節(jié)能降耗是每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展策略的重要組成部分。在大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)中,電力消耗占生產(chǎn)成本4%~10%,這個(gè)比例是非常高的,而其中壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的 10%-35%,以空壓機(jī)系統(tǒng)5年的運(yùn)行費(fèi)用為例:系統(tǒng)的初期設(shè)備投資及設(shè)備維護(hù)費(fèi)用占到總費(fèi)用的 25%,而電能消耗(電費(fèi))占到 75%,幾乎所有的系統(tǒng)浪費(fèi)最終都是體現(xiàn)在電費(fèi)上。
變頻器作為一種較為成熟高科技產(chǎn)品,具有性能穩(wěn)定,操作方便,節(jié)能效果明顯等優(yōu)點(diǎn),越來越受到工程技術(shù)人員和管理人員關(guān)注和重視。
行 業(yè) 解 析
據(jù)中國(guó)空壓機(jī)網(wǎng)調(diào)查:全國(guó)有180億/年的空壓機(jī)市場(chǎng),有超過400萬臺(tái)的空壓機(jī)在工作,22kw以上功率等級(jí)的空壓機(jī)超過100萬臺(tái),22kw以下中小空壓機(jī)以活塞式為主,年新增數(shù)十萬臺(tái)。空壓機(jī)容量一般按工廠最大負(fù)荷的110%-120%設(shè)計(jì),另外,工廠實(shí)際需求存在季節(jié)性及時(shí)間性波動(dòng),導(dǎo)致用氣量波動(dòng)較大,所以空壓機(jī)多數(shù)時(shí)間并非滿載運(yùn)行,節(jié)能空間非常大。
傳 統(tǒng) 空 壓 機(jī) 存 在 的 問 題
• 能量損耗大
• 工頻啟動(dòng)沖擊電流大
• 壓力不穩(wěn),自動(dòng)化成度低
• 設(shè)備維護(hù)量大
• 噪音大
變 頻 改 造 原 理
原理:變頻調(diào)速系統(tǒng)以輸出壓力作為控制對(duì)象,由變頻器、壓力傳感器、電機(jī)組成的閉環(huán)恒壓控制系統(tǒng),工作壓力值可由操作面板直接設(shè)置,現(xiàn)場(chǎng)壓力由傳感器來檢測(cè),轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號(hào)后反饋到變頻器,變頻器通過內(nèi)置PID進(jìn)行比較計(jì)算,從而調(diào)節(jié)其輸出頻率,達(dá)到空壓機(jī)恒壓供氣和節(jié)能的目的。
變 頻 改 造 空 壓 機(jī) 優(yōu) 點(diǎn)
• 節(jié)能
• 啟動(dòng)電流小,對(duì)電網(wǎng)無沖擊
• 輸出壓力穩(wěn)定
• 設(shè)備維護(hù)量小
• 噪音低
變 頻 改 造 投 資 效 益 分 析
直接經(jīng)濟(jì)效益
采用傳統(tǒng)工頻控制方式的空壓機(jī),在低于設(shè)定壓力時(shí)加載運(yùn)行,高于設(shè)定壓力時(shí)空載運(yùn)行。但不管是加載還是卸載,電機(jī)始終保持高速運(yùn)行,空載損耗非常大。理論可能略顯枯燥,小編來舉個(gè)例子,實(shí)實(shí)在在地讓您了解到能節(jié)省多少的運(yùn)營(yíng)成本~
數(shù)據(jù)流:工頻改造成變頻的降低成本空間
以某客戶A機(jī)房3#空壓機(jī)為例,工頻控制下的空載損耗:已知空壓機(jī)的總運(yùn)行時(shí)間為 6376 小時(shí),加載運(yùn)行時(shí)間為 4212 小時(shí),則:空壓機(jī)空載率為 0.339 。
假設(shè)電源電壓為Ue,取 380 V,空載電流Io為 32 A,功率因數(shù)為cosφ取 0.85,空壓機(jī)年運(yùn)行總時(shí)間取 8000 小時(shí),則年空載率損耗 48424 度。
假設(shè)工業(yè)用電電費(fèi)為 1.0 元/度,年空載損耗費(fèi)用 48424 元。
變頻控制下的節(jié)能分析:采用變頻控制方式,當(dāng)空壓機(jī)空載時(shí),假設(shè)主電機(jī)降到30Hz運(yùn)行。電機(jī)30Hz空載運(yùn)行和50Hz空載運(yùn)行時(shí)的電流基本相同,而定子繞組所承受的相電壓與運(yùn)行頻率成正比關(guān)系,即電壓為 228 V。
因此,我們可以近似地認(rèn)為:電機(jī)功率與運(yùn)行頻率成正比,電機(jī)空載損耗也與運(yùn)行頻率成正比。則采用變頻控制方式時(shí),年空載損耗為 29054 度,變頻控制方式下年空載損耗費(fèi)為 29054 元。
通過以上計(jì)算,當(dāng)空壓機(jī)由工頻控制改為變頻控制時(shí),僅空載損耗每年就可節(jié)省費(fèi)用為19370 元。 這樣,某廠全部十臺(tái)空壓機(jī)年(全年按照運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算)總節(jié)電為 87931 度,全年節(jié)省電費(fèi) 87931 元。(* 電費(fèi)按照1.0元/ 度)
空壓機(jī)采用變頻控制方式時(shí),系統(tǒng)能根據(jù)用戶設(shè)定工作壓力和當(dāng)前壓力反饋信號(hào),自動(dòng)進(jìn)行閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)恒壓控制,這樣,當(dāng)用戶用氣量減小的時(shí)候,空壓機(jī)自動(dòng)降低輸出功率,而不必像傳統(tǒng)控制方式那樣一直滿載運(yùn)行,從而大大降低了空壓機(jī)的能耗成本,并提高了供氣質(zhì)量。
綜上所述,將空壓機(jī)由工頻控制方式改造成變頻控制方式后,很大程度的降低了空壓機(jī)的電能損耗,帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。對(duì)于大多數(shù)用戶,一般在進(jìn)行空壓機(jī)變頻改造后的一年內(nèi),即可回收投資成本,實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。
間接經(jīng)濟(jì)效益
通過節(jié)能改造,不僅節(jié)約電能,同時(shí)在以下幾方面帶來較大經(jīng)濟(jì)效益:
• 由于總功耗下降很多,整個(gè)用電系統(tǒng)溫升大幅度降低,設(shè)備故障率下降,設(shè)備和開關(guān)觸點(diǎn)的壽命提高,維修費(fèi)用和設(shè)備更新成本相應(yīng)減少。
• 由于采用了有效的節(jié)能措施,減輕了變壓器的容量,保證了用戶變壓器的安全運(yùn)行,同時(shí)為新增用電設(shè)備提供了空間。
• 設(shè)備具有軟啟動(dòng)功能,啟動(dòng)瞬間電流平穩(wěn)上升,大大減少了對(duì)電機(jī)的沖擊,延長(zhǎng)了電機(jī)的壽命。
理論與數(shù)據(jù)相結(jié)合是不是感覺一目了然呢?接下來主角閃亮登場(chǎng),邦納BMD-C系列變頻器在空壓機(jī)上節(jié)能改造的實(shí)際應(yīng)用,助力企業(yè)節(jié)能降耗!
BMD-C系列變頻器優(yōu)勢(shì):
• 空間矢量技術(shù):優(yōu)秀的矢量算法保證在最低開關(guān)損耗前提下實(shí)現(xiàn)低頻大轉(zhuǎn)矩,高效率電網(wǎng)電壓利用率及優(yōu)化的正弦波輸出,使電機(jī)工作噪音降低、發(fā)熱減少
• 特有的軟件死區(qū)補(bǔ)償:死區(qū)時(shí)間是變頻器低頻脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的罪魁禍?zhǔn)祝瓸MD-C獨(dú)特的軟件死區(qū)補(bǔ)償最大限度地保證低頻極速條件下的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩特性
• 優(yōu)秀的無速度傳感器轉(zhuǎn)速跟蹤自啟動(dòng):能夠啟動(dòng)正在運(yùn)轉(zhuǎn)中的電機(jī),保證用戶設(shè)備平穩(wěn)繼續(xù)運(yùn)行, BMD-C系列不去能夠自動(dòng)識(shí)別轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)轉(zhuǎn)速跟蹤
• 自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行:獨(dú)特的軟件功率因數(shù)調(diào)節(jié),根據(jù)負(fù)載的變化,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功率因數(shù).節(jié)省更多的能源
• 電壓波動(dòng)抑制:動(dòng)態(tài)自動(dòng)電壓控制(AVC)功能,確保輸入電壓波動(dòng)±20%時(shí).輸出電壓波動(dòng)小于±5%
• 完善的保護(hù)功能:具有過壓、過流、欠壓、IGBT短路、反時(shí)限過載等保護(hù)設(shè)計(jì),另外在負(fù)載短路、接地情況下能安全保護(hù)
• 直流電源供電: 節(jié)省保安電源投資
• 共直流母線:無電跨越
• 內(nèi)置柔性PWM能耗制動(dòng):37kw(含)以下標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置制動(dòng)單元,用戶選擇適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)電阻可方便實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)
• 友好的人機(jī)界面靈活的輸入輸出接口:標(biāo)配操作面板,提供8路數(shù)字輸入,2路模擬輸入,3路數(shù)字輸出,2路模擬輸出;八段用戶可編程運(yùn)行,電動(dòng)電位器設(shè)定模式
• 智能溫度檢測(cè):智能冷卻風(fēng)扇管理