压缩空气系统节能方案.doc

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1、关于我公司压缩空气系统节能改造方案探讨一、现在我公司空压机系统存在的问题：冃前，我公司空压机系统是采用的流量为65Nm3/分钟的高压螺杆式空压机三台，其设计运行方式为两用一备，拖动电动机为电压为10kV,额定功率为368kW的高压电动机，由变电站的10kV真空断路器进行供电。由于我公司冷轧的压缩空气主要为仪表用气和气动阀用气，小量为吹扫用气，冃前实际用气一台空压机足够满足要求，而且大多数情况空压机处于空载或接近空载状况。我们曾做过一个试验，把3台空压罐（共18m3）及管路充满，压力到0.75MPa,停机两小时后压力降到0.52MPa,而此过程中冷

2、轧设备均处于停机状况。由于在工频状况下，空压机即使在空载状况下，其实际消耗的电功率为70%额定功率，为256.7kWo而我们在2012年3月5日到3月15FI时间段，实际工作时间为122.8小时，总消耗电量为31700kW,平均功率为258.14kWo可见，这一时间段开机后，空压机长期处于空载或接近空载运行。二、改造各种可能方案:方案一、当压力达到上限时切断电动机10kV高压电源。既设定压力上限（等于安全阀动作压力7.5MPa）,设定压力下限（略大于仪表能够正常工作时空压机附近最低允许压力），当压力达到上限时真空断路器分闸，电动机停止运行，当压力

3、低于下限吋自动将真空断路器合闸。采用此方案，节能效果见下图:70%6OX4030>0500000OO6(5(4321m耗电功*单位％方案一的缺点和困难：1)高压电动机频繁直接启动对真空断路器和高压电动机的使用寿命有极大的影响。具体体现在操作过电压对高压电动机绝缘的影响变得异常严重，此时频繁直接启动的冲击电流使电动机绕组长期处于大的电动力作用，绝缘和导体的寿命严重缩短。2)由于用气负荷的不可预见性，而我们的压力罐只能装18n?的压缩空气，如果突发较大的用气，如吹扫或其他大的用气，在停机30分钟以内，则高压空压机不允许马上要送电直接启动，因为此时，电

4、动机运行温度没有降下来，同时又耍承受5-7倍的启动电流，对空压机电动机的影响会非常严重。此方案较简单，改造成本接近零，但由于有较大的不可预见性和一定的危险性，风险很大，为稳妥起见，我们不推荐此方案，仅作为一种思路。方案二、高压变频方案空压机及高压电动机均利旧，增加一台10kV400kW的高压变频器。由于变频空压机的特有的性质，空压机的气流量Q8电动机转速n,变频电动机功率0c电动机转速n,电动机的转速n*电源频率f,此空压机额定频率为50Hz,此时电功率为368kW,流量为65Nm3/分钟；当空压机频率为25Hz,此时电功率为184kW,流量为3

5、2.5Nm3/分钟；变频技术改造后能源成本降低20%,再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。根据压缩机的T况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，从而有效地降了空压机运行时的噪声。方案二不需要改动空压机及电动机本体部分，但实施较复杂，需要釆用高压变频系统，而且，由于真空断路器的电气寿命在10000次左右。频繁动作可能不到一年就要更换真空断路器。我们咨询了一下西门子公司，10kV高压变频器价格在80万人民币左右，改造成本太高，而且由于是普通电动机，改造后,在低速时电动机散热存在问题，我们也不推荐此方

6、案。方案三、低压变频方案即采用低压电动机及低压变频器的改造方案。第一种情况、采用同功率的低压变频电动机置换原有高压电动机，最大流量不变，仍然为65Nm3/分钟，电动机功率与流量成正比例关系，而且，由于釆用变频启动，启动过程对电动机的冲击可以忽略，低压交流接触器的机械寿命在1000万次左右,其电气寿命为机械寿命的5%-20%,计算应该在50万次-200万次左右。第一种情况改造成本构成：400kW低压变频电动机(Y.SP-400-4)某某电机厂参考价10万元人民币，400kW西门子低压变频器参考价20万元人民币，低压电缆及开关柜估计10万元，总计40

7、万元人民币左右。第二种情况、采用同电磁力矩的8极低压变频电动机置换原有高压电动机，由于转速降低，其电动机功率降为200kW,最大流量变为原来的一半，为32.5Nm3/分钟，电动机功率与流量成正比例关系，而且，由于采用变频启动，启动过程对电动机的冲击可以忽略，低压交流接触器的机械寿命在1000万次左右，其电气寿命为机械寿命的5%-20%,计算应该在50万次-200万次左右。笫二种情况改造成本构成：200kW低压变频电动机(Y.SP-355-8)某某电机厂参考价5・8万元人民币,200kW西门子低压变频器参考价10万元人民币，低压电缆及开关柜估计6万

8、元左右，总计22万元人民币左右。以上两种情况，是利用原来的空压机进行改造，优点是空压机上面的备件不需要另外采购，可以利用其他两台空压机作