浅析光大环保能源(江阴)有限公司空压机变频改造技术
2018-02-15
(光大环保能源(江阴)有限公司，江苏 江阴 214400)
1 单位概况
光大环保能源(江阴)有限公司即江阴市生活垃圾焚烧发电厂，由中国光大国际有限公司与江阴市政府采用BOT模式投资建设，坐落于江苏省江阴市月城镇，占地面积86.42亩，项目总投资5.93亿元，建设总规模日处理生活垃圾1200t。配置3台400t/日机械炉，以及3台32.3t/h余热锅炉和2台12MW汽轮发电机组，项目建设标准优于GB18485标准，烟气排放全面执行欧盟2010标准，垃圾滤渗液经深度处理后回用至厂内循坏水系统，实现了渗滤液“零”排放。压缩空气系统采用国产复盛空压机4台，两用两备，单台空压机出力为28m2/h，实际压缩空气系统负荷在40～50m3/h之间波动，因此两台空压机运行存在能源浪费现象。
从节能方面考虑，经与复盛空压机厂家及变频器厂家多次沟通，我司决定进行空压机变频改造，以实现空压机设备安全，经济，稳定运行的目标。
2 项目简述
在#1空压机现有工频运行模式下增加一套变频控制模式，#1空压机工作在变频模式下时，将根据压缩空气系统储气罐的压力变化情况按需输出，智能调速节能降耗，避免空压机频繁加卸载，降低机械磨损，保护空压机，同时变频启动为软启动过程，可减轻启动过程对电网电压的冲击。
其变频运行模式下的控制过程如下。
用气需求↑——母管气压↓——压力给定值与反馈值的差值↑——PID输出↑——变频器输出频率↑——空压机电机转速↑——供气流量↑——管路气压趋于稳定。
变频控制柜与#1空压机原PLC自动控制系统实现对接，接受该PLC的监控，同时技改后#1空压机不论是工频运行方式还是变频运行方式均能正常参与联控，不影响现有空压机智能联控系统的各种联控功能，从而使空压机系统在各种组合运行方式下均优先保证压缩空气系统安全，稳定，经济运行。
目前我司压缩空气系统母管压力维持在0.65MPa～0.7MPa之间波动，实施变频改造后，将更进一步精确恒压输出(精确到0.01MPa)控制，可将排气压力稳定在系统所需求的最小压力范围，避免无谓的压力升高造成的能耗浪费，同时提高输气质量，延长气动设备的寿命。为解决空压机主电机因低频运行的散热不良问题，需在#1空压机主电机尾部增加一台散热量足够的工频轴流风机，变频柜内设置该散热风机的供电和控制部分。
3 研发动机
压缩空气系统采用国产复盛空压机4台，两用两备。单台空压机出力为28m3/h，实际压缩空气系统负荷在40～50m3/h之间波动，因此两台空压机运行存在能源浪费现象。
4 市场分析于需求预测
空压机变频器运行，相比较工频运行，直接节省25%～35%的电量，为公司带来经济效益。
5 技术可行性分析
变频器改造广泛，应用于燃煤电厂，技术成熟可靠。
6 项目实施情况
2014年10月完成立项审批。
2015年5月完成招标，签订合同。
2015年8月完成#1空压机变频器改造工作。
2015年8月25日#1空压机变频器进入试运行。
2015年10月30日完成#1空压机变频器改造。
7 研发投入
#1空压机变频器投资19万，项目总投资19万。
8 效益分析
8.1 改造后空压机变频器运行成本分析
8.1.1 改造后运行方式
在日常运行中，#1空压机变频器保持24h正常运行。#2，#3，#4空压机做定期切换。
8.2 改造后节能分析
8.2.1 #1空压机参数
空压机型号:SA160A(160kW)1台,
运行时间：8300H/年,
加载电流：320A(160kW),
卸载电流：180A(90kW)。
8.2.2 #1空压机变频改造前耗电记录
#1空压机工频运行一天的电量记录为，10月26日16：00为2128.27，10月27日22:45为2189。经计算工频运行时平均每小时用电量为(2189.60-2128.27)*80/30.75h=158kWh。
8.2.3 #1空压机变频改造后耗电记录
#1空压机变频运行，现场实际记录电量表数据为，2015年9月14日13:00为764.01，2015年10月14日14:00为1737.94。经计算变频运行时平均每小时用电量为(1737.74-764.01)*80/721=108.06kWh。
8.2.4 #1空压机变频改造后年节约电费
全年按照8300h运行时间，电费按照0.5元/度计算，#1空压机变频改造后每年可节约电费约(158-108)*8000h*0.5=20.75万元。一年内可收回投资成本。
9 项目预期效果
我司空压机系统年运行8300h计算，每台空压机年均运行20075h，其中加载时间为55%，卸载时间为45%，加载电流为303A。卸载电流为195A，根据厂家初步测算节能效率为30%，我司上网电价为0.5元/kWh，预计每台机预计全年可以节约电费13.92万元，预计收回投入约3年。
