空氣壓縮站節(jié)能論文范文
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1.1集中控制技術(shù)目前，很多生產(chǎn)企業(yè)使用壓縮空氣主要還是采用分散的控制方式，在應(yīng)用中無法對(duì)每個(gè)用氣環(huán)節(jié)的用氣量多少、氣壓大小、排氣溫度高低等數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)集中的監(jiān)控。實(shí)際操作中控制精度低、管理不便，無法實(shí)時(shí)的根據(jù)用氣量做到精確調(diào)節(jié)供氣出口壓力；在管網(wǎng)壓力要求較低的時(shí)候，空壓機(jī)效能不能得到很好的利用。集中控制系統(tǒng)主要包含多臺(tái)空壓機(jī)的集中控制和進(jìn)氣方式的集中控制，空壓機(jī)的集中控制是通過單點(diǎn)的壓力控制代替多臺(tái)空壓機(jī)的壓力控制，從而減少系統(tǒng)的壓力帶寬。這樣可以讓系統(tǒng)中的某一臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行在加卸載或變頻狀態(tài)，其它的空壓機(jī)滿載運(yùn)行，避免多臺(tái)空壓機(jī)持續(xù)的加卸載產(chǎn)生的電流沖擊和能量的浪費(fèi)，使整個(gè)系統(tǒng)的供氣壓力更為穩(wěn)定。集中控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)自動(dòng)控制保護(hù)可以避免空壓機(jī)的同時(shí)啟動(dòng)、停止、加載、卸載，有效地防止了大功率設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的大電流沖擊。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)的壓力每下降1bar時(shí)，能耗會(huì)減少7%-15%。采用進(jìn)氣方式的集中預(yù)過濾處理也能有效地延長濾芯的使用壽命及設(shè)備的重復(fù)投入，降低功耗、節(jié)省開支。
1.2余熱回收技術(shù)空壓機(jī)在長期、連續(xù)的運(yùn)行過程中，空氣被劇烈壓縮，產(chǎn)生大量的熱能，同時(shí)空壓機(jī)的機(jī)械部件的高速運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，這部分的溫度可達(dá)90℃左右。節(jié)能改造后，通過采用水冷卻余熱系統(tǒng)的回收技術(shù)，壓縮空氣經(jīng)冷卻器冷卻后，最后送入使用系統(tǒng)；而高溫高壓的潤滑油經(jīng)冷卻器冷卻后，返回油路進(jìn)入下一輪循環(huán)。對(duì)于采用空氣冷卻系統(tǒng)的設(shè)備，余熱回收后的熱氣流通過溫控系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)可作為員工生活用水、辦公采暖或熱交換器的預(yù)熱。熱量被回收后，實(shí)現(xiàn)能源的二次利用，做到了資源的節(jié)約。
2集中控制系統(tǒng)應(yīng)用案例
2.1系統(tǒng)的建立本系統(tǒng)采用ABB的PLC編程軟件、SIEMENSWINCC組態(tài)軟件及ABB的變頻器設(shè)計(jì)為多臺(tái)空壓機(jī)的連鎖控制。同時(shí)通過現(xiàn)場(chǎng)PLC與空氣壓縮機(jī)的電腦控制面板進(jìn)行485通訊，讀取空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并通過以太網(wǎng)上傳至上位機(jī)電腦，方便數(shù)據(jù)查詢以及故障回查，使操作人員能隨時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行情況。根據(jù)實(shí)際情況建立三個(gè)空壓站，系統(tǒng)框圖如下。集中控制系統(tǒng)的包含3個(gè)空壓站的控制，每個(gè)空壓站中都配有三臺(tái)螺桿式空氣壓縮機(jī)及干燥機(jī)、水泵和水塔，每個(gè)站中根據(jù)不同情況都增加不同負(fù)載的變頻控制，該變頻設(shè)備可進(jìn)行變頻或工頻兩種模式切換。3個(gè)空壓站系統(tǒng)公用一個(gè)上位機(jī)系統(tǒng)，每個(gè)空壓站內(nèi)包含一個(gè)PLC集中控制柜和一個(gè)變頻柜。當(dāng)空壓機(jī)選擇變頻工作時(shí)，不論是遠(yuǎn)程還是本地操作，只要設(shè)備變頻工作，PLC系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)壓力傳感器反饋的壓力值對(duì)變頻器進(jìn)行PID調(diào)節(jié)控制。
2.2變頻控制技術(shù)在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，負(fù)載的大小是動(dòng)態(tài)變化過程，故空壓機(jī)的供氣量的大小也要跟著用氣端用氣量的變化而改變，這樣會(huì)導(dǎo)致供氣的壓力產(chǎn)生波動(dòng)，用氣的精度達(dá)不到生產(chǎn)工藝的要求影響產(chǎn)品的品質(zhì)。根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比的關(guān)系，采用變頻控制技術(shù)，可以通過改變電源的頻率大小而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)控空壓機(jī)的產(chǎn)氣量大小。整個(gè)變頻控制系統(tǒng)主要由變頻器、壓力變送器、PLC、空壓機(jī)等器件組成。通過壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，使管網(wǎng)的反饋壓力與所設(shè)置的壓力進(jìn)行比較，得到偏差值，經(jīng)PID調(diào)節(jié)器計(jì)算后通過PLC實(shí)時(shí)的控制變頻器作用于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率，再由變頻器輸出相應(yīng)的頻率和幅值的交流電，在電動(dòng)機(jī)上得到對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，直到管網(wǎng)壓力與設(shè)定值相同，最終使系統(tǒng)達(dá)到恒壓控制狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的效果。通過系統(tǒng)的余熱回收技術(shù)，解決了企業(yè)長期為員工生活熱水、生產(chǎn)加熱液體、空調(diào)系統(tǒng)恒溫加熱等這些承受的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
3結(jié)束語
在系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能改造后，通過系統(tǒng)運(yùn)行半年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：全廠月平均耗電29.34萬度，比改造前節(jié)電約5.4萬度，節(jié)能率約18.5%，按當(dāng)?shù)仉娰M(fèi)0.7元計(jì)算，全年節(jié)約電費(fèi)可以達(dá)到45.4萬元左右。空壓站集中控制系統(tǒng)供氣節(jié)能優(yōu)化改造后，直接帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，車間的布局也起到了美化的效果，有效節(jié)約了設(shè)備的維修成本、人工管理費(fèi)用。極大地提高了全廠空氣壓縮系統(tǒng)安全性、可靠性。
作者：柳振宇劉玉敏單位：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)