空压机变频调速节能改造

戴宏伟 王延敏

（河南格瑞特科技有限公司 郑州）

2台90 kW螺杆空压机，一备一用，为井下气动设备供气使用，系统工作压力0.6～0.78 MPa。空压机额定供风量远大于井下用风量，空压机带载运行和空载运行之间有一定时间间隔，具有节能降耗的潜力。通过空压机控制柜面板设置空压机加载、空载压力，根据实际需要设置系统压力。空压机启动后，带载运行一段时间后，当系统压力升至＞0.78 MPa时，空压机自动关闭进气口阀门，电机进入自动空载运行状态，此时电机实际运行电流为72 A。当井下用风一段时间后，系统压力降低到＜0.6 MPa时，进气口阀门打开，电机自动投入带载运行，此时实际运行电流162 A。空压机以上工作流程循环往复，直至手动停机。为了节能，决定改装变频调速器控制空压机电机的运行。

将变频器串入空压机电机主回路，启停信号取自空压机进气阀门，即进气阀门打开时变频器启动，进气阀门关闭时变频器断掉，电机停止运行。

理论节能效果，改造前，空载功率37.8 kW，加载功率85.2 kW。改造后空载功率=0，加载功率85.2 kW。改造后，节能效率30.8%。电机功率计算系数取1.732，电机功率因数理论取值0.8。

根据上述方案实施改造后，发现变频器由停机状态到最大载状态，即频率升至45 Hz的运行状态时间需要11 s（因为变频器是带载启动，启动电流比较大，启动时间不能太短）。变频器在启动及初运行时十几秒内，储气罐内压力更是下降到0.6 MPa以下，此种压力不能满足供气需求，说明以上方案不可行。

进一步改进方案，空压机转为空载状时，不妨把变频器设定在允许的低频状态下运行，经过现场不断调试摸索，发现空载状态下电机以30 Hz频率运行状态最佳，也避免了频率过低状态下运行，对电机的不利影响。当系统压力下降到下限时，空压机加载运行，变频器运行频率设定为42 Hz，可满足生产需要，而加载时间在3 s内即可完成，而此时运行电压、电流分别为319 V、153 A；当空压机空载时，电机在30 Hz频率状态下运行，其电压电流值分别为228 V和55 A。与改造前比较，不论是带载还是空载状态下，运行的电压、电流值都有不同程度降低，节能效果明显。以上高低频控制信号，取自空压机进气阀门的关开量。

改造后，空压机空载功率16.9 kW，加载功率68 kW，设空压机加载与空载时间相等，则改造后空压机理论节能效率31%。因实际生产中，空压机加载时间要比空载时间长，加上变频本身也要消耗一定的能量，实际节能效果低于理论值。改造后应用3个月，根据实际用电度量对抄表数进行前后对比，实际节能效率为21%。

改造后，空压机理论小时节能功率38.5 kW，实际小时节能功率26.1 kW，空压机实际日运行15 h，年运行330 d，每台空压机每年节省电量131 175 kW。每度电按0.75元计，空压机每年实际节省用电费用98 381元。可知，凡空压机不满负荷运行且带载和空载运行之间有一定时间间隔，皆可进行上述改造，以实现节能降耗的目的。