1. 分析雙永磁變頻兩級(jí)螺桿空氣壓縮機(jī)運(yùn)行原理

雙永磁變頻兩級(jí)螺桿空氣壓縮機(jī)仍為噴油螺桿空氣壓縮機(jī)，但為兩級(jí)壓縮，采用兩個(gè)壓縮機(jī)頭，由兩個(gè)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，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(lì)磁繞組被永磁體取代。其優(yōu)點(diǎn)是摒棄勵(lì)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(wú)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(lái)的單級(jí)壓縮轉(zhuǎn)變?yōu)閮杉?jí)壓縮。第-一級(jí)壓縮后，通過(guò)中間冷卻，進(jìn)入第-二級(jí)壓縮空氣溫度等于或接近第-一級(jí)進(jìn)氣溫度，以降低排氣溫度和功耗。從初始?jí)毫Φ侥┝藟毫?，分?jí)和中間冷卻過(guò)程越多，越接近溫度壓縮，但分級(jí)過(guò)多會(huì)增加氣體流動(dòng)阻力，空氣壓縮機(jī)制造成本也大大增加，因此分級(jí)必須合理，兩級(jí)壓縮是應(yīng)用較廣泛的分級(jí)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(guò)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(jí)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(cè)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(duì)機(jī)械負(fù)載頻繁變化的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速。由于單級(jí)噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)負(fù)載變化較大，壓力波動(dòng)較大，間歇運(yùn)行或加載/卸載控制運(yùn)行時(shí)無(wú)法實(shí)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(cè)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(duì)集中，新改造的永磁變頻兩級(jí)螺桿空氣壓縮機(jī)取代單級(jí)噴油螺桿空氣壓縮機(jī)。試驗(yàn)后，永磁變頻兩級(jí)螺桿空氣壓縮機(jī)的節(jié)能率為20.59%。

4.結(jié)論：

目前，我國(guó)工礦企業(yè)運(yùn)行大量單級(jí)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(dòng)加卸控制，造成大量電能浪費(fèi)。這種空氣壓縮機(jī)的供氣方式是波動(dòng)供氣，給用戶供氣造成不穩(wěn)定。為了減少壓力波動(dòng)，燃?xì)馄髽I(yè)增加了大量額外的儲(chǔ)氣罐，增加了設(shè)備和資金的投入。永磁變頻兩級(jí)螺桿式空氣壓縮機(jī)可完全取代單級(jí)噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)。經(jīng)過(guò)多臺(tái)空氣壓縮機(jī)的測(cè)試分析，采用永磁變頻兩級(jí)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(xiàng)非常有前途的技術(shù)改造。