永磁变频两级压缩技术的空压机节能改造

2021-02-04 09:50:52 1137

压缩空气是我国各行业气动设备和工艺设备的主要动力源,据统计,空压机的耗电量约占工业设备用电量的20%,所以空压机的节能改造势在必行。

目前空压机节能改造比较容易实施和比较见效的措施有:空压机系统节能改造和减少车间压缩空气泄漏。其中,采用更低单位能效的空压机替代较高单位能耗的空压机来进行空压机系统节能改造,能够直接地减少用气企业的用电使用量。

随着永磁同步电机技术的成熟、变频器调速技术的普遍使用、空压机两级压缩加中间冷却技术的推广以及用气企业工作压力的合理设定,为空压机系统节能改造提供了完善的基础条件。因此提出采用永磁变频两级压缩技术进行空压机系统节能改造。

1 单级喷油螺杆式空压机运行原理

普通螺杆空压机大多为单级喷油螺杆式空压机,由一对相互平行啮合的阴阳转子在机体内做相对高速旋转运动,使阴阳转子齿槽和机体之间形成的呈“V”字形的一对齿间容积随转子的回转不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线方向由吸入端输送至输出端,实现螺杆空压机的吸气、压缩和排气的全过程。

单级喷油螺杆式空压机的典型配置特点为:其受电的电动机为异步电动机,控制异步电动机的电控部分为采用接触器进行转换的Y-△控制方式。

永磁变频两级压缩技术的空压机节能改造
单级喷油螺杆式空压机的机头为单级螺杆压缩机,将常温常压的空气通过单级双螺杆一次性压缩成用气单位需求的压力;给定压力是一个有变动范围的压力,是用户向空压机输入的需求指令;终,单级喷油螺杆式空压机提供给用户的供气压力为波动的压力,为了减少压力波动的范围,用户一般使用增加压缩空气管网上的储气罐数量的方式,或使用增大储气罐容积的方式。

双永磁变频两级螺杆空压机运行分析

双永磁变频两级螺杆空压机的运行原理图。双永磁变频两级螺杆空压机仍然是喷油螺杆式空压机,但它是两级压缩,使用两个压缩机机头,由两台永磁同步电机带动,永磁同步电机的调速控制由各自的变频器完成,在实际的运行中终形成恒定压力给定,恒定压力供气的模式。

两级压缩加中间冷却

现在的空压机改造方式由原来的单级压缩改造为两级压缩,级压缩后经过中间冷却,使进入到第二级的压缩空气温度等于或接近于级的进气温度,这样才能降低排气温度和功耗。

从初压到终压,分的级数和中间冷却过程越多,就越接近定温压缩,但分级过多将增加气体流动的阻力,而且空压机制造成本也大大增加,因此分级必须合理,两级压缩是应用多的分级方法。
而中间冷却常用的方法是向压缩腔内喷油冷却,将循环冷却的少量冷却油喷成雾状与气体一起进入压缩腔内,喷入的油雾吸收了压缩空气在压缩过程中产生的大量热量,然后与空气一起排出空压机壳体,经油气分离后循环使用。