森蘭變頻器在化工行業(yè)空壓機(jī)上的應(yīng)用

關(guān)鍵詞： 森蘭 變頻器 化工 空壓機(jī)

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中，壓縮氣體的使用非常普遍。在工廠內(nèi)，若干臺(tái)空氣壓縮機(jī)安裝在一個(gè)地方，就構(gòu)成一個(gè)空壓機(jī)站。四川自貢?shū)欪Q化工實(shí)業(yè)有限公司有一氫壓機(jī)站，安裝有3臺(tái)110kW防爆往復(fù)式活塞式氫壓縮機(jī)，用來(lái)壓縮氫氣。在設(shè)計(jì)選用氫氣壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，過(guò)多考慮建設(shè)前后長(zhǎng)期工藝要求的差異，使裕量過(guò)大。另外，設(shè)計(jì)過(guò)程中很難作準(zhǔn)確的計(jì)算，考慮長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生的各種問(wèn)題，通常是將氫氣壓縮機(jī)滿負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行來(lái)作為選型的依據(jù)，但氫氣壓縮電動(dòng)機(jī)的系列是有限的，往往選不到合適電動(dòng)機(jī)型號(hào)就往上靠，大20%~30%的比較常見(jiàn)。由于上述的原因，實(shí)際生產(chǎn)中氫氣壓縮機(jī)輕載運(yùn)行的時(shí)間會(huì)顯著增長(zhǎng)。

一、前言

在工業(yè)生產(chǎn)中，壓縮氣體的使用非常普遍。在工廠內(nèi)，若干臺(tái)空氣壓縮機(jī)安裝在一個(gè)地方，就構(gòu)成一個(gè)空壓機(jī)站。四川自貢?shū)欪Q化工實(shí)業(yè)有限公司有一氫壓機(jī)站，安裝有3臺(tái)110kW防爆往復(fù)式活塞式氫壓縮機(jī)，用來(lái)壓縮氫氣。在設(shè)計(jì)選用氫氣壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，過(guò)多考慮建設(shè)前后長(zhǎng)期工藝要求的差異，使裕量過(guò)大。另外，設(shè)計(jì)過(guò)程中很難作準(zhǔn)確的計(jì)算，考慮長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生的各種問(wèn)題，通常是將氫氣壓縮機(jī)滿負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行來(lái)作為選型的依據(jù)，但氫氣壓縮電動(dòng)機(jī)的系列是有限的，往往選不到合適電動(dòng)機(jī)型號(hào)就往上靠，大20%~30%的比較常見(jiàn)。由于上述的原因，實(shí)際生產(chǎn)中氫氣壓縮機(jī)輕載運(yùn)行的時(shí)間會(huì)顯著增長(zhǎng)。

另外，由于生產(chǎn)上使用氫氣的不均勻性，用氣量是在動(dòng)態(tài)變化的，有時(shí)需要同時(shí)運(yùn)行數(shù)臺(tái)氫壓縮機(jī)供氣，而有時(shí)一臺(tái)氫壓縮機(jī)產(chǎn)的氣都有富余，但氫壓縮機(jī)仍在全速運(yùn)行。氫氣壓縮機(jī)出廠時(shí)配套的排氣壓力調(diào)節(jié)裝置為關(guān)閉進(jìn)氣管式壓力調(diào)節(jié)器，其工作原理是當(dāng)儲(chǔ)氣罐(風(fēng)包)內(nèi)空氣壓力達(dá)到或超過(guò)設(shè)定壓力(0.82MPa)時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)氣管上碟閥自動(dòng)關(guān)閉，壓縮機(jī)進(jìn)入空轉(zhuǎn)卸荷狀態(tài)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣壓力低于設(shè)定壓力(0.77MPa)時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)氣管碟閥自動(dòng)開(kāi)啟，壓縮機(jī)又進(jìn)入滿載工作狀態(tài)。

氫氣壓縮機(jī)的排氣量和壓力，在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不是不變的，但工藝上的需求是動(dòng)態(tài)改變的，所以氫氣壓縮機(jī)工作時(shí)總是在重復(fù)滿載-卸荷工作方式。滿載時(shí)的工作電流接近電動(dòng)機(jī)的額定電流，而卸荷時(shí)的空轉(zhuǎn)電流約為35~50%電動(dòng)機(jī)額定電流，這部分電流不是做有用功，而是機(jī)械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗。這種機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置雖然也能起到壓力調(diào)節(jié)作用，但是壓力調(diào)節(jié)精度低，壓力波動(dòng)大。氫壓縮機(jī)總是在額定轉(zhuǎn)速下工作，機(jī)械磨損大、且運(yùn)行在低效狀態(tài)，電耗高。

如采用變頻調(diào)速，根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使之在高效狀態(tài)下減少電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，可在滿足生產(chǎn)工藝要求的條件下達(dá)到節(jié)能的目的。從運(yùn)行質(zhì)量的角度看，氫壓縮機(jī)系統(tǒng)大多不能根據(jù)負(fù)載的輕重連續(xù)地進(jìn)行調(diào)整。而采用變頻調(diào)速后，則可以十分方便有效地進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，保持壓力、流量等參數(shù)的穩(wěn)定，從而大大提高壓縮機(jī)工作效率及性能。

二. 氫壓縮機(jī)節(jié)能原理

根據(jù)空氣壓縮理論，氫壓縮機(jī)的軸功率PZ(kW)，排氣量QD(m3/min)和轉(zhuǎn)速n(r/min)符合下列公式：

式中：--氫壓縮機(jī)輸入的平均扭矩N·m

    K—與氣缸容積、壓力、溫度和泄露有關(guān)的系數(shù)

    n2—調(diào)節(jié)后的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min

    --氣缸容積,m3