博萊特空壓機(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)加載時的電能消耗

　　加載狀態(tài)時，在壓力達(dá)到較小值后，原控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升直到較大壓力值。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，高于壓力較大值的氣體在進(jìn)入氣動元件前，其壓力需要經(jīng)過減壓閥減壓,這一過程同樣是一個耗能過程。

　　(2)卸載時電能的消耗

　　空載狀態(tài)時，當(dāng)壓力達(dá)到壓力較大值時，空壓機(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。據(jù)測算，空壓機(jī)卸載時的能耗約占空壓機(jī)滿載運行時的10%～25%,這還是在卸載時間所占比例不大的情況下。換言之，該空壓機(jī)20%左右的時間處于空載狀態(tài)，在作無用功。很明顯在加卸載供氣控制方式下，空壓機(jī)電機(jī)存在很大的節(jié)能空間。

　　2、傳統(tǒng)空壓機(jī)壓力控制是上下限控制，首先根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的較低壓力要求，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；再在較低壓力上加1帕左右，作為空壓機(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。空壓機(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)供氣空壓機(jī)系統(tǒng)中，如果有多臺空壓機(jī)同時運行，每臺空壓機(jī)的輸出壓力都將隨著管網(wǎng)的壓力波動在上下限間波動，所以每臺機(jī)都多消耗7-10%的額定功率。

　　4、傳統(tǒng)空壓機(jī)供氣系統(tǒng)中運行參數(shù)的設(shè)定不同也會造成空壓機(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)到較經(jīng)濟(jì)的運行效果。

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

工頻空壓機(jī)費電，有沒有救？

　　空壓機(jī)恒壓供氣系統(tǒng)改造案例分析

　　1、原供氣系統(tǒng)介紹

　　以我們10月改造過某廠壽力的二臺空壓機(jī)為例，原空壓機(jī)供氣系統(tǒng)采用兩臺空壓機(jī)工頻供電運行。下限壓力為0.5MPa，上限壓力為0.7MPa。跟據(jù)生產(chǎn)情況白天兩臺同時運行，晚上一臺運行。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，如此循環(huán)工作。存在問題是由于工作空壓機(jī)是用工頻供電運行，電機(jī)的頻繁起停，對電機(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)荷運行，同時也浪費了很大一部分電能，降低了設(shè)備使用壽命。根據(jù)實地觀察，空壓機(jī)上限設(shè)定壓力為0.7MPa，下限為0.5MPa，而我們實際滿足工作用氣壓力為0.5MPa，因而必須實行恒壓供氣，均衡空壓機(jī)工作運行，以達(dá)到節(jié)能目的。

　　2、變頻恒壓供氣系統(tǒng)框圖

　　變頻空壓機(jī)工作流程如圖所示：

工頻空壓機(jī)費電，有沒有救？

　　針對空壓機(jī)系統(tǒng)供氣控制方式存在的諸多問題，我們對二臺空壓機(jī)同時增加兩臺變頻調(diào)速器進(jìn)行恒壓供氣控制。使用一臺160kW通用型變頻器和一臺110kW通用型變頻器，增加一臺PLC、一個觸摸屏，一個A/D轉(zhuǎn)換模塊，對該供氣系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。

　　根據(jù)要求，我們設(shè)計了一套實用性很強(qiáng)的方案，我們把空壓機(jī)供氣系統(tǒng)的儲氣罐壓力作為控制對象，用壓力變送器SP采集儲氣罐的壓力P轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査徒oPLC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)行運算，產(chǎn)生控制信號送變頻器，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)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)空壓機(jī)的輸出壓力。使每臺空壓機(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)設(shè)備。

　　該恒壓供氣控制系統(tǒng)增加了手動自動功能，白天和夜間運行模式自動切換，并保留原有的控制和保護(hù)系統(tǒng)。另外，采用該方案后，空壓機(jī)電機(jī)從靜止到旋轉(zhuǎn)工作可由變頻裝置來啟動，實現(xiàn)了軟啟動，避免了啟動沖擊電流和啟動給空壓機(jī)帶來的機(jī)械沖擊。

　　3、系統(tǒng)配置

　　（1）硬件采用國內(nèi)頂尖品牌英威騰公司產(chǎn)品：

　    1）觸摸屏：VT070-N0CX-N          1臺

　  　2）PLC：IVC1-1410                 1臺

　　  3）A/D模塊：IVC1-2AD             1臺

　　  4）變頻器：CHF100A-160G/185P-4  1臺

　　  5）變頻器：CHF100A-110G/132P-4  1臺

    （2）變頻器參數(shù)

    P0-01=1：設(shè)定為1，運行指令由外部端子控制

　　P0-03=50：較大輸出頻率

　　P0-04=50：運行頻率上限

　　P0-05=25：下限頻率設(shè)定為25Hz

　　P0-07=7：頻率指令來源

　　P0-11=30：加速時間設(shè)定為30S，具體數(shù)值根據(jù)工況及生產(chǎn)要求

　　P0-12=30：減速時間設(shè)定為30S，具體數(shù)值根據(jù)工況及生產(chǎn)要求

　　注：請按實際工況設(shè)置參數(shù),以上參數(shù)只能供參考。

　　博萊特空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能分析

　　1、節(jié)電率分析

　　1）空壓機(jī)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，即轉(zhuǎn)矩在不同速度下是相同的，但所需功率和速度成正比關(guān)系，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時所需功率也隨之下降，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

　　2）變頻空壓機(jī)的壓力設(shè)定可以是一點，即可以將滿足生產(chǎn)設(shè)備要求的較低壓力作為設(shè)定壓力，變頻空壓機(jī)將根據(jù)管網(wǎng)壓力上下波動的趨勢，調(diào)節(jié)空壓機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢，甚至消除了空壓機(jī)的卸載運行，節(jié)約了電能。

　　3）由于變頻空壓機(jī)使得管網(wǎng)上下壓力穩(wěn)定，可以降低甚至消除壓力的波動，從而使系統(tǒng)中所有運行的空壓機(jī)都在一個滿足生產(chǎn)要求的較低的壓力下運行，減少了壓力向上波動造成的功率損失。

　　4）由于壓縮機(jī)不能排除在滿負(fù)載狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，只能按較大需求來決定電動機(jī)的容量，故設(shè)計容量一般偏大。在實際運行中，輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調(diào)速，可大大提高運行時的工作效率。因此，節(jié)能潛力很大。

　　5）調(diào)節(jié)方式（如調(diào)節(jié)閥門開度和改變?nèi)~片的角度等），即使在需求量較小的情況下，也不能減小電動機(jī)的運行功率。采用了變頻調(diào)速后，當(dāng)需求量較小的情況下，可降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，減小電動機(jī)的運行功率，從而進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能。

　　6）單電動機(jī)拖動系統(tǒng)大多不能根據(jù)負(fù)載的輕重連續(xù)地調(diào)節(jié)。而采用了變頻調(diào)速后，則可以十分方便地進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，能保持壓力、流量、溫度等參數(shù)的穩(wěn)定，從而大大提高壓縮機(jī)的工作性能。

　　根據(jù)統(tǒng)計分析所掌握的一手?jǐn)?shù)據(jù)，初步預(yù)算節(jié)電率為20%左右。

　　2、改造后其它各方面優(yōu)越性

　　1）可以大量節(jié)約電能；

　　2）采用獨特的空間矢量（SVPWM）調(diào)制方式；

　　3）操作簡單，具有鍵盤鎖定功能，防止誤操作；

　  4）電機(jī)運行噪聲大大降低；

　　5）供氣壓力平穩(wěn)，提高了壓力控制精度；

　　6）空壓機(jī)的加卸載次數(shù)大大減少，降低進(jìn)氣閥運行部件的磨損；

　　7）具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護(hù)功能；

　　8）在保證潤滑的前提下，對機(jī)械方面也是大有益處，由于轉(zhuǎn)動速度。

　　大部分時間在低于原設(shè)計轉(zhuǎn)速的情況下運行，各轉(zhuǎn)動部件的磨損大降低，空壓機(jī)的使用壽命得以延長。

　　綜上所述，采用PID自整定控制儀與變頻器為核心部件構(gòu)成的變頻恒壓供氣系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的實用性，為供氣領(lǐng)域的技術(shù)革新，為企業(yè)節(jié)省開支、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、減少設(shè)備維護(hù)維修，提高企業(yè)形象等各方面開辟了切實有效的途徑。

　　1.節(jié)電：

　　160kW電機(jī)，運行時間按每天運行20小時，一個月30天，電機(jī)工作效率按80%計算，電費為0.6元/度，節(jié)電率按分析所得為30%。

　　每月節(jié)省電費=電機(jī)功率×運行時間×電機(jī)工作效率×電費×節(jié)電率=160×20×30×80%×0.6×20%=9216元

　　2）回收期：投資÷月節(jié)電=63000÷9216 =6.83個月（約7個月），故按上述工況計算分析，成本投資回收期約為7個月，投資周期短，回報高。如果每天使用更長的時間回收周期會縮短。

　　3）間接經(jīng)濟(jì)效益

　　減輕了主送電變壓器的負(fù)擔(dān)、增大了變壓器的寬裕度，因而增加了用戶的負(fù)荷使用容量；延長設(shè)備的使用壽命20%—30%；提高使用的安全保障，可減少設(shè)備維護(hù)支出25%—50%；可節(jié)約工時25%—50%。