空氣壓縮機(jī)的種類有很多，但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。該供氣方式雖然原理簡單、操作方便，但存在耗電量高、進(jìn)氣閥易損壞、供氣壓力不穩(wěn)定等問題。傳統(tǒng)空壓機(jī)供氣系統(tǒng)電能浪費(fèi)分析1、傳統(tǒng)空壓機(jī)的工作狀態(tài)主要有兩種：一種是加載狀態(tài)，另一種是空載狀態(tài)。

(1)加載時(shí)的電能消耗

       加載狀態(tài)時(shí)，在壓力達(dá)到最小值后，原控制方式?jīng)Q定其壓力會(huì)繼續(xù)上升直到最大壓力值。在加壓過程中,一定要向外界釋放更多的熱量，從而導(dǎo)致電能損失。另一方面，高于壓力最大值的氣體在進(jìn)入氣動(dòng)元件前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓,這一過程同樣是一個(gè)耗能過程。

(2)卸載時(shí)電能的消耗

       空載狀態(tài)時(shí)，當(dāng)壓力達(dá)到壓力最大值時(shí)，壓縮機(jī)通過如下方法來降壓卸載:關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大的能量浪費(fèi)。據(jù)測(cè)算，空氣壓縮機(jī)卸載時(shí)的能耗約占空壓機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)的10%～25%,這還是在卸載時(shí)間所占比例不大的情況下。換言之，該壓縮機(jī)20%左右的時(shí)間處于空載狀態(tài)，在作無用功。很明顯在加卸載供氣控制方式下，空氣壓縮機(jī)電機(jī)存在很大的節(jié)能空間。

2、傳統(tǒng)壓縮機(jī)壓力控制是上下限控制，首先根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的最低壓力要求，設(shè)定空壓機(jī)輸出壓力的下限，也就是空壓機(jī)開始加載的壓力；再在最低壓力上加1帕左右，作為壓縮機(jī)輸出壓力的上限，即開始卸載的壓力。空壓機(jī)的輸出工作壓力將在上下限之間波動(dòng)?？諌簷C(jī)的功率消耗和輸出壓力成正比，輸出的壓力越高消耗的功率也越大。從輸出壓力的下限到上限的1帕的壓差將多消耗總功率的7-10%。

3、傳統(tǒng)壓縮機(jī)供氣系統(tǒng)中，如果有多臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)運(yùn)行，每臺(tái)空壓機(jī)的輸出壓力都將隨著管網(wǎng)的壓力波動(dòng)在上下限間波動(dòng)，所以每臺(tái)機(jī)都多消耗7-10%的額定功率。

4、傳統(tǒng)壓縮機(jī)供氣系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定不同也會(huì)造成空壓機(jī)用電量的不同，必須根據(jù)用氣工況進(jìn)行設(shè)定，才能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行效果。

5、傳統(tǒng)壓縮機(jī)供氣系統(tǒng)由于電機(jī)不允許頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行，浪費(fèi)電能。經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個(gè)氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力。
 

1、原供氣系統(tǒng)介紹

        以改造過壽力的二臺(tái)空氣壓縮機(jī)為例，原空壓機(jī)供氣系統(tǒng)采用兩臺(tái)空氣壓縮機(jī)工頻供電運(yùn)行。下限壓力為0.5MPa，上限壓力為0.7MPa。跟據(jù)生產(chǎn)情況白天兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，晚上一臺(tái)運(yùn)行。一般工作情況為工作20分鐘后壓力達(dá)到上限0.7MPa，停機(jī)5-7分鐘后壓力下降到下限0.5MPa。然后又重新啟動(dòng)，如此循環(huán)工作。存在問題是由于工作空氣壓縮機(jī)是用工頻供電運(yùn)行，電機(jī)的頻繁起停，對(duì)電機(jī)損害特別大，容易加速電機(jī)的老化。

        另外，長期大氣壓供給很容易造成氣管爆裂，后來客戶為了不讓電機(jī)經(jīng)常啟動(dòng)停止直接把卸壓排空閥壓力調(diào)至0.5MPa，這樣電機(jī)始終處于滿負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)也浪費(fèi)了很大一部分電能，降低了設(shè)備使用壽命。根據(jù)實(shí)地觀察，空氣壓縮機(jī)上限設(shè)定壓力為0.7MPa，下限為0.5MPa，而我們實(shí)際滿足工作用氣壓力為0.5MPa，因而必須實(shí)行恒壓供氣，均衡空氣壓縮機(jī)工作運(yùn)行，以達(dá)到節(jié)能目的。

2、變頻恒壓供氣系統(tǒng)框

        針對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)供氣控制方式存在的諸多問題，我們對(duì)二臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)增加兩臺(tái)變頻調(diào)速器進(jìn)行恒壓供氣控制。使用一臺(tái)160kW通用型變頻器和一臺(tái)110kW通用型變頻器，增加一臺(tái)PLC、一個(gè)觸摸屏，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)該供氣系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。

        根據(jù)要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套實(shí)用性很強(qiáng)的方案，我們把空氣壓縮機(jī)供氣系統(tǒng)的儲(chǔ)氣罐壓力作為控制對(duì)象，用壓力變送器SP采集儲(chǔ)氣罐的壓力P轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送給PLC自整定控制儀，與觸摸屏的壓力設(shè)定值SV作比較，并根據(jù)差值的大小按既定的PID控制模式進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生控制信號(hào)送變頻器，通過變頻裝置來控制電機(jī)的工作頻率與轉(zhuǎn)速，從而使實(shí)際壓力P始終接近設(shè)定壓力值SV。通過變頻器、壓力傳感器與PID自整定控制儀的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成供氣閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出壓力。使每臺(tái)空壓機(jī)的利用率均等，增加系統(tǒng)、管道壓力的穩(wěn)定性和可靠性，方便技術(shù)員控制和維護(hù)。