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浅析螺杆压缩机的各种控制方式

2017-11-27 11:14浏览数:40 

当前节能环保已成为经济社会的首要开展趋势,空气紧缩机是为有关耗气设备供给紧缩空气的设备,并且大多数是接连作业的,因而其所耗费的能量很大,相应的也有很大的节能潜力空间。

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导言
未来空气紧缩机开展的干流趋势是什么呢?个人认为,节能环保之路将是其间一个很重要的方向。

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螺杆紧缩机各种操控方法
螺杆空压机选型时考虑的要素许多,有必要照顾到最高耗气量并考虑必定的余量,可是日常作业时,空气紧缩机并非总是在额外排气工况下,据统计在我国空气紧缩机的均匀负载只要额外容积流量的79%左右,能够看出紧缩机选型时需求考虑额外负载工况和部分负载工况的功耗目标。

一切的螺杆空压机均有排气量调理功用,仅仅完成的办法有不同,常见的方法有ON/OFF加载/卸载调理、吸气节省、电机变频、滑阀变容等,这些调理方法也能够灵敏地组合使用来优化规划。

在紧缩机主机能效必定的情况下,只能从紧缩机整机上进行优化操控方法到达进一步节能的意图,然后在空气紧缩机的应用领域中实践到达归纳节能作用。螺杆空压机的应用规模比较广泛,活塞式空压机很难找到一种适宜一切场兼并彻底有用的操控方法,需求依据实践应用情况归纳剖析,以便挑选对应适宜的操控方法,以下扼要介绍4种常见的操控方法包含其首要特色及用途。

2.1 ON/OFF加载/卸载操控
ON/OFF加载/卸载操控是比较传统、比较简单的操控方法,它的功用是依据客户用气量的巨细,主动调理紧缩机进气阀的开关,使紧缩机加载或卸载,以减小供气压力的波动。该操控中有电磁阀、进气阀、放空阀和操控管线。

当客户用气量等于或大于机组的额外排气量时,发动/卸载电磁阀处在得电状况操控管路不导通,紧缩机主机进气阀在吸气真空作用下彻底翻开,机组坚持满负荷状况作业。

当客户用气量小于额外排气量时,紧缩机管路的压力会缓慢上升,当排气压力到达并超越机组卸载压力,紧缩机转入卸载作业。发动/卸载电磁阀处在失电状况操控管路导通,它一路气去封闭进气阀;另一路气去翻开放空阀让油气分离罐中的压力放空,直至油气分离器罐内部压力安稳(一般是15~35PSI),此时机组将在较低的背压下作业,坚持空载状况。

当客户用气量添加使管路压力下降到规定值时,机组就持续加载作业。此时发动/卸载电磁阀得电,操控管路不导通,机头进气阀在吸气真空作用下坚持最大开度。如此依据用户端用气量的改动机器重复加载、卸载的作业。

加载/卸载操控方法的首要特色是主机进气阀只要彻底翻开、彻底封闭2种状况,机器的作业状况只要加载、卸载、主动停机3种状况。

对客户来说,紧缩空气都是答应多但不答应缺乏,换言之,空气紧缩机的排气量是答应大,不答应小,因而当机组排气量大于用气量时,空压机机组会主动的卸载,以坚持排气量和用气量坚持平衡。

2.2 吸气节省操控

吸气节省操控方法依据客户所需的用气量来调理紧缩机进气量的巨细,以便到达供需平衡,首要元件包含电磁阀、压力调理器、进气阀等。

当用气量等于机组的额外排气量时,进气阀彻底翻开,机组将在满载状况下作业;当用气量小于额外排气量时,操控气路主动调理进气阀的开度,操控进气量的巨细。

现针对一台作业压力为8~8.6 bar的紧缩机机组作业过程中的4种工况,别离介绍吸气节省操控方法的功用。

(1) 发动工况0~3.5 bar
紧缩机机组发动后,进气阀封闭着,油气分离器罐中压力敏捷树立;当到达设定时间会主动切换到满载状况,进气阀靠真空吸气作用轻轻翻开。
(2) 常规作业工况3.5~8 bar
当体系内压力超越3.5 bar后,冲开最小压力阀使紧缩空气进入供气管,电脑板实时监控管线压力,进气阀彻底翻开。
(3)气量调理工况8~8.6 bar
当管线压力超越8 bar时,操控气路调理进气阀的开度,使排气量与用气量相平衡,在此期间排气量调理规模是50%~100%。
(4) 卸载工况-压力超越8.6 bar

当所需用气量削减或不需用气时,管线压力超越设定值8.6 bar时,操控气路封闭进气阀并翻开放空阀,开释油气分离罐中的压力;机组在很低的背压下作业,耗能削减。

当管线压力降至设定的最低压力时,操控气路封闭放空阀,翻开进气阀,机组转换为加载工况作业。

吸气节省操控经过对进气阀的开度操控,进而调理进气量,然后减小了紧缩机的功耗,并下降了频频加载/卸载的频率,因而有必定的节能作用。

2.3 变频调速操控
紧缩机变频转速调理操控是经过改动驱动电机的转速,进而调理紧缩机的转速来调理排气量。

变频紧缩机的气量调理体系的功用是依据客户用气量的巨细,经过变频改动电机的转速来合作不断改动的空气需求量,以便到达供需平衡。每款变频机组依据类型的不同,设定有机组实践作业时变频器最大输出频率及电机最高转速。当客户用气量等于机组的额外排气量时,变频机组调理变频电机的频率而进步主机转速,机组在满载状况下作业;当用气量小于额外排气量时,变频机组将经过下降变频电机的频率然后下降主机转速,相应下降进气量;当客户中止用气时,变频电机的频率降至最低,一同封闭进气阀不再进气,机组处于空载状况在较低的背压下作业。

紧缩机变频机组装备的驱动电机其额外功率是必定的,但电机的实践轴功率跟其负载、转速直接相关。紧缩机机组选用变频调速,在负载下降的情况下一同下降转速,可大大进步轻载作业时的作业效率,一同能十分便利地接连调理,坚持排气量和排气压力的安稳。

变频紧缩机相对于工频紧缩机来说,驱动马达需求为变频电机,配有变频器及相应的电控柜,因而本钱会比较高。所以选用变频紧缩机初度出资本钱较大,变频器自身有功率耗费以及变频器散热通风限制等原因,仅仅用户耗气量改动规模大的空气紧缩机,常常处在较低负载才有挑选变频器的必要。

变频紧缩机的首要长处如下:
(1)节能作用显着;
(2) 发动电流小,对电网冲击小;
(3) 排气压力安稳;
(4)机组噪声低,电机作业频率低,无频频加卸载噪声。

2.4 滑阀变容调理
滑阀变容调理操控方法的作业原理为:经过一个机构去改动紧缩机主机紧缩腔内的有用紧缩容积,然后调理紧缩机的排气量。与ON/OFF操控、吸气节省操控及变频操控都归于紧缩机外部操控的作业原理有所不同,滑阀变容调理方法需求改动紧缩机自身的结构。

容积流量调理滑阀是螺杆紧缩机用来调理容积流量的一种结构元件,选用这种调理方法的机器一般称作变容机。调理滑阀的规划型式有多种,下面重点介绍某品牌紧缩机主机上滑阀变容机器的作业原理。

如图1的滚动滑阀结构,气缸壁上开有与转子螺旋形状相对应的旁通孔,当这些孔没有被盖住时,气体能够从这些孔中排出。所用滑阀也俗称为“螺旋阀”,阀体是螺旋形状的,当它旋转时就可盖住或翻开与紧缩腔相连的旁通孔。客户用气

量削减时,螺旋阀滚动翻开旁通孔,使吸入的部分空气未经紧缩就经过紧缩腔底部的旁通孔流回入口,不参加紧缩,相当于下降参加有用紧缩的螺杆长度即下降有用作业容积,所以有用的紧缩功大大下降,完成部分负载时的节能。这种规划方案能够供给接连的容积流量调理,一般能够完成的容量调理规模是50%~100%。滑阀变容调理的作业原理示意图见图2~4。

螺旋阀结构可用于任何类型的紧缩机,契合人们日益倡议的“绿色工业”的理念。

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螺杆空压机节能比照剖析
3.1 各种操控方法归纳比照
一切的螺杆空压机均有气量调理功用,仅仅完成的办法有不同,常见的方法有ON/OFF加载/卸载调理、吸气节省、电机变频调理、变容调理等,这些调理方法也能够灵敏地组合使用来优化空压机操控方法规划。

3.1.1 各种操控方法归纳比照
为了更直观的比较各种操控调理方法的特色及功能好坏,下面列表阐明这几种气量调理方法见表1。

3.1.2 操控方法排气量- 轴功率改动曲线比照
图5是经过许多测试数据比较总结出来的比较典型的紧缩机在部分负载情况下作业的排气量-轴功率改动曲线图,从中能够看出变容调理、变频调理的节能作用十分显着。

3.2 变频调理与变容调理比照
紧缩机的经济性应至少从3个方面来考虑:
(1)紧缩机是否节能;
(2)零件的替换周期和零件价格;
(3)紧缩机的价格及购买本钱。前两点关系到

用户每年为作业这一产品而支付的固定费用的多少,相对于第3点来说是大项,在考虑紧缩机的经济性时应优先考虑。一同紧缩机的经济性和适用性又是密不可分的,在A场适宜用性好又经济的紧缩机,不必定适用于B场合,也不必定经济。考虑到作业本钱、用气量改动很大的场合,挑选螺杆空气紧缩机应该优选变频驱动紧缩机或变容调理紧缩机。

变容调理紧缩机与变频驱动紧缩机的优缺点比较如下:
(1) 在经济性方面:变容调理紧缩机本钱优势显着,在价格上具有竞赛优势;变频机型的本钱一般是变容机型的1.3倍。
(2) 在节能作用方面,要看机器作业在何种状况下:
变频调理适用于排气量30%~100%的调理规模,而在30%~90%时节能作用最佳。变频机在接近工频机额外转速时,其紧缩功耗与工频机附近,加上变频器自身需求耗费2%~3%的能耗,整机功耗超越了工频机的能耗。也就是说,当客户用气量为额外用气量的90%以上时,选用变频机反而会添加能耗。这也是为什么许多客户几台空压机一同使用时,只挑选其间一台为变频机的原因。
变容调理适用于排气量50%~100%的调理规模,而在90%到100%时节能作用优于变频调理。
(3) 在恶劣环境适应能力:变容调理紧缩机比变频机更出色,故障率极低,保护和修补比变频机更便利、简单。

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结论
以上剖析及螺杆空压机比较常用的4种操控方法,每一种操控方法都有其特性及适用领域,挑选正确的操控方法的确可削减许多无谓的浪费,可是怎么挑选正确的操控方法却没有必定的原则或公式可资运用,依然得靠经历、记载及实验剖析比较来判别。许多时分需求将几种操控方法结合在一同运用起来,比较常见的有吸气节省操控和滑阀变容调理组合、ON/OFF加载/卸载操控和变频调速操控组合、变容调速操控和变频调速操控组合,这样充分发挥各个操控方法的长处,以发挥出最大的节能作用。

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