節(jié)能降耗是每個生產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展策略的重要組成部分。在大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)中,電力消耗占生產(chǎn)成本4%~10%,這個比例是非常高的,而其中壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的 10%-35%,以空壓機系統(tǒng)5年的運行費用為例:系統(tǒng)的初期設(shè)備投資及設(shè)備維護費用占到總費用的 25%,而電能消耗(電費)占到 75%,幾乎所有的系統(tǒng)浪費最終都是體現(xiàn)在電費上。
變頻器作為一種較為成熟高科技產(chǎn)品,具有性能穩(wěn)定,操作方便,節(jié)能效果明顯等優(yōu)點,越來越受到工程技術(shù)人員和管理人員關(guān)注和重視。
行 業(yè) 解 析
據(jù)中國空壓機網(wǎng)調(diào)查:全國有180億/年的空壓機市場,有超過400萬臺的空壓機在工作,22kw以上功率等級的空壓機超過100萬臺,22kw以下中小空壓機以活塞式為主,年新增數(shù)十萬臺?諌簷C容量一般按工廠最大負荷的110%-120%設(shè)計,另外,工廠實際需求存在季節(jié)性及時間性波動,導(dǎo)致用氣量波動較大,所以空壓機多數(shù)時間并非滿載運行,節(jié)能空間非常大。
傳 統(tǒng) 空 壓 機 存 在 的 問 題
• 能量損耗大
• 工頻啟動沖擊電流大
• 壓力不穩(wěn),自動化成度低
• 設(shè)備維護量大
• 噪音大
變 頻 改 造 原 理
原理:變頻調(diào)速系統(tǒng)以輸出壓力作為控制對象,由變頻器、壓力傳感器、電機組成的閉環(huán)恒壓控制系統(tǒng),工作壓力值可由操作面板直接設(shè)置,現(xiàn)場壓力由傳感器來檢測,轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號后反饋到變頻器,變頻器通過內(nèi)置PID進行比較計算,從而調(diào)節(jié)其輸出頻率,達到空壓機恒壓供氣和節(jié)能的目的。
變 頻 改 造 空 壓 機 優(yōu) 點
• 節(jié)能
• 啟動電流小,對電網(wǎng)無沖擊
• 輸出壓力穩(wěn)定
• 設(shè)備維護量小
• 噪音低
變 頻 改 造 投 資 效 益 分 析
直接經(jīng)濟效益
采用傳統(tǒng)工頻控制方式的空壓機,在低于設(shè)定壓力時加載運行,高于設(shè)定壓力時空載運行。但不管是加載還是卸載,電機始終保持高速運行,空載損耗非常大。理論可能略顯枯燥,小編來舉個例子,實實在在地讓您了解到能節(jié)省多少的運營成本~
數(shù)據(jù)流:工頻改造成變頻的降低成本空間
以某客戶A機房3#空壓機為例,工頻控制下的空載損耗:已知空壓機的總運行時間為 6376 小時,加載運行時間為 4212 小時,則:空壓機空載率為 0.339 。
假設(shè)電源電壓為Ue,取 380 V,空載電流Io為 32 A,功率因數(shù)為cosφ取 0.85,空壓機年運行總時間取 8000 小時,則年空載率損耗 48424 度。
假設(shè)工業(yè)用電電費為 1.0 元/度,年空載損耗費用 48424 元。
變頻控制下的節(jié)能分析:采用變頻控制方式,當(dāng)空壓機空載時,假設(shè)主電機降到30Hz運行。電機30Hz空載運行和50Hz空載運行時的電流基本相同,而定子繞組所承受的相電壓與運行頻率成正比關(guān)系,即電壓為 228 V。
因此,我們可以近似地認為:電機功率與運行頻率成正比,電機空載損耗也與運行頻率成正比。則采用變頻控制方式時,年空載損耗為 29054 度,變頻控制方式下年空載損耗費為 29054 元。
通過以上計算,當(dāng)空壓機由工頻控制改為變頻控制時,僅空載損耗每年就可節(jié)省費用為19370 元。 這樣,某廠全部十臺空壓機年(全年按照運行8000小時計算)總節(jié)電為 87931 度,全年節(jié)省電費 87931 元。(* 電費按照1.0元/ 度)
空壓機采用變頻控制方式時,系統(tǒng)能根據(jù)用戶設(shè)定工作壓力和當(dāng)前壓力反饋信號,自動進行閉環(huán)控制,實現(xiàn)恒壓控制,這樣,當(dāng)用戶用氣量減小的時候,空壓機自動降低輸出功率,而不必像傳統(tǒng)控制方式那樣一直滿載運行,從而大大降低了空壓機的能耗成本,并提高了供氣質(zhì)量。
綜上所述,將空壓機由工頻控制方式改造成變頻控制方式后,很大程度的降低了空壓機的電能損耗,帶來的直接經(jīng)濟效益非?捎^。對于大多數(shù)用戶,一般在進行空壓機變頻改造后的一年內(nèi),即可回收投資成本,實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。
間接經(jīng)濟效益
通過節(jié)能改造,不僅節(jié)約電能,同時在以下幾方面帶來較大經(jīng)濟效益:
• 由于總功耗下降很多,整個用電系統(tǒng)溫升大幅度降低,設(shè)備故障率下降,設(shè)備和開關(guān)觸點的壽命提高,維修費用和設(shè)備更新成本相應(yīng)減少。
• 由于采用了有效的節(jié)能措施,減輕了變壓器的容量,保證了用戶變壓器的安全運行,同時為新增用電設(shè)備提供了空間。
• 設(shè)備具有軟啟動功能,啟動瞬間電流平穩(wěn)上升,大大減少了對電機的沖擊,延長了電機的壽命。
理論與數(shù)據(jù)相結(jié)合是不是感覺一目了然呢?接下來主角閃亮登場,邦納BMD-C系列變頻器在空壓機上節(jié)能改造的實際應(yīng)用,助力企業(yè)節(jié)能降耗!
BMD-C系列變頻器優(yōu)勢:
• 空間矢量技術(shù):優(yōu)秀的矢量算法保證在最低開關(guān)損耗前提下實現(xiàn)低頻大轉(zhuǎn)矩,高效率電網(wǎng)電壓利用率及優(yōu)化的正弦波輸出,使電機工作噪音降低、發(fā)熱減少
• 特有的軟件死區(qū)補償:死區(qū)時間是變頻器低頻脈動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的罪魁禍首.BMD-C獨特的軟件死區(qū)補償最大限度地保證低頻極速條件下的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩特性
• 優(yōu)秀的無速度傳感器轉(zhuǎn)速跟蹤自啟動:能夠啟動正在運轉(zhuǎn)中的電機,保證用戶設(shè)備平穩(wěn)繼續(xù)運行, BMD-C系列不去能夠自動識別轉(zhuǎn)速實現(xiàn)平穩(wěn)轉(zhuǎn)速跟蹤
• 自動節(jié)能運行:獨特的軟件功率因數(shù)調(diào)節(jié),根據(jù)負載的變化,動態(tài)調(diào)節(jié)功率因數(shù).節(jié)省更多的能源
• 電壓波動抑制:動態(tài)自動電壓控制(AVC)功能,確保輸入電壓波動±20%時.輸出電壓波動小于±5%
• 完善的保護功能:具有過壓、過流、欠壓、IGBT短路、反時限過載等保護設(shè)計,另外在負載短路、接地情況下能安全保護
• 直流電源供電: 節(jié)省保安電源投資
• 共直流母線:無電跨越
• 內(nèi)置柔性PWM能耗制動:37kw(含)以下標準內(nèi)置制動單元,用戶選擇適當(dāng)?shù)闹苿与娮杩煞奖銓崿F(xiàn)能耗制動
• 友好的人機界面靈活的輸入輸出接口:標配操作面板,提供8路數(shù)字輸入,2路模擬輸入,3路數(shù)字輸出,2路模擬輸出;八段用戶可編程運行,電動電位器設(shè)定模式
• 智能溫度檢測:智能冷卻風(fēng)扇管理