìn)線由 KM3 接觸器控制??諌簷C(jī)冷卻風(fēng)機(jī)
電源進(jìn)線接在工頻接觸器 KM2、KM4上端。K22 接觸
器是空壓機(jī)星形啟動(dòng)接觸器,K23 接觸器是三角形啟
動(dòng)接觸器。變頻器的啟動(dòng)由變頻器本身 FWD 端子控
制啟動(dòng),儲(chǔ)氣罐的壓力反饋接于變頻器的 GND、CCI
端子。
3.2 控制電路設(shè)計(jì)
1)啟動(dòng)和停止控制回路設(shè)計(jì)。由于空壓機(jī)的主電
動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制回路是由空壓機(jī)本身控制電路板的閉鎖
繼電器 K01 控制的,所以利用 1#、2# 空壓機(jī)閉鎖繼
電器 K01 的常開(kāi)觸點(diǎn)控制 KA15、KA16 繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)
空壓機(jī)啟動(dòng)和停止控制。具體圖紙如圖 2 所示。
2)工變頻轉(zhuǎn)換控制回路設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)工
變頻運(yùn)行方式選擇,在工變頻接觸器控制回路設(shè)置 1
個(gè)鑰匙開(kāi)關(guān),通過(guò)鑰匙開(kāi)關(guān)選擇空壓機(jī)的運(yùn)行方式。
1#、2# 空壓機(jī)的工頻接觸器和變頻接觸器的常閉觸
點(diǎn)對(duì)本機(jī)工頻、變頻接觸器實(shí)現(xiàn)互鎖。1#、2# 空壓機(jī)
的變頻接觸器常閉觸點(diǎn)對(duì) 2 臺(tái)機(jī)的變頻接觸器實(shí)現(xiàn)互
鎖。同時(shí)設(shè)置指示燈顯示空壓機(jī)的運(yùn)行方式。具體圖
紙如圖 3 所示。
3)空壓機(jī)主機(jī)控制回路設(shè)計(jì)??諌簷C(jī)主電動(dòng)機(jī)
原啟動(dòng)方式為星三角啟動(dòng),由于變頻的啟動(dòng)過(guò)程是最
低頻率上升至最大輸出頻率,其過(guò)程可以通過(guò)設(shè)置加
速時(shí)間設(shè)置,所以變頻器的啟動(dòng)過(guò)程也是一個(gè)軟啟動(dòng)
過(guò)程,所以當(dāng)空壓機(jī)選擇變頻運(yùn)行方式時(shí)可以直接讓
空壓機(jī)主電動(dòng)機(jī)三角形啟動(dòng)。在 K21、K23 繼電器控
制回路增加 1 條控制線路,使其在空壓機(jī)選擇變頻運(yùn)
行模式的情況下直接使三角形啟動(dòng)繼電器 K21、K23
得電。