節(jié)能螺桿空壓機節(jié)能改造

       節(jié)能螺桿空壓機普遍使用在工業(yè)消費中，在控制供氣方面應用加載閥來控制節(jié)能螺桿空壓機。由于用氣設備的工作周期或是消費工藝的差異，使得用氣量發(fā)作動搖，有時會形成節(jié)能螺桿空壓機頻繁加載、卸載。節(jié)能螺桿空壓機卸載后電機依然工頻運轉(zhuǎn)，不只浪費電能而且增加設備的機械磨損；節(jié)能螺桿空壓機加載過程是忽然加載，同時加載過程的消耗也會對電網(wǎng)產(chǎn)生極大的沖擊。因而對節(jié)能螺桿空壓機進行變頻改造中需要改善電機的啟動和運轉(zhuǎn)方式、減少設備的機械磨損、在一定范圍內(nèi)節(jié)約電能等效果。

一、節(jié)能螺桿空壓機的工作原理

螺桿式空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、密封及保送、緊縮、排氣四個過程。當螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時，螺桿和殼體的相互嚙合，進氣口吸入空氣和機油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動將吸入的油氣密封并向排氣口保送；當齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時，較高壓力的油氣混合氣體排出機體。

二、緊縮氣供氣系統(tǒng)組成及節(jié)能螺桿空壓機控制原理

1、緊縮氣供氣系統(tǒng)組成

工廠空氣緊縮氣供氣系統(tǒng)普通由空氣壓縮機、冷干機、過濾器、儲氣罐、管路、閥門和用氣設備組成。

2、空氣壓縮機的控制原理

節(jié)能螺桿空壓機啟動時，節(jié)能螺桿空壓機頭進氣口關閉，電機空載啟動。當空氣壓縮機啟動運轉(zhuǎn)后，翻開進氣口，電機負載運轉(zhuǎn)，不時地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣。假如后端用氣設備中止用氣，設備的氣壓逐漸升高，當壓力達到上限是，控制器會發(fā)出信號，加載閥中止工作，進氣口關閉，電機空載運轉(zhuǎn)。

三 、螺桿式空氣緊縮機變頻改造

節(jié)能螺桿空壓機工頻運轉(zhuǎn)和變頻運轉(zhuǎn)的比擬：

節(jié)能螺桿空壓機電機功率普通較大。這使空壓機在啟動時會有較大的啟動電流，加載和卸載時對設備機械沖擊較大；不光惹起電源電壓動搖，也會使壓縮氣源產(chǎn)生較大的動搖；同時這種運轉(zhuǎn)方式還會加速設備的磨損，降低設備的運用年限。

對節(jié)能螺桿空壓機進行變頻改造可以延長設備使用壽命；同時由于電機運轉(zhuǎn)頻率可變，完成了節(jié)能螺桿空壓機依據(jù)用氣量的大小自動調(diào)理電機轉(zhuǎn)速，減少了電機頻繁的加載和卸載，使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定，在一定水平上節(jié)約了電能。

節(jié)能螺桿空壓機主電路和控制電路的變頻改造：

時間繼電器的線圈一端與220V控制電路零線接通，另一端銜接到PLC的加載輸出點，通過繼電器來延長時間。與變頻器公共控制端CM接通。變頻器的模仿量反應信號C1和GND端子，與緊縮氣保送管路上的壓力傳感器相銜接。

節(jié)能螺桿空壓機變頻改造后，在交流接觸器銜接為星型時，交流接觸器KM1的常開觸點沒有閉合，變頻器FWD端子與CM端子沒有接通，變頻器不啟動、無輸出；當PLC控制交流接觸器轉(zhuǎn)換為三角形接法后。

四、 螺桿式空氣壓縮機變頻改造留意事項

在停止變頻改造時應該留意，盡量堅持原有設備主電路和控制電路的完好性，對其電路的改動越少越好；這有利于在變頻器發(fā)作毛病或是檢修時，節(jié)能螺桿空壓機能夠很便當?shù)馗膭踊氐皆械目刂品绞缴先?，這保證了節(jié)能螺桿空壓機在變頻和工頻狀態(tài)下都能夠運轉(zhuǎn)，也使得改造時能夠不用重新編寫PLC程序。

必需保存節(jié)能螺桿空壓機的工頻運轉(zhuǎn)形式，萬一變頻器出毛病，能夠直接切換到工頻形式下運轉(zhuǎn)，不至對消費形成影響。

有效防止變頻器低頻啟動時過負荷跳閘。

變頻器的下限運轉(zhuǎn)頻率普通要設在35赫茲或以上，假如赫茲數(shù)太低，可能會形成油氣分離器無法有效分離油氣，形成節(jié)能螺桿空壓機漏油現(xiàn)象。但要依據(jù)實踐狀況詳細來思索設定下限頻率值，由于不同的節(jié)能螺桿空壓機其機械配合磨損和效率不盡相同，其不漏油的下限頻率也不一定相同。

管路上的壓力傳感器的裝置位置要盡量靠近節(jié)能螺桿空壓機，不要裝置在過濾器或是閥門以后，節(jié)能螺桿空壓機不停機并發(fā)作爆炸風險。還應該保存節(jié)能螺桿空壓機原來的壓力停機維護開關。

運用變頻器下限頻率延時停機休眠功用。

按消費工藝請求，變頻改造后，恰當降低緊縮氣供氣系統(tǒng)的供氣壓力，將原來的高壓變流量供氣改動為變頻恒壓變流量供氣方式。

五、螺桿式空氣緊縮機變頻改造節(jié)能剖析

拉力F在時間T內(nèi)作的功率P為

由數(shù)學學問可知線速度v和旋轉(zhuǎn)角速度ω之間的關系如式2所示,式中f為旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)頻率。

將式2代入式1能夠求得旋轉(zhuǎn)物體摩擦阻力功率如式3所示

式3中F’為旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)摩擦阻力，r為旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)半徑，f為旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)頻率。所以我們能夠在疏忽空氣緊縮機機械效率損失，同時疏忽節(jié)能螺桿空壓機機械效率由于電機轉(zhuǎn)速變化而變化的狀況下，即一直以為節(jié)能螺桿空壓機機械效率η為1，能夠近似地以為變頻器的輸出功率與空壓機電機的轉(zhuǎn)速成正比，即成一次方正比例關系。

其中W1轉(zhuǎn)換為緊縮空氣勢能、動能和熱能等方式的能量，供設備運用。而W2則轉(zhuǎn)換為機械的摩擦熱能和聲音、震動等方式的能量損失掉。

所以節(jié)能螺桿空壓機經(jīng)過變頻改造后，由于電機處于變速運轉(zhuǎn)狀況下，而經(jīng)過式3的推導曉得電機的均勻功率與電機的均勻轉(zhuǎn)速成一次方正比例關系?？諌簷C變頻改造后，是依據(jù)用氣系統(tǒng)的用氣量恒壓變流供氣；所以變頻改造后，節(jié)能螺桿空壓機在周期T（t1+ t2）內(nèi)所作的功W，等于同等工況下，節(jié)能螺桿空壓機工頻運轉(zhuǎn)時，加載運轉(zhuǎn)時間t1內(nèi)所作的功W1。

經(jīng)過以上剖析，可知只需曉得節(jié)能螺桿空壓機工頻改造前卸載運轉(zhuǎn)時間和卸載電流，就能夠大致計算出，相同工況下變頻改造后的節(jié)能功率和節(jié)能電量（疏忽機械效率η的變化）。