Energiesparendes Nachrüstprogramm für Luftkompressoren mit Frequenzumwandlung Solution

I. Kurze Einführung in das Funktionsprinzip des Luftkompressors

Ein Paar parallel zueinander angeordneter Yin- und Yang-Rotoren (oder Schrauben) rotiert im Zylinder, sodass die Luft zwischen den Rotorzähnen weiterhin periodische Volumenänderungen erzeugt und die Luft entlang der Rotorachse von der Saugseite zur Druckseite transportiert wird, um den gesamten Prozess des Ansaugens, Komprimierens und Ausstoßens des Schraubenluftkompressors zu erreichen. Der Lufteinlass und der Luftauslass des Luftkompressors befinden sich jeweils an beiden Enden der Hülle, und der Schlitz des Yin-Rotors und die Zähne des Yang-Rotors werden durch den Hauptmotorantrieb gedreht. Die Hauptmotorleistung des ursprünglichen Luftkompressors beträgt 45 kW, mit insgesamt drei Einheiten. Betriebsmodus: Er nimmt den Betriebsmodus der △-Y-Dekompression an und läuft dann mit vollem Druck. Spezifische Betriebsverfahren: Nach dem Drücken der Starttaste schaltet das Steuersystem die Starterspule ein und öffnet die Ölfalle. Der Luftkompressor startet im Entlastungsmodus, in dem sich das Einlassventil in der geschlossenen Position befindet und das Entlüftungsventil geöffnet ist, um den Druck im Öl- und Gasabscheider abzulassen. Nach 2 Sekunden Herunterfahren beginnt der Luftkompressor unter Last zu laufen und der Systemdruck beginnt zu steigen. Wenn der Druck eines Luftkompressors nicht ausreicht, starten Sie bitte den zweiten Luftkompressor, und wenn der Druck des zweiten Luftkompressors immer noch nicht ausreicht, starten Sie bitte den dritten. Wenn der Systemdruck auf die Obergrenze des Druckschalters, d. h. den Abnahmedruck, steigt, schließt der Regler das Ventil, und Öl und Gas werden getrennt und das Gas wird abgeblasen. Der Luftkompressor läuft ohne Last, bis der Systemdruck unter die Untergrenze des Druckschalters, d. h. den Rückpralldruck, fällt. Der Regler öffnet das Einlassventil und das Entlüftungsventil des Öl- und Gasabscheiders wird geschlossen. Der Luftkompressor wird geöffnet und das Entlüftungsventil des Öl- und Gasabscheiders wird geschlossen. Der Luftkompressor läuft mit Volllast. 

II. Vorhandene Probleme im Originalsystem

1. Obwohl der Hauptmotor den Startmodus der △-Y-Dekompression verwendet, ist der Strom beim Start immer noch hoch, was die Stabilität des Netzes und die Betriebssicherheit anderer elektrischer Geräte beeinträchtigt.

2. Der Hauptmotor läuft oft ohne Last, was zu erheblicher Energieverschwendung führt.

3. Der mit Netzfrequenz laufende Hauptmotor führt zu starkem Lärm beim Betrieb des Luftkompressors.

4. Der Hauptmotor läuft mit Netzfrequenz, was große Auswirkungen auf die Ausrüstung hat und zu hohem mechanischen Verschleiß des Motors führt, was wiederum einen hohen mechanischen Wartungsaufwand zur Folge hat.

III. Frequenzumwandlungs-Nachrüstprogramm

1. Prinzip des Nachrüstprogramms

Ein Druckregelsystem bestehend aus Frequenzumrichter, Drucktransmitter, Motor und Spiralrotor passt die Motordrehzahl automatisch an, sodass sich der Luftdruck im Tank innerhalb des eingestellten Bereichs stabilisiert und eine konstante Druckregelung erreicht wird. Der Rückkopplungsdruck wird mit dem eingestellten Druck verglichen, um die Leistung des Frequenzumrichters in Echtzeit zu steuern und die Motordrehzahl anzupassen, sodass der Luftdruck im Tank auf dem eingestellten Druck stabilisiert werden kann.

2. Konstruktionsprinzipien des Frequenzumwandlungs-Nachrüstprogramms

Entsprechend den bestehenden Problemen im ursprünglichen Betriebszustand und in Kombination mit den Anforderungen des Produktionsprozesses weist das Luftkompressorsystem nach der Frequenzumwandlungs-Nachrüstung die folgenden Funktionen auf:

(1) Die Tankleistung ist stabil, wenn der Motor durch einen Frequenzumrichter angetrieben wird, und der Druckschwankungsbereich kann ± nicht überschreiten. 0,02 MPa;

(2) Das System sollte über zwei Steuerkreise verfügen, darunter eine variable Frequenz und eine Netzfrequenz;

(3) Das System verfügt über zwei Steuerkreise, darunter eine offene und eine geschlossene Schleife;

(4) Ein Luftkompressor-Wechselrichter kann drei Luftkompressoren steuern;

(5) Entsprechend den Anforderungen der Betriebsbedingungen des Luftkompressors sollte das System sicherstellen, dass der Motor Laufeigenschaften mit konstantem Drehmoment aufweist;

(6) Um Störungen durch nicht sinusförmige Wellen im Luftkompressor-Regler zu verhindern, sollte der Eingang des Frequenzumrichters über wirksame Maßnahmen zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen verfügen;

(7) Bei einer kleinen Gasmenge überschreiten weder die Motorwicklungstemperatur noch das Motorgeräusch den zulässigen Bereich, wenn der Frequenzumrichter mit niedriger Frequenz läuft.

(8) Unter Berücksichtigung des zukünftigen Erweiterungsproblems des Systems wurde ein 55-kW-Frequenzumrichter ausgewählt, um die zukünftigen Anforderungen zukünftiger Systeme zu erfüllen Erweiterung;

3. System-Debugging

Die Debugging-Arbeit ist in zwei Teile unterteilt:

Erstens: Voreinstellen der Frequenzumrichterparameter entsprechend den Prozessanforderungen, Motorparametern und Lasteigenschaften.

Zweitens: Debugging der Systemverbindung.

Führen Sie das Debugging der Systemverbindung durch, nachdem Sie die Parameter eingestellt und den Frequenzumrichter ohne Last laufen gelassen haben.

(1) Schließen Sie den Antrieb an das System an.

(2) Führen Sie den Betrieb des Netzfrequenz-Schleifenmodus durch.

(3) Führen Sie den Betrieb des Frequenzumwandlungs-Schleifenmodus durch, einschließlich zwei Teilen Debugging der offenen und geschlossenen Schleife:

Offener Schleife: Beobachten Sie hauptsächlich die Frequenzanstiegssituation des Frequenzumrichters. Ist das Betriebsgeräusch des Geräts normal? Ist der Druckanstieg des Luftkompressors stabil? Ist die Anzeige des Drucktransformators normal? Ist das Gerät ordnungsgemäß heruntergefahren usw.? Wenn alles normal ist, können Sie eine Closed-Loop-Fehlerbehebung durchführen.

Closed Loop: Hauptsächlich wird erreicht, dass die Frequenzanstiegs- und -abfallsgeschwindigkeit des Frequenzumrichters mit den Druckbewegungen des Luftkompressors übereinstimmt. Es entstehen keine Druckschwingungen. Beobachten Sie außerdem sorgfältig den mechanischen Resonanzpunkt und überspringen Sie Frequenzen in der Nähe des Resonanzpunkts.

IV. Vorteile der Frequenzumwandlung bei Luftkompressoren:

1. Energie sparen

Im Vergleich zu herkömmlichen Kompressoren ist die Energieeinsparung bei Kompressoren mit Frequenzumrichter am praktischsten. Passen Sie die Kompressorleistung entsprechend dem Luftbedarf an.

2. Niedrigere Betriebskosten

Die Betriebskosten herkömmlicher Kompressoren bestehen aus drei Posten: Anschaffungskosten, Wartungskosten und Energiekosten. Die Energiekosten machen etwa 70 % der Gesamtkosten aus. Durch eine Reduzierung der Energiekosten um mehr als 30 %, gepaart mit einer geringeren Belastung der Geräte nach dem Start des Frequenzumrichters und damit reduzierten Wartungszeiten, werden die Betriebskosten erheblich gesenkt.

3. Verbesserte Genauigkeit der Druckregelung

Das Frequenzumwandlungs-Steuersystem verfügt über eine präzise Druckregelungsfunktion, sodass der Luftdruck des Kompressors mit der für das Luftsystem des Benutzers erforderlichen Gasmenge übereinstimmt. Die vom Frequenzumrichter gesteuerte Gasmenge des Kompressors ändert sich mit der Drehzahl des Motors.

Da die Genauigkeit der elektromechanischen Drehzahlregelung durch die Frequenzregelung zunimmt, können die Druckänderungen des Rohrnetzsystems innerhalb des erforderlichen Bereichs bleiben, was die Qualität der Luftversorgung effektiv verbessert.

4. Verlängern Sie die Lebensdauer des Kompressors

Der Antrieb startet den Kompressor von OHZ und seine Anlaufbeschleunigungszeit kann angepasst werden, was die Auswirkungen auf die elektrischen und mechanischen Komponenten des Luftkompressors beim Starten des Motors verringert und die Zuverlässigkeit des Systems verbessert, sodass die Lebensdauer des Kompressors verlängert wird. Darüber hinaus kann die Frequenzumwandlungssteuerung Stromschwankungen reduzieren, die beim Starten des Geräts das Stromnetz und den Strom anderer Geräte beeinträchtigen. Der Frequenzumrichter kann die Spitze des Anlaufstroms effektiv auf ein Minimum reduzieren.

5. Geringeres Luftkompressorgeräusch. Je nach Betriebsbedingungen des Kompressors verlangsamt sich die Motordrehzahl nach der Frequenzanpassung und -umwandlung erheblich, was das Laufgeräusch des Luftkompressors effektiv reduziert. Im Vergleich zum Originalsystem sinkt die Geräuschentwicklung erfahrungsgemäß um ca. 3 bis 7 dB.

V. Ausrüstungsinvestition

Besonderer Hinweis:

1. Der Schaltschrank verfügt über einen Frequenzumrichter VEICHI AC70-T3-55K;

2. Das Steuersystem ist das Kernsteuersystem des Luftkompressors. Es verwendet einen Frequenzumrichter der VEICHI AC70K-Serie mit einem VFD-Antrieb und drei Motorsteuerungsmodi, was die Investitionskosten erheblich senkt. Die Investition ist erschwinglich und die Wirkung groß. Wenn das System in verschiedenen Arten von Geschwindigkeitsregelungssystemen verwendet wird, kann die Energieeinsparung bis zu 20-50 % betragen und im Allgemeinen ohne Einfluss anderer Faktoren die Obergrenze erreichen.

VI. Amortisationszeit

1. Stromeinsparung des Luftkompressors

Nehmen wir als Beispiel einen 45-kW-Lüfter, der mit 40 Hz läuft: Bei 80 % der Betriebsgeschwindigkeit beträgt der Stromverbrauch der Motorwelle: Pz=0,83Pn=0,512Pn. Wie bekannt ist, hat ein Jahr 12 Monate, ein Monat 30 Tage und ein Tag 24 Stunden. Unter Berücksichtigung aller Arten von Verlusten und unter der Annahme, dass die Energieeinsparungen 30 % des Stroms ausmachen: W = 45*12*30*24*30 % = 116640 kWh, und unter Annahme von 0,5 RMB pro Kilowattstunde beträgt die jährliche Stromeinsparung: 116640*30,5 = 58320 RMB.

2. Einsparung von Wartungskosten;

3. Investitionsrenditezyklus = 12 (Monate) * 41500/58320 = 12 ÷ 152 % = 8,5 (Monate). Die Lebensdauer von Frequenzumrichtern kann mehr als 10 Jahre betragen. Wenn man nur die Energieeinsparungen des Motors berücksichtigt, dauert es etwa 8 Monate, um die gesamte Investition wieder hereinzuholen, was bedeutet: „Eine Investition, langfristiger Nutzen“. Die Frequenzumwandlungs-Drehzahlregelungstechnologie ist eine neue Technologie, die im Bereich des Motorwiderstands eine perfekte Energiesparwirkung hat. Sie kann den technologischen Fortschritt von Unternehmen energisch fördern und den Gesamtnutzen von Unternehmen verbessern.