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1. 分析雙永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機(jī)運(yùn)行原理
雙永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機(jī)仍為噴油螺桿空氣壓縮機(jī),但為兩級壓縮,采用兩個壓縮機(jī)頭,由兩個永磁同步電機(jī)驅(qū)動,永磁同步電機(jī)調(diào)速控制由各自的變頻器完成,末了形成恒壓給定、恒壓供氣模式。
2. 永磁同步電機(jī)運(yùn)行分析
在永磁同步電機(jī)中,轉(zhuǎn)子的直流勵磁繞組被永磁體取代。其優(yōu)點是摒棄勵磁銅消耗,使功率密度更高,轉(zhuǎn)子慣性更低,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更強(qiáng)。
可以看出,永磁同步電機(jī)的效率和功率因素接近1,無功率較低。因此,永磁同步電機(jī)的效率高于異步電機(jī)。
目前,空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)換模式從原來的單級壓縮轉(zhuǎn)變?yōu)閮杉墘嚎s。第-一級壓縮后,通過中間冷卻,進(jìn)入第-二級壓縮空氣溫度等于或接近第-一級進(jìn)氣溫度,以降低排氣溫度和功耗。從初始壓力到末了壓力,分級和中間冷卻過程越多,越接近溫度壓縮,但分級過多會增加氣體流動阻力,空氣壓縮機(jī)制造成本也大大增加,因此分級必須合理,兩級壓縮是應(yīng)用較廣泛的分級方法。中間冷卻較常用的方法是向壓縮腔噴油冷卻,將少量循環(huán)冷卻油噴入霧和氣體進(jìn)入壓縮腔,噴入油霧吸收壓縮空氣在壓縮過程中產(chǎn)生的大量熱量,然后與空氣一起排出空氣壓縮機(jī)外殼,油氣分離后回收。
兩級壓縮和中間冷卻P—V ,陰影部分的面積為節(jié)省的功耗(2m’—2T’—2m’’—2m—2m’)。由于二次進(jìn)氣溫度冷卻到一次進(jìn)氣溫度,經(jīng)測試,兩次壓縮和中間冷卻節(jié)省的功耗比單次壓縮節(jié)省10%以上。
3.變頻器調(diào)速對機(jī)械負(fù)載頻繁變化的電氣傳動系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速。由于單級噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)負(fù)載變化較大,壓力波動較大,間歇運(yùn)行或加載/卸載控制運(yùn)行時無法實現(xiàn)恒壓供氣。變頻器加入永磁變頻螺桿式空氣壓縮機(jī)調(diào)速,使壓縮空氣管網(wǎng)壓力更加穩(wěn)定,壓力曲線幾乎為直線。根據(jù)測試,加入變頻器后的恒壓供氣運(yùn)行模式比加載/卸載運(yùn)行模式節(jié)能率大大提高。
空氣壓縮機(jī)節(jié)能相對集中,新改造的永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機(jī)取代單級噴油螺桿空氣壓縮機(jī)。試驗后,永磁變頻兩級螺桿空氣壓縮機(jī)的節(jié)能率為20.59%。
4.結(jié)論:
目前,我國工礦企業(yè)運(yùn)行大量單級噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)。這種空氣壓縮機(jī)的電機(jī)運(yùn)行效率和功率因素較低,大部分采用自動加卸控制,造成大量電能浪費。這種空氣壓縮機(jī)的供氣方式是波動供氣,給用戶供氣造成不穩(wěn)定。為了減少壓力波動,燃?xì)馄髽I(yè)增加了大量額外的儲氣罐,增加了設(shè)備和資金的投入。永磁變頻兩級螺桿式空氣壓縮機(jī)可完全取代單級噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)。經(jīng)過多臺空氣壓縮機(jī)的測試分析,采用永磁變頻兩級螺桿式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造可達(dá)20%~40%之間,空壓機(jī)用電量占改造前公司用電量的9%-18%,改造后下降到占全公司用電量的8%-10%左右,節(jié)能效果相當(dāng)明顯。因此,空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造是一項非常有前途的技術(shù)改造。
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