空压机节能技术范文第1篇

Abstract： with the rapid development of social economy and science technology， electric energy provided is higher requirements in order to promote socialist modernization at the same time ， especially saving energy control of various kinds of electrical equipment. Because of building a resource-conserving and environment-friendly society，，it is of great practical significance to strengthen the compressor inverter PID control and the research of saving energy technology. Technology of frequency conversion air compressor that is energy conservation and use are analyzed in this paper.

关键词：空压机；变频控制；节能技术；PID；运用

中图分类号：TE08 文献标识码： A

引言

可持续发展是我国大力推行的发展策略，低碳生活是我国人民未来追求的生活方式，但是空压机变频技术的应用可以很好解决交流电动机的变频节能问题，这样可以降低异步电动机的能耗，节约成本，得到更高的经济收益，并且顺应了国家节能减排的可持续发展战略。

一、电机变频控制的原理和特点

变频电机是变频器驱动电机的统称，它采用由变频感应电动机和变频器组成的控制系统，提高机械自动化程度和生产效率。以交流电机为例，其同步转速可用下式表示：

n1=60f/p.****（1）

式（1）中：n1――同步转速；f――电源频率，50Hz；p――电机磁极对数。

电机转差率用公式表示为：

s=（n1Cn）/n1.****（2）

式（2）中：s――电机转差率；n――电机转速。

由式（1）和式（2）可以推得：n=60f（1-s）/p.****（3）

图1所示为电机控制原理。通过电机变频器输出的不同频率，可以对交流电机进行调速。变频调速的主要特点是通过变频器改变输出频率和输出电压，最终达到对转动负载的精确定量控制。除此之外，变频电机还具有以下一些特点。

（1）具备软启动和停止功能。

（2）采用电磁设计，增加了电机电感，从而减少定子和转子的阻值。

（3）满足反复的启制动切换，能够平滑无极调速，保护功能完善，减少设备维修。

（4）节约电能。

图1电机的变频控制原理图

二、螺杆式空压机的工作原理

螺杆式压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又是借助压缩机的一对阴阳转子在机壳内作回转运动来达到。螺杆式空压机工作循环可分为进气、压缩、排气三个过程，随着转子的旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。其原理示意见下图：

三、螺杆式空压机传统运行方式存在的问题

对于螺杆式空压机来说，其排气量和转速成线性正比关系。当转速上升，排量增加；当转速下降，排量减少；普通螺杆式空气压缩机传统运行方式为工频恒速运行，而实际生产中的用气量需求却经常处于变动状态，需求变化导致螺杆式空压机频繁加卸载，这样就造成了以下负面效果：

1、加、卸载过程中造成的电能浪费

空压机加载状态下，在压力达到加载压力最小值后，会继续加载升高压力，直到压力达到卸载压力，这时会向外界释放更多的热量，从而导致电能的浪费。而螺杆式空压机工频电机本身不能调速，同时大功率电动机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电动机仍然要空载运行，浪费电能。卸载运行时，当压力达到卸载压力最大值时，空压机关闭进气阀使电动机处于空转状态，同时将分离器中多余的压缩空气通过放空阀放空，从而造成很大的电能浪费。

2、空压机元器件损耗

（1）由于靠机械方式频繁地调节进气阀动作，加速了进气阀的磨损，缩短使用寿命，增加维护工作量，加大成本。

（2）由于工频供电，虽然拖动电机基本上采用星-三角启动，但启动冲击电流仍较大，影响电网电压和其它设备的安全运行；同时对相关设备产生机械冲击而造成损坏，增加维修量。

3、排出的气压不稳定

由于靠机械方式调节进气阀开、关，供气无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力将产生较大的波动，造成供气压力不稳定，影响气动元件的动作过程，从而影响产品质量，甚至会造成废品。

四、空压机变频改造

螺杆空压机的变频改造要求变频器根据用户设定的期望压力和供气端反馈的实时压力的差值进行自动调节。当供气端反馈的实时压力超过用户设定的期望压力时，变频器减小输出频率，反之，则增大输出频率；而当供气端反馈的实时压力等于用户设定的期望压力时，变频器维持实时输出频率，这样来满足供气连续稳定。其流程图见下：

1、实现上述控制，变频器需满足的条件：

（1）用交-直-交变频器作空压机电动机的供电载体

交-直-交型变频器能根据控制对象的需要，输出频率连续可调的交流电压，可方便地改变电动机的转速，以控制空压机的输出气量，满足生产需要。

（2）变频控制系统采用负反馈闭环系统

空压机变频控制的基本要求是，保持空压机输出压力的恒定。由自动控制理论可知，通过压力变送器检测空压机输出压力并反馈到变频器与给定压力构成负反馈，可实现空压机输出压力的恒定。

（3）空气压缩机是恒转矩负载，故变频器选用通用型恒转矩变频器。

（4）变频器应选用有PID功能的变频器（或者另外选购个PID专用控制器）。

（5）变频器的容量一般可按空气压缩机电动机容量选择，也可以选择比电动机容量大一个级别的变频器。

2、系统闭环自动调节作用

闭环系统的自动调节作用是，将被控制量的检测信号，反馈到变频器与被控量的目标值相比较，以判断是否已经达到预定的目标值。如果未达到，则根据两者的差进行自动调整。当空气压力不足，反馈值小于目标值，变频器输出频率增大，电动机转速增高，空气压力增大，直至空气压力与目标值几乎相等为止。当空气压力大，反馈值大于目标值，变频器输出频率下降，电动机转速减小，空气压力减小，直至空气压力与目标值几乎相等为止。变频闭环PID控制，其调节的最终效果和传统的工频恒速空压机运行效果比较见下图：

上图中由于变频闭环调节的作用，供气压力基本稳定，浮动范围在0.01MPa上下。并且保证供气满足要求的同时，节能效果明显。

3、PID过程调节器参数调整

变频器将实时检测到的压力信号作为PID过程控制中的反馈信号，通过不断的调整转速使输出压力与设定值保持一致。PID控制环主要由三个参数决定：比例增益、积分时间、微分时间。这三个参数将会影响到调节过程的响应速率、稳定性、调节幅度等。将比例增益过程中的PID比例增益设为0.3，并增大该值直到反馈信号再次开始失稳为止，然后减小该值，最后将比例增益降低40%-60%。将积分时间过程中的PID积分时间设为20秒，并减小该值直到反馈信号再次开始失稳为止，然后延长积分时间，直到反馈信号稳定为止，最后将该值再增大15%-50%。微分时间中PID微分时间仅用在反应速度非常快的系统中。一般取值是设定积分时间的四倍，只有当比例增益和积分时间完全优化后才能使用微分器。确保反馈信号振荡可以通过反馈信号上的低通滤波器充分衰减。

四、空压机变频控制实践应用

以某厂房空压机为例。改造前经测试参数如下：电机功率110kW，出口压力为5.2--5.9MPa，运行时间为12小时/天，一年运行340天，加载时间为15s，减载时间15s；加载电流为180A，减载电流为90A。经检测其节电率为30%以上。年节电量（按35%）计算如下：

W节电量=12×340×110×35%=1.57×105（k・Wh）

可见节电效果明显，此外，改造后系统还存在其它优点。首先，减少了机器的噪音；其次，控制回路可保证系统的正常、安全运行；最后，自动化程度高，克服原系统手动调节的缺点。

结束语

综上所述，改革开放以来我国进入了可持续发展的战略阶段，各行各业都提出了节能减排的要求。我国的电能一直处于匮乏的阶段，为了更好的对电能实现节能减排，逐渐对传统的电机进行了改革，发展成了现在的变频控制电机。变频控制技术能够根据负载的需求改变电机的驱动功率，减少了电机运转中不必要的能量损耗。本文对空压机及其电机的现状、原理和应用进行了分析和总结。

参考文献

[1]汤凤佩.注水电机变频控制时的继电保护设计[J].科技创新导报，2012，（02）.

[2]巨志忠，杨小强.试论电机变频控制节能技术和运用[J].《科技与创新》，2014，（7）.

[3]代树青.低压变频控制存在的问题及解决对策[J].《科技风》，2012，（2）.

[4]梁艳娟.空压机变频改造节能技术的研究与应用[J]. 《制造业自化》，2011，（13）.

空压机节能技术范文第2篇

关键词：煤矿井下；变频节能技术

1概述

煤矿企业需要在井下进行生产，生产环境较为恶劣，对于生产设备的要求较高，其中尤其是传动设备，对于传动设备来说直接影响着煤矿井下的生产效率和质量，对于如何保障良好的传动系统是一直以来的研究方向，对于煤矿的生产有着很大的影响，随着技术的不断发展，在传动系统加入了变频技术，变频技术的应用满足了异步电动机的多样性，并且具有可操作性和成本较低等优势，为煤矿企业的生产带来了发展。

煤矿井下工作的环境较为恶劣并且具有多变性，井下设施容易受到生产具体条件的影响，在这种环境下设备的选择有一定的要求，需要电气设备具有体积小、重量轻的特点，另外由于生产的要求和环节问题对于大型设备的传动调速要求也不一样，如何保障煤矿安全生产，必须提高设备的传输条件和要求，提高工作效率，从而更好的保障煤矿的井下生产，变频调速技术的应用能够完成对加速、减速、正转、反转等方面的控制，对于不同的生产设备都能有效的使用，目前来说多采用PID控制器和PLC控制器配套使用，很好的解决了传动设备调速的问题，对于煤矿的生产起到了有效的促进和发展，提高了生产效率和安全。

2 变频节能技术的基本原理和发展

变频技术主要指通过改变交流电频率的方式，达到对设备的控制自动化，是现代化无附加转差损耗的调速方式。使用变频技术，可通过机电设备负载段变化值，在系统前段设定设备的参数值，改变设备的运转情况，以期提高机电设备的运转效率。

由于煤矿井下的环境比较特殊，瓦斯、煤尘等作为主要易燃易爆物质，具有一定的危险性，变频节能技术并没有轻易在井下环境中应用。随着科技发展，变频节能技术逐渐被应用于机电设备中。采用了变频节能技术的设备，可以使得设备运转效率大大提高，在很大程度上节约了电能，同时还节省了用于设备维护的支出，提高了矿业公司的经济效益。所以，变频节能技术能够显著改善煤矿机电设备的性能。

3 变频调速技术的应用

3.1 变频调速技术的应用主要设备就是使用PID控制器和可编程控制器（PLC）控制技术来进行有效的控制，其中能够对速度的加减、正反向等实现控制，并且由于井下环境的复杂，如何适应煤矿的压风、排水、煤矿提升等要求，就需要对变频调速提出更高的要求，设备技术更为复杂，本文不做赘述，以下以压风机为基本示例进行相关研究，压风机中对变频技术的有效应用就从一方面表明了变频调速技术的经济成本低和操作优越性。

通常情况下来说压力风机的操作是党罐内压力达到预定值之后压力调节器就会作用，从而处于闲置状态，对储罐压力进行不断的降低，降低到一定程度之后机器恢复原来的工作状态，但是在具体的工程工作中，空气压缩机很难达到理想的空气压力，并且在输出过程中压力会有较大程度的波动，对气动工具造成影响，直接耽误了工程的效率，通过变频技术的加入之后能够对空气压缩机的气压输出有所保障，基本保持在正常的工作水平，对于煤炭开采的工作效率有了很大程度的提高，相较于传统的PID控制方法，能够对检测信号直接反馈，从而控制变量，根据两者之间的对比差异不断调整从而进行有效的控制，具体来说就是当储气罐压力超出预定值时，就要对压缩空气同气仓进行调节，直到平衡状态，相反，如储气罐压力低于目标，应调节储气罐压力同目标压力近视平衡。总的来说就是在风机运行中加入变频调速技术之后，能够有效的保持空气压缩机的恒定生产，保证空气压缩机的输出压力处在恒定的状态，促进了生产的高效安全的进行。

3.2 变频技术在通风机中的有效应用在煤矿开采作业中，通风机中具有十分重要的作用。通常被称为煤矿开采工程的呼吸系统。在煤矿井下作业的过程中，通风机运转时间较长，要保持通风系统的一直运转。因此，随着煤矿企业开采作业中的开采深度的增加，通风机需要的功率也要不断增加。所以，对通风机的技能要求也在不断增加，而且通风机在启动的过程中存在很大的问题，其中电流过大容易导致机电设备损害，对电网设备产生摩擦和损耗，在通风机中应用变频技术，不仅能对风机运转实现有效的控制，最重要的是能实现节能环保，达到通风机软启动的效果，进一步延长通风机的使用周期。

3.3 在煤矿空气压缩机上的有效应用。在煤矿空气压缩机上应用变频技术也取得了很好的工作效果，通常来说在煤矿风动电机的应用中空气压缩机是主要的动力来源，通过交流电机的带动电动机能够持续处在工作状态，空气压缩机的主要工作状态就是通过上下两点进行有效的控制，也就是说交流电机持续处在工频运行的环境下，一旦空压机气缸压力达到预设压力值就会自动关闭空压机气阀，这时候就不再有压缩气体的产生，电动机处在空载状态，电动机的空载状态就会造成压力的不断下降，压力下降到一定程度时候接近预设值时候，空压机气阀会自动打开，从而继续产生压缩空气，这时候电动机重新运行处于负载状态，由于在煤矿的具体生产过程中，实际用气量和产气量很难达到平衡，这就会使空压机频繁的空载和负载，这种频繁的变化对于电网以及电动机来说都会产生严重的影响，这就对变频技术提出了新的要求，变频技术具有很多方面的优势，其中包括控制精度较高、容易上手、维护工作简单等，变频技术的应用能够在负载变化过程中不用进行改动，针对具体的井下工程来说要对转速进行科学的调整，变频器驱动方式，从根本上改变了传统的空气压缩机加载与卸载供气控制方式，通过调整电机用气量的大小来实现转速自动调控，以确保供气压力自身的恒定性，使压缩机的启停次数减少。

4 结语

综上所述，在现代工业的不断发展中变频调速技术也发展迅速，广泛的应用到各个领域当中，在煤矿的开采中也是一样，变频调速技术的应用对于煤矿生产来说很大程度的提高了工作效率，降低了工作强度，并且对于社会经济和价值的促进也有所促进，随着变频技术的不断发展，在将来将会更好的适用于煤矿的生产工作中。

参考文献：

[1]马修峰.变频技术在煤矿主通风机设计中的方案优化[J].煤矿机电，2010（4）：102-103.

[2]代会胜，刘海东.变频技术在煤矿空压机上的应用[J].煤炭技术，2008（7）：98-99.

空压机节能技术范文第3篇

Abstract: With the development and using of compound compression, cascade cycle, frequency conversion compression, Turbo, efficient heat exchange technology, the prospect of air source heat pump technology is becoming wider and wider. This paper briefly analyzes development and application of air source heat pump technology.

关键词: 空气源热泵;双级压缩;复叠循环;变频压缩

Key words: air source heat pump;compound compression;cascade cycle;frequency conversion compression

中图分类号:TU831文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)19-0093-01

0引言

随着节能环保政策的推出,空气源热泵以这一显著的优点不断的被广大用户所接受。首先,其以空气作为低温位热源,取之不尽,用之不竭,处处都有,可以无偿地获取。其次,一机两用,冬季供热水,夏季供冷水,可节省一套冷却水系统和锅炉。第三,可布置在室外,不占用建筑物的有效面积,安装方便,便于运行管理。最后,设备的保护和控制系统齐备完善,设备的可靠性比较高。空气源热泵的工作原理就是应用逆卡诺原理从空气中吸收热量并输送到室内取暖场所。

1空气源热泵的技术展望

1.1 双级压缩技术当蒸发温度低于-25度,压缩机的压缩比大于8时,应采用双级压缩技术。由蒸发器出来的低压蒸气先由压缩机的低压级(一级)压缩机吸入压缩至中间压力的气态制冷剂,经中冷器冷却后的蒸气再由高压级(二级)压缩机吸入,压缩至冷凝压力排入冷凝器。其工作流程为:低压缸吸气――低压级压缩――低压缸排气――中压冷却(中冷器)――高压缸吸气――高压级压缩――高压缸排气(冷凝压力)。其在工作过程中,一是低温低压的气态制冷剂经由低压级压缩机压缩为较高温度的中间压力的气态制冷剂,然后经由高压级四通阀进入高压级压缩机的吸气管。二是经由高压储液器流出,然后经两路进入中间冷却器的高温高压制冷剂。其中一路经由电磁阀入中间节流热力膨胀阀,变成中温中压的气液混合制冷剂后流入中间冷却器的中温中压的的制冷剂通道,从而吸收通道内液态的制冷剂的热量蒸发,使得高温高压的液态制冷剂得以充分过冷,蒸发的中温中压制冷剂与四通阀流出的较高温度的制冷剂混合,然后进入高级压缩机,压缩为高温高压的气态制冷剂,经由高压四通阀进入制冷剂/水换热器,释放所携带的热量。冷却为高温液体之后,经单向阀进入高压储液器。另一路经由电磁阀,中间节流热力膨胀阀进入中间冷却器的中温中压制冷剂通道,经中间冷却器吸收中温中压的制冷剂通道内制冷剂的蒸发余热而进一步过冷。然后经过充分过冷的高压液态制冷剂,经由制热用热力膨胀阀降压为低温低压的气液混合制冷剂,然后进入制冷剂/空气换热器,吸收室外的空气的热量蒸发成低温低压的气态制冷剂,再经由四通阀,气液分离器返回压缩机,如此循环。

1.2 复叠循环技术复叠循环系统由两个单独的制冷系统组成,分别称为高温级和低温级两个部分。其中高温部分使用中温制冷剂,低温部分使用低温制冷剂。高温部分的制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷却的,两个部分通过一个冷凝蒸发器相连接,所以冷凝蒸发器既是高温部分的蒸发器,又是低温部分的冷凝器。低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却的对象吸收热量,并把热量传递给高温部分的制冷剂,最后由高温制冷剂给冷却介质(水或空气)。

1.3 变频压缩技术变频压缩技术是相对于转速恒定的压缩技术而言的,其通过一种控制方式或手段使其转速在一定范围内连续调节,能连续改变输出能量的压缩技术。其核心是变频器。变频器通过改变压缩机供电频率,调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的,室温波动小、电能消耗少,其舒适度大大提高。而运用变频控制技术的变频空调,可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式,使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动,实现了快速、节能和舒适控温效果。

1.4 Turbo技术在空气源热泵中使用Turbo技术。其通过启动压缩机时同时启动Turbo功能,使压缩机的输出功率瞬间增加20%,从而实现快速升降温[1] 。这样空气源热泵就可以快速达到设定的温度并进入保温阶段,大大缩短了耗能严重的启动阶段的时间,以达到节能的目的。与一般的压缩技术相比,其能够缩短启动时间40%左右,从而节约电能30%。效果比较见图1。

1.5 高效换热技术高效节能空调是依靠蒸发吸收空气中的热量达到降温目的,根据自然物理现象“水蒸发效率”这一原理:当热空气经过实际换热面积100倍有水蒸发的湿帘时,其大量的热将被空气吸收,从而实现空气降温的过程。因此其与传统的压缩技术相比,其特点不体现在压缩机上,而是体现在增大换热面上。[4]

2空气源热泵技术的应用

空气源热泵技术目前主要应用在热水器和空调上。从功能利用来讲,其可用于制冷、地板采暖、中央热水。空气源热泵空调适合大于150平米的高档公寓,一套系统即可实现中央空调、地板采暖、中央生活热水三项功能,相比常规的中央空调,节能20%-30%以上。由于其运行使用电能,因此运行中没有任何污染,及废弃物。可以制冷、地板采暖和供应生活热水一体,实现一机多用。其与其他的电热器相比,具有无与伦比的优势。首先,利用热回收技术,实现制冷的同时,免费享受生活用热水,热水温度可达到55-60℃的高温;其次,在空调和地板采暖不用的情况下,可单独生产生活用热水,热水温度可达到55-60℃的高温; 第三,在提供地板采暖的同时也可生产生活用热水,热水温度可达到55-60℃的高温。第四,可以实现定时利用低谷电力加热生活热水,费用更省;第五,可以选装中央循环热水,热水即开即用;第六,在生活热水水箱里内置电加热装置,可使生活用水系统水温更稳定。

3结束语

空压机节能技术范文第4篇

关键词：汽车厂、空压机节能、方案设计

中图分类号：TU2 文献标识码： A

一、现状

目前某汽车厂共有20t锅炉7台，其中冬天运行7台，夏天运行3台，目前锅炉补水为补充自制的10～15℃的软化水，每台锅炉补水平均约需要14t/h，冬天需要补充98t/h左右，夏天需要补充42t/h。补充的软化水进入除氧罐，由于温度较低需要大量的蒸汽使其升温至104℃左右进行除氧，过低温度的软化水需消耗大量蒸汽来提高温度进行除氧。空压机在运行过程中产生大量的热，这部分热可回收来用于软化水升温，从而减少除氧蒸汽所需要的使用量，节约大量能源。

现行螺杆式空压机的工作流程如下：空气通过进入过滤器将大气中的灰尘或杂质虑除后，由进气控制阀进入空压机主机，在压缩过程中与喷入的冷却油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气。由于机器温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统；而高温高压的油经冷却后返回油路进入下一轮循环。

空压机在运行时产生高温高压的油、气，其中温度在80 ?C ～100 ?C之间。产生的这些热量通过空压机自身的散热系统散发到空气中，造成了能源的浪费。

下表为唐车公司空压机的基本信息：

二、余热回收原理

1空压机散热原理

空气压缩机长期连续的运行过程中，把电能转换成螺杆的机械能，螺杆对空气做功产生压缩空气，此时会导致空气温度的聚升，同时在压缩过程中也会摩擦发热，产生的高热部分由空压机油的通过风冷排出，部分由压缩空气带走。

2余热回收原理

为了充分利用空压机所产生的余热，可采用我公司的余热回收技术，利用该技术不仅回收了余热、提高了压缩空气品质，而且可为锅炉提供55?C～75?C的热水，减少煤消耗量。

螺杆空压机热泵机组就是利用热能转换原理，对空压机散发的热量进行回收，提高水的温度。同时降低空压机组的运行温度。

3 余热回收器特点

1）、该空压机余热回收器可实现对空压机的油气进行双回收，余热回收效果好，可以为锅炉提供55 ?C以上的软化水；

2）、安装空压机余热回收器后，可以有效的控制油温，完全不影响空压机的正常运行；

3）、在余热回收器设计时充分考虑了水垢问题的解决，设计了自动水垢清洗装置；

4）、降低了空压机的温度，提高了产气量；

三、余热回收方案

1设计原则

1）、根据工厂的实际情况，针对空压机余热的充分利用和锅炉补水需求情况，方案保证空压机的运行稳定。

2）、依据技术可靠，安全卫生、经济合理、资源节约，环境良好的原则进行总体设计和单元设计。

3）、利用成熟的先进技术和高导热材质，提高热能利用效率。

2设计依据及标准

1）、委托方提供的设计参数及相关信息和要求；

2）、《中华人民共和国节约能源法》

3）、《评价企业合理用电技术导则》，（GB3485-83）

4）、《螺杆空压机的选用与节能》

5）、《环境空气质量标准》（GB3095-1996）

6）、《环境保护工作者手册》（第2版）

7）、《企业能耗计量与测试导则》GB6422-86

8）、空压机相关运行数据：空压机运行温度80℃～90℃；空压机连续负载运行，运行压 力≥7.8kg/cm2；空压机运行电流为空压机功率的1.80倍以上；热水温度检测点位在空压机热水机出热水端。

3方案内容

结合现场需求及我们的空压机余热回收器设计经验，对一台250kw的复盛空压机和一台350kw的复盛空压机进行余热改造。为了方便空压机的维修和保养，可以对同型号的空压机共用一套空压机余热回收器，其中1号空压机站的2#和4#空压机可以共用HK-250KV型余热回收器；2号空压站的3#和4#空压机可以共用HK-350KV空压机余热回收器。

HK-250KV型余热回收器可达到如下的技术参数：

回收热能：180000kcal/H；

时产热水：4吨/H；

每天产热水：96吨；

HK-350KV型余热回收器可达到如下的技术参数：

回收热能：252000kcal/H；

时产热水：5.6吨/H；

每天产热水：134.4吨；

升温幅度：软化水进水10℃～20℃--热水出水温度55℃～70℃以上。

回收热水表：

4主要器材选型

5 系统运行描述

1）、空压机运行时，空压机余热回收器回收空压机热能，空压机停止时关闭供水系统，自动停止换热。

2）、15℃的自来水经过空压机余热回收器一次便可将温度提升至60℃，加之温控系统的自动调节功能，使空压机温度恒定在80℃～90℃之间最佳运行状态下运行。

3）、空压机余热回收系统可根据客户需求增加切换装置，系统维修或不用空压机热水器时可把油路手动切换到原有的空压机运行系统状态，而不至于影响空压机的维修使用。

4）、空压机热水系统还可配套全自动水垢清洗装置，自动清洗空压机热水器内部的水垢，使空压机热水器的使用寿命长达10年。

5）、两台空压机安装一台余热回收器，当一台空压机运行时余热回收期本机使用，当本机因为故障、或者维修停机时，可通过切换12个机械阀门（油气双回收）切换至另一台空压机使用。

四、经济效益评估

1 产气量效益评估

目前空压机厂家给出的空压机的额定产气量是以80℃为基准测定的，一般风冷散热的空压机都在88℃～96℃间运行，因此空压机不可能一直在80℃标定的产气量下运行。

螺杆空压机的产气量会随着机组运行温度的升高而降低，具体为：温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，则安装余热回收装置后，可以提高生产用气量4%～8%。

根据改造空压机（250kw、产气量为38.2m3/min；350kw、产气量57 m3/min）的运行参数，热泵可以使其运行温度保持在80℃～84℃间运行，这样可以增加产气量为3%～5%。假设空压机的运行效率为0.85，可得：

保守计算每天多产气量为：q=3%×（38.2+57）×60×24=4112.64m?/天。

故一年的增加的产气量收益为：4112.64 m?/天×330天/年×0.1元/m?=13.57万元/年

注：压缩空气价格按照0.1元/m?（ANR）进行计算。

2节约用煤效益评估

空压机余热回收系统安装后，锅炉采用余热回收后温度为55℃以上的软化水进行补水。

节约煤量如下表：

注：以上参数除设计参数外，为唐车公司提供。

空压机余热回收改造收益表：

参考文献：

[1] 宋韧. 空压机节能改造新技术应用研究 [J]. 资源节约与环保，2012. （06）.

[2] 陈小灵. 螺杆式空压机节能改造技术及实施过程的问题探析 [J]. 江西建材， 2014，（24）.

空压机节能技术范文第5篇

针对煤矿空压机系统常规控制方案中存在噪声大、压力波动大、电能风能损耗多、自动化调控性能差等问题，采用先进调控策略进行节能升级改造尤为重要。基于PLC+变频器的恒压变频调控方案，能够根据系统所需风量经变频器PID实时动态调节风机电机输入电源频率，实现煤矿空压机组的高精度、高可靠性的恒压供气运行，有效提高了空压机系统的综合自动化水平，且具有非常可观的节能降耗效果，系统升级改造应用效果整体较好。

关键词：

煤矿；恒压供气；变频调速；PLC

空压机作为煤矿企业重要的提供压缩空气的动力能源设备，为煤炭开采、传输、转运等过程中的所有气动元件提供必要的动力气源。由于受传统设计理念、技改水平和技改资金等因素的制约，目前尚有较多的煤矿企业没有针对空压机系统实施自动化升级改造。空压机作为常年运转设备，其常规的继电器直接控制方式存在启动电流大、运行效率低、电能风能等资源浪费严重、自动化调控性能差、供气可靠性低等问题，直接影响到企业的正常高效生产[1]。因此，针对煤矿企业空压机系统现存的问题，经过深入研究和探讨，对原控制系统进行节能升级改造，具有非常重要的意义。

1传统继电器控制方式

现存主要问题在煤炭生产过程中，需气量会受到生产节奏的影响，当处于用气量少运行工况时，空压机电机长期处于非满负荷甚至是空载运行条件下，供气管网中的气压就会不断增加，当达到系统气压上限时泄压阀就会自动打开，造成大量电能和风能资源浪费[2]。如：某煤矿企业的1台功率为160kW的空压机，其额定电流为300A，空压机在加载工况下其运行电流为240A，而在空载运行工况下其运行电流为108A，此时电机功率因素直接降到0.4左右，空载工况下的能源消耗约占满载能耗的55%，这就严重影响煤矿供配电系统的供电电能质量，同时还造成大量的电能资源浪费。传统空压机其控制方式通常采用Y-降压启动，启动时启动电流是额定电流的几倍甚至十几倍，巨大冲击电流对电网的冲击，严重影响供配电系统的稳定。

2基于PLC+变频器的恒压变频节能控制系统方案

按照“供需平衡动态调节”节能理念组建调控系统，改善系统调控性能，有效提高煤矿空压机组的整体运行安全性、可靠性和节能经济性，提高煤炭生产效率和降低生产成本，具有很强的工程实践应用研究价值。

2.1恒压变频节能调控系统逻辑组成根据煤矿企业3台空压系统技术升级改造要求，通过安装在主管道上的压力传感器和压力变送器，将整个供气系统中的气体压力转换成变频器功能模块能够识别的4~20mA标准的数字信号，经通信信号电缆传输到变频器单元的信号输入端口，与系统原设定的压力信号进行实时对比分析，并经PID调节功能形成对应的调控决策，控制变频器的电源输出频率，直接作用在电机上通过控制空压机的运行转速来达到“供需快速响应和动态调节”的目的。PLC通过检测变频器调控状态，以判断系统所需启动的空压机台数，实现整个空压机系统在变频、工频等工况下的智能自动切换，完成整个煤矿供气系统压力恒定的动态反馈闭环控制。采用PLC作为主要控制单元、变频器作为主要数据处理和电源调频机构，组建1拖3的恒压变频节能调控系统，如图1所示。

2.2主要硬件设备选型在煤矿空压机系统技术升级改造中，优选控制性能较优越的西门子S7-200可编程序控制器（CPU226），其输入输出I/O接点数为24输入点和16输出点。配套选用西门子变频器MM420系列，具备过电压/欠电压保护、短路保护、电动机过热保护、电动机保护等保护功能。为了实现空压系统温度过高保护、压力过高保护等控制保护功能，采用EM231型模拟模块和EM222型数字量模块作为PLC控制器的扩展功能模块，以完善空压机系统的变频调速控制功能。MM420系列变频器与主干管道处的压力传感器、变送器等测控单元组成一个气体压力“测量反馈修正调节测量”的闭环控制，通过变频器内部PID形成对应的调控策略，通过输出与实际需风量相匹配的电源频率，来动态调节空压机电机转速，确保整个空压机系统长期处于最优工况，达到节能降耗的目的。

2.3空压机变频-工频节能顺序调控策略空压机系统在完成各项启动准备工作后，通过按下PLC启动按钮启动系统。1#空压机先按照变频运行工况，转速从零不断上升，若达到空压机电源最大频率（48Hz），延时10ms后还未达到系统所需气体压力时，则将1#空压机自动切换到工频运行工况，同时启动2#空压机系统进入变频运行工况，若2#空压机达到电源频率上限，延时10ms后还未达到系统气压要求时，则将2#空压机切换至工频运行工况，同时启动3#空压机进入变频运行工况。相应如果系统压力过大，则先自动停止1#空压机，然后停止2#空压机。如空压机系统在运行过程中，出现故障报警、跳闸保护等，整个恒压变频调速系统将通过声、光等信号，提示相应的工作人员及时进行故障排查及处理，确保系统安全可靠的运行。

3.煤矿空压机系统技术升级改造应用效果分析

煤矿3台空压机组组成的供气系统，在采用基于PLC+变频器的恒压变频调速控制方案进行技术升级改造后，取得较好的应用效果，具体表现在以下几个方面。

（1）空压机系统供气压力得到有效保证，压力波动较小，恒定稳定性高。恒压变频调速节能改造后，供气主干网压力始终保持稳定范围，其压力波动范围能够有效控制在±0.02MPa，供气可靠性高，确保煤矿开采各种气动元件性能的正常发挥。

（2）具有非常明显的节能降耗效果。经过节能升级改造后，空压机电机长期运行在最优工况，启动电流较小，减小了对煤矿供配电系统的冲击；发热量大大降低，延长了空压机电机的综合使用寿命；降低了电能及风能浪费，通过合理的变频调控运行，确保整个空压机系统“按需”自动调节，经过3个月的用电统计分析，其综合节电率可以达到55%，节电效果相当可观。

（3）空压机系统综合自动化水平大大提高。由于采用集成自动化功能优越的PLC和变频器，利用其自动调控及较强抗干扰和自我调节功能，可以有效提高系统调控自动化性能，操控简单、灵活方便，能够有效减轻操控人员工作强度。

参考文献：

[1]王强，李齐权.变频技术在恒压供水系统中的应用[J].节能技术，2009，27（1）：87-88.