TRICON系统在氮气压缩机控制系统改造中的应用探讨

韩振林 徐恩涛 何男

摘 要：目前，作为工业制造大国的中国，在各行各业使用的压缩机都普遍存在资源浪费的现象，据调查，我国每年在工业制造业中空压机的电力消耗极大，空压机的用电量约为全国用电量的6%，与其它发达国家相比，空压机的资源利用率仍有很大的差距，这是我国空压机节能改造的方向和源动力。基于此，本文对TRICON系统在氮气压缩机控制系统改造中的运用展开了分析。

关键词：TRICON系统 氮气压缩机 控制系统 节能改造

我国目前的空压机的种类有很多，通常空压机供气的控制方式都是通过加载和卸载的方式，在空压机的运行中，其工作效率会直接影响工厂的生产和人们的生活。下面以中国石化仪征化纤有限公司空分装置压缩机控制系统改造工程为例进行分析。

一、压缩机控制系统改造的必要性分析

中国石化仪征化纤有限公司空分装置压缩机控制系统原项目编号为G136、G137、G138。原系统下位机为VersaMax，上位机为EB8000触摸屏。该GE控制系统运行长达9年之久，柜内所有系统模块均已存在严重的老化现象。具体表现为：（1）PVC材质的IO模块硬件极易损坏。（2）PLC系统会经常发生不可知原因的报错。这些老化现象会造成机组无故停车，产生严重的影响。

因系统老化造成无故停车的严重影响：（1）机组参数一切正常，无故停车，影响生产，影响经济收益。（2）GE控制系统卡件已经停产，备件难以采购。（3）作为关键机组控制系统存在很多问题，所以导致停车风险很大，如果继续使用，必将造成巨大的经济损失。

以上原因会造成再次开车的时间大大加长，对生产和经济效益产生严重影响。因无故停车造成的经济损失要远远大于系统改造的成本。所以，对压缩机控制系统进行改造非常必要。

2空压机压缩机控制系统改造技术

对于空压机而言，其电机的运行功率较大，在电机运行时通常是瞬问加载和卸载的工作方式，且空压机在启动瞬问也需要较大的电流。在不使用控制系统的情况下，大幅度的启动电流会使得空压机的电源电压出现上下波动，使得电力机械设备磨损加重，进而减少设备的工作寿命。另一方面，传统的空压机在使用时，其中的拖动电机无法对自身进行速度调节，也无法自动通过压力和流量的变动，完成降速和输出功率的配对工作，所以尽管空压机不会频繁启动，但在用气量少时，空压机依然要保持运行状态，这样往往会浪费很多电力资源。因此，结合以上两方面，对空压机节能改造的必要性极大。

针对中国石化仪征化纤有限公司空分装置压缩机的运行特点以及节能的需要，采用高可靠性的三重冗余容错的TS3000硬件平台完成对原GE控制系统进行改造，由沈阳鼓风机集团自动控制系統工程有限公司提供整个TRICON系统的硬件、软件、技术服务、工程服务、技术培训、软件组态、系统集成、包装运输、开箱检验、安装指导、现场测试、系统验收和系统投运，仪化公司全过程参与。

二、1TRICON系统节能原理

由实验数据可以了解到，在空压机节能改造中，TRICON系统的使用有着非常显著的作用。TRICON系统是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。在空压机节能改造中，TRICON系统能够使空压机的电机轻启轻停，极大的减小了机械的磨损，延长机械设备的使用周期;同时，TRICON系统还能够使空压机的运行频率发生可控性的改变，使得电机的运行频率能够根据空压机的用气量的多少自动进行调节，在电机运行功率降低的同时减少电力资源的浪费。

2.2空压机TRICON系统改造的意义

经过调查研究发现，一个普通的工业制造企业空压机的成本的重要组成部分是其用电成本，不难看出，其空压机在节能方面存在很大的漏洞，对于工业制造大国的中国而言，节约成本，减少能耗迫在眉睫，由上面TRICON系统的节能原理可以知道，使用TRICON系统的对增加空压机的灵敏度和延长空压机的使用周期、减少企业的运营成本，增加企业在电力行业的核心竞争力都具有重要意义。

2.3改造和控制过程

由于该技术改造是在原拖动系统的基础上进行改造的技术，因此能够根据选用电动机的容量和转速对TRICON系统的型号和类型，同时还要结合TRICON系统的性能、价格和安全性能进行选择。选择一台氮气压缩机，用TRICON系统来控制电动机的运行转速，是通过减少空压机电机的频繁启动和运行来达到节能的目的，即在供气压力上升时，电动机的运行速度下降，供气压力下降时，电动机的运行速度上升。

2.4系统调试过程

（1）在按照TRICON系统的使用说明书设定了相关数据参数后，再结合空压机的性能进行频率调试，且在TRICON系统正式投入使用之前，要先在驱动电动机空载运行几分钟，然后再以lOHz为调整段，逐渐加大频率，在运行时，要注意电机的旋转方向，振动和噪声的大小以及电机的升温情况，在经过多次实验后，证实当最低转速为额定转速的60%时，效果为最佳，因此，在空压机节能改造中TRICON系统的频率设置一般在30Hz，这样既小影响生产，又保证了工业制造的节能减耗效果。

（2）在上述实验中可以看出，TRICON系统是对空压机的主要控制设备，也是实现机组的变频调整的重要设备。通常是三台机器同时工作，共同完成对整个设备系统的运行的控制。

2.5改造后的机械效果

（1）因为使用了TRICON系统，整个装置的“灵敏性”大大提高，实现了整个过程的自动化应用，从而使空压机的运行时问减少，对电能的消耗也随之减少。

（2）由于空压机在改造过程中TRICON系统的使用，使得机械的使用效率增加，基本消除了排空放气的情况，同时减少了机械设备的噪音影响，改善了空压机制造厂的工作环境。

（3）为空压机提供稳定的供气压力。在使用TRICON系统时，能够十分方便的对空压机进行压力控制，能够连续的对机器进行调节，保证压力的稳定性和合理性，减小压力值的变化幅度，使得供气和供压都能够稳定持续。

（4）由于空压机在设备启动和停比在结合TRICON系统的使用后，能很好的避免启动突增的电流对电网的冲击，从而减少了对械设备的磨损，对机械的使用寿命的延长具有重要意义。

（5）节约电能，保护环境。在使用TRICON系统对空压机进行改造后，电动机的重要效率大大提高，同时极大程度的节约了电能，这也问接的实现了对环境的保护，使得工业行业和电力行业的可持续发展得以实现。

三、结束语

综上所述，在本次氮气压缩机TRICON系统改造过程中，不仅在经济上控制了工业制造厂的成本，还能改善建接的保护环境，实现了氮气压缩机的自动化运行，因此，此种改造技术既是对传统技术的改进，也是对国家实行可持续发展观的响应。此项技术的成熟也进一步体现了新兴技术对重要性，且体现了我国依然处于工业制造低级阶段，电力企业和工业制造业的改革必须坚持。希望本文对相关行业有一定的借鉴作用。

参考文献

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