熱電廠空壓機(jī)群變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

1、熱電廠空壓機(jī)群變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（ 2014）06-0549-011 引言1.1 空壓機(jī)群現(xiàn)狀熱電廠中壓縮空氣系統(tǒng)主要為吹灰系統(tǒng)和儀表供氣，其中儀表供氣要求為不低于 4Kg ，吹灰設(shè)備的供氣壓力可以稍小，但一般在 4kg 以上可以保證系統(tǒng)運(yùn)行正常。壓縮空氣系統(tǒng)由空壓機(jī)群組成，山西大唐國際云岡熱電空壓機(jī)群現(xiàn)有 6 臺 Ingersoll Rand 品牌空氣壓縮機(jī)，其中 4 臺 M250，2 臺 M160，目前的運(yùn)行狀態(tài)為 4 臺 M250 常開， 2 臺 MH160 為備機(jī)。目前空壓機(jī)調(diào)節(jié)方法為吸氣閥調(diào)節(jié)模式下的加卸載調(diào)節(jié)。當(dāng)管網(wǎng)

2、壓力未達(dá)到最高起跳壓力時，通過調(diào)節(jié)吸氣閥的開度來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，此時的排氣量的調(diào)節(jié)范圍為額定排氣量的 60%100%；當(dāng)空壓機(jī)的排氣壓力達(dá)到某一特定壓力、容積流量小到一定的程度時，空壓機(jī)卸載；當(dāng)容積流量達(dá)到一定程度時，空壓機(jī)加載?？諌簷C(jī)運(yùn)行電流在吸氣閥調(diào)節(jié)時，為400A 左右，基本滿負(fù)荷，但產(chǎn)氣量僅為滿負(fù)荷的60%，與滿負(fù)荷相比，浪費(fèi)約 35%，在加卸載調(diào)節(jié)時，不產(chǎn)氣，但電流仍有 180A，與停機(jī)相比浪費(fèi)約 42.9%?，F(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)通過協(xié)議讀取空壓機(jī)相關(guān)信息，通過光纖傳入工廠的輔控系統(tǒng)?？諌簷C(jī)的操作需要人為進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，同時沒有預(yù)警功能。1.2 現(xiàn)有控制方案的不足目前工廠的空壓機(jī)監(jiān)控方式，空壓機(jī)

3、推高管網(wǎng)運(yùn)行壓力，頻繁關(guān)閉、打開進(jìn)氣閥和放氣閥，頻繁加卸載空壓機(jī)，使得設(shè)備磨損嚴(yán)重，增加維修量和維修成本。同時，當(dāng)現(xiàn)場有較大的用氣壓力波動或者空壓機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)問題時，需要人為參與空壓機(jī)啟停操作，具有一定的運(yùn)行風(fēng)險。在能耗方面，目前的控制模式，無論吸氣閥調(diào)節(jié)還是加卸載調(diào)節(jié)，均存在嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。同時，由于吹灰系統(tǒng)用氣量，導(dǎo)致壓縮空氣主管網(wǎng)壓力波動幅度較大，平均值在 1bar2.2bar 之間，遠(yuǎn)超過正常的壓縮機(jī)主管網(wǎng)壓力波動范圍： 0.5bar 左右。而且吹灰系統(tǒng)啟動頻繁，導(dǎo)致主管網(wǎng)壓力在 5 分鐘左右就會經(jīng)歷一個波動周期。這種幅度大，周期短的波動加大了空壓機(jī)電機(jī)及主管網(wǎng)的負(fù)荷，縮短了空壓機(jī)的維保

4、周期，減少了其工作壽命。給現(xiàn)場正常生產(chǎn)及設(shè)備正常維護(hù)造成了一定的安全隱患。2 變頻節(jié)能改造方案針對上述問題和不足，本文提出一種對空壓機(jī)群的改造方案。改造方案主要有兩項(xiàng)改造內(nèi)容。（1）空壓機(jī)群專家節(jié)能控制器 （以下簡稱節(jié)能控制器）。通過投入空壓機(jī)群專家控制器， 解決空壓機(jī)產(chǎn)量與實(shí)際需求不一致導(dǎo)致的空壓機(jī)頻繁加卸載和壓力波動，同時自動分析空壓機(jī)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化空壓機(jī)運(yùn)行方式。建立空壓機(jī)健康管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對潛在故障的預(yù)警功能，還可以根據(jù)空壓機(jī)運(yùn)行情況聯(lián)控干燥劑。節(jié)能控制器全天候無間斷全自動智能遠(yuǎn)程和本地監(jiān)控、操作設(shè)備，采用 15 寸工業(yè)觸摸屏， 可以繪制數(shù)據(jù)的實(shí)時曲線，同時內(nèi)含大容量存儲器，

5、可存儲各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，管網(wǎng)供氣壓力等信息。通過負(fù)載共享，使得系統(tǒng)運(yùn)行滿足系統(tǒng)負(fù)載的最少空壓機(jī)，具有主備機(jī)優(yōu)先級選擇和自動切換主備機(jī)的功能，可以遠(yuǎn)程報警或關(guān)機(jī)，糾正和避免空氣系統(tǒng)陷入混亂。系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線，最多可控制 8 太空壓機(jī)， 2 臺變頻式空壓機(jī)及 8 臺干燥機(jī)，預(yù)留網(wǎng)絡(luò) RJ45，USB，RS-485 等接口，可以擴(kuò)展接入空壓站節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。（ 2）變頻改造，通過添加兩臺空壓機(jī)變頻節(jié)能控制柜，進(jìn)一步緩解空壓機(jī)頻繁加卸載的情況，穩(wěn)定供氣系統(tǒng)壓力。變頻節(jié)能控制柜采用封閉柜式結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級一般為 IP20，IP21，IP30 等，變頻器是空壓機(jī)變頻節(jié)能控制柜的專用配套產(chǎn)品，其變頻調(diào)速功能及主要

6、技術(shù)參數(shù)取決于內(nèi)設(shè)變頻器的規(guī)格型號與外圍的配置狀況。變頻器專用控制柜根據(jù)用途的不同和功能的各異其差別也很大，一般需要根據(jù)工況要求定制。具有工頻切換功能，可有效防止空壓機(jī)運(yùn)行過程中手動工變頻切換對電動機(jī)產(chǎn)生的損傷，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，可將空壓機(jī)切換至工頻供電。3 改造效果采用對比方法測試。根據(jù)圖4-1 所示，測定空壓機(jī)群在節(jié)能控制系統(tǒng)在線與離線狀態(tài)下的耗電量，相互對比來確定節(jié)能量，計(jì)算節(jié)能率。通過對比單位產(chǎn)量耗電量來計(jì)算節(jié)能率。單位產(chǎn)量耗電量根據(jù)生產(chǎn)情況指每發(fā)一萬度電壓縮機(jī)的耗電量。公式如下：其中： 節(jié)能率M1 節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)離線狀態(tài)下待改造設(shè)備（群）運(yùn)行總耗電量M2 節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)在線狀態(tài)下待改造

7、設(shè)備（群）運(yùn)行總耗電量N1 節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)離線狀態(tài)下的發(fā)電量N2 節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)在線狀態(tài)下的發(fā)電量空壓機(jī)群專家節(jié)能改造完成后，對節(jié)約電量進(jìn)行核算，用 4 月 22 日至 4 月 28 日空壓機(jī)工頻運(yùn)行一周的用電量與 7 月 6 日至 7 月 12 日空壓機(jī)變頻運(yùn)行一周的用電量進(jìn)行比較。一周內(nèi)用電量為 148.752（ MWh ），每日用電量為21.25MWh。一周內(nèi)用電量為 121.05（MWh ），每日用電量為17.29MWh?？梢缘贸?，每日節(jié)電為21.25MWh-17.29MWh=3.96MWh ，節(jié)能率為3.96/21.25*100%=18.36%，因此，每年節(jié)約元。4 結(jié)論綜上所述，可以看出，通過對空壓機(jī)群的改造，可以在滿足機(jī)組正常負(fù)載的情