空气压缩机变频改造的技术研究

宋丽娟（冀中能源邢矿集团金牛钾碱分公司，河北邢台061000）



空气压缩机变频改造的技术研究

宋丽娟
（冀中能源邢矿集团金牛钾碱分公司，河北邢台061000）

摘要：介绍了空气压缩机变频改造的具体方案及经济效益。

关键词：空气压缩机；工频；变频

经变频器改造后的空气压缩机，可以节省卸载时的部分电能，在加载时，空压机的供气压力可以根据压力设定进行调节，实现基本稳定。

1　原空气压缩机存在问题及改造依据

1.1空压机工频运行存在的主要问题

（1）主电机虽然采用星-角减压启动，但启动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其他用电设备的运行安全；

（2）主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重；

（3）主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大；

（4）主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大。

1.2空压机改造依据

当空气压缩机的储气罐达不到设备运行气压时，进行加载运行（进气阀打开），对管道供气；当管道压力达到设定气压时后，为保护设备进行卸载运行（进气阀关闭）但不停机。空气压缩机的高压加载的电流比低压时加载的电流高，使设备处于高负荷运行，对设备的使用寿命不利。

对空压机进行变频改造，只需改变空压机电机的供电方式，不用更改原来的线路；在变频柜出现问题时，还可以采用原来的工频控制，在变频器出现故障的情况下也不影响使用。

2　空压机变频改造的具体方法

空压机的改造主要是电路改造，通过替代原来工频的供电方式，同时备用工频供电方式。

（1）主电路。空压机大多采用Y-D启动，大的空压机有的采用软启动。将变频输出直接接电机端，即空压机的接触器下口，Y-D启动需注意端子的相序。

（2）控制电路。主要的控制电路为工频与变频互锁，否则变频器会烧毁；互锁的方法采用通过将接触器动作的电路进行互锁；另外通过压力传感器采集空压机加载和卸载的控制信号，让加载和卸载的动作信号控制变频器的恒速运行。

（3）传感器安装。传感器安装在供气管道上，有的供气系统在空压机的出气口采用了止回阀，安装传感器的位置应该在止回阀后，即远离出气口一端。否则造成空压机卸载时压力骤降，频繁的加载和卸载时，变频器容易出现频率震荡。

3　空压机变频改造应用优化分析

电机变频运行状态保持储气罐压力稳定，压力波动范围不能超过±0.2 bar。系统具有变频和工频2套控制回路。根据空压机的工控要求，该系统保障电动机具有恒转矩运行特性。在用气量小的情况下，变频器处于低频运行时，能够保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。根据空压机的工控要求，该系统保障电动机具有可控制的电流运行特性。空压机启动时，需要的功率降低。根据空压机的工控要求，该系统保障电动机具有可控的加速特性和可调的运行速度特性。

4　空压机变频改造的经济效益分析

（1）与改造前的空压机比较，能源节约是最有实际意义的。根据空气需求量来供给的空压机最经济的运行状态，节约电费约20%，约一年半即可收回投入的资金。

未节电的情况下，110 kW电动机以电价平均0.6元/kW·h计算每年的电费为285 120元；以节电率20%计算，每年节约的电费为57 024元。

（2）空压机的运行成本降低。

（3）提高了压力的控制精度。

（4）延长了空压机的使用寿命。

（5）降低了空压机的噪音。由于稳定运行时运行频率小于工频，机械噪音下降，机械磨损大大减小，进而提高空压机运行的稳定性。

5　结论

通过对空压机的变频改造，大大提高了空压机运行的稳定性和空压机的运行效率，降低了空压机的运行成本，延长了空压机的使用寿命，减少了因空压机出现故障给金牛钾碱分公司带来停车的机率，为全厂设备的平稳运行奠定了基础。

Research on frequency technology of air compressor

SONG Li-juan
（Jizhong Energy Xingtai Mining Group Jinniu Potash Branch.，Xingtai 054000，China）

Abstract：The concrete method and of modification effect of frequency conversion transformation of air compressor were introduced.

Key words：air compressor；working frequency；frequency

中图分类号：TQ051.21

文献标识码：B

文章编号：1009-1785（2016）02-0046-01

收稿日期：2015-09-14