摘要：動力供應(yīng)不僅僅是要滿足生產(chǎn)的需要，而且要盡可能的利用節(jié)能技術(shù)為動力的供應(yīng)降低成本，本文通過對節(jié)能技術(shù)在離心式空壓機設(shè)備、介質(zhì)中的應(yīng)用和前景開發(fā)的分析，為節(jié)能經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展提出了自己的思路。

關(guān)鍵詞：離心式空壓機 節(jié) 能 變 頻

一、引言

在世界經(jīng)濟快速增長的今天，日益增長的社會經(jīng)濟和能源供應(yīng)日益短缺的矛盾越來越突出，為了應(yīng)對這一必須面對的現(xiàn)實問題，世界各國都在考慮自己國家的能源計劃。而在我們中國，據(jù)估計到2020年，中國的能源需求總量仍將達到近25億噸標準煤，這個數(shù)字比2000年高出了90％，而最為悲觀的估計，則要高出152％。在能源每年增長3％一5％條件下，要保證國民經(jīng)濟持續(xù)每年增長7％～9％，只能依靠節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。而離心式壓縮機作為壓縮空氣動力供應(yīng)設(shè)備在制造業(yè)內(nèi)有著很普遍的應(yīng)用，其本身通過各級壓縮消耗大量的電能來供應(yīng)高壓空氣，同時附帶產(chǎn)生大量的熱量。結(jié)合節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品的推出以及空壓機設(shè)備的工藝流程，節(jié)能技術(shù)在離心式壓縮機上有著很廣闊的應(yīng)用前景。

二、應(yīng)用環(huán)境分析

在空壓機的應(yīng)用上，離心式空壓機具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、運行效率高、流量大、摩擦件少等特點，近年來在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。尤其是在大型的制造業(yè)界內(nèi)和制氧廠，其離心式空壓機規(guī)模都很大，基本上都是有多臺離心式空壓機并聯(lián)在一起進行系統(tǒng)供氣。在滿足生產(chǎn)需求的情況下，供氣壓力越低，耗電量越少就越節(jié)能，對于離心式空壓機，傳統(tǒng)的節(jié)能調(diào)節(jié)方式基本上都是通過壓力上限和電流上限來進行調(diào)節(jié)。壓力上限的調(diào)節(jié)是通過對上限壓力的設(shè)定，來減小進氣閥門的開度進而降低電機電流，減少功率消耗。

電流上限的調(diào)節(jié)，是通過設(shè)定空壓機的電機電流最大值來控制空壓機的電流，使空壓機進氣閥門根據(jù)電流上限信號反饋，在閥門打開一定的開度后將不再繼續(xù)打開，進而控制空壓機的功率消耗。

三、系統(tǒng)方案提出

主回路方案

變頻控制為一拖一方案，配備一臺變頻器。變頻調(diào)速系統(tǒng)接10kV電壓等級的主動力電源系統(tǒng)，用于電動機的變頻調(diào)速。為增加運行安全性，變頻系統(tǒng)增加旁路，設(shè)計方案如下：

此方案是手動旁路的典型方案,原理是由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成（見上圖）。要求QS2和QS3不能同時閉合，在機械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。

為了實現(xiàn)變頻器故障保護，變頻器對現(xiàn)場高壓斷路器QF進行連鎖，一旦變頻器故障，變頻器跳開QF。電機工頻運行時，變頻器允許QF合閘，撤消對QF的跳閘信號，使電機能正常通過QF合閘工頻啟動。

節(jié)能分析

以上兩種節(jié)能調(diào)節(jié)方式都存在以下缺點：

1．兩種調(diào)節(jié)方式都不能成為完全意義上的節(jié)能，這主要體現(xiàn)在控制壓力和控制電流本身來達到降低功率消耗的同時，空壓機的工作效率將大大降低。

2．存在調(diào)節(jié)空間小的缺陷。因為離心式空壓機在設(shè)計中存在一個其本身具有的一個特性，那就是喘振。為了避免離心式空壓機的喘振，在電流的設(shè)定上往往會有一個電流下限的設(shè)定，一旦電流下降到電流下限的設(shè)定值，電流將不再下降，或者空壓機將發(fā)生喘振，這就說明了依靠壓力上限和電流上限的調(diào)節(jié)方式其本身存在節(jié)能空間有限的缺陷。而這種缺陷在一年四季變化比較大的地方就顯得更加明顯，因為離心式壓縮機的排氣量隨著環(huán)境溫度的變化，其排氣量也在隨之變化。

在流體離心式機械上通過實驗和理論可以近似得出以下公式：

Q∝n ，H∝n2，P∝n3

Q1、H1、P1分別是行1轉(zhuǎn)速下的流量、壓力和功率；Q2、颶、島分別是甩2轉(zhuǎn)速下的流量、壓力和功率。即流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。由此可見，當通過降低轉(zhuǎn)速以減少流量來達到節(jié)流目的時，所消耗的功率將降低很多。例如：當轉(zhuǎn)速降到80％時，流量減少到80％，而軸功率卻下降到額定功率的(80％)，≈5l％：若流量需減少到40％，則轉(zhuǎn)速相應(yīng)減少到40％，此時軸功率下降到額定功率的40％3≈6．4％。

四、具體使用效果

A、設(shè)備主要參數(shù)

B、節(jié)電效果計算

根據(jù)在不同控制方式下的流量－負載關(guān)系曲線和現(xiàn)場運行的負荷變化情況進行計算。

五、結(jié)束語

節(jié)能技術(shù)的研究和發(fā)展是今后社會發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會的主題，本文通過對離心式壓縮機設(shè)備及其介質(zhì)中存在的節(jié)能潛力進行了闡述，同時驗證了英威騰高壓變頻器在離心式壓縮機負載上的可靠應(yīng)用。

參考文獻：

深圳市英威騰電氣股份有限公司 《CHH100系列高壓變頻器產(chǎn)品說明書》

仲明振,趙相賓 《高壓變頻器應(yīng)用手冊》機械工業(yè)出版社 2009-05出版