变频空压机的应用与维护

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据统计 ，全国工业压缩机系统每年的电能消耗约 占全国总发电量的9%左右。绝大多数的空压机机组的运行 ，均处于高耗能状态 ，浪费能源并排放二氧化碳。因此空压机节能运行技术受到重视。目前变频调速无疑是最成熟、应用最普遍 、节能效果最显著的空压机节能运行技术。

2.变频空压机的适用诚通常情况下 ，设计院在确定企业空压机站的总排气量时是按下式来确定Q∑Q (1 1咖2咖3) (1)式中：o--空压机站总排气量的设计容量；∑p0-用气设备消耗气量之和；- - 消耗气量不平均系数，-般取1.2-1.4；l--管道漏损系数 ，-般取0.1-0.2；2--用气设备磨损增耗系数，-般取0.15-0.2；西3--不可预见的消耗系数，-般取0.1。

通过这个公式可以看出，设计容量与用户的实际需求排气量相 比，设计容量要大得多，约为用户平均用气量的1.6 2.1倍。同样 ，用户在选用单台空压机时的情况也很类似。这样，空压机就会在轻载和满载交替变换的状态下长期运行，能源浪费较大。

交流异步电动机的转速和电源频率之间遵循的关系如下n6Of/p(1-s) (2)式中：.产- 电源频率；p--电动机绕组的极对数；s--电动机的转差率。

对于-台交流异步电动机来说 ，p为定值，s基本不变，42 中国设备工程 I 2013年2月所以n和，构成线性关系，改变电源频率 D可改变电动机的转速。调节空压机的转速可以达到调节排气量的目的 ，从而避免空压机在轻载和满载交替变换的状态下长期运行 ，达到节能目的。

3.变频空压机的选型采购变频空压机时应从以下两个方面考虑。

(1)空压机额定排气量与用户需要的气量之差考虑到变频空压机的气量调节范围和运行的效率，可将变频空压机的额定排气量定为2 X 20%，即变频空压机的额定排气量2 X(空压机站的额定排气量-空压机站的实际需要气量)；例如，-台空压机或空压机站的 加载”运行时间是80%，它的额定排气量为100m3/min，则大致可知其实际需要的气量约为100 X 80%80m3/min左右。因此，可选定变频空压机的额定排气量为40m /min左右。

(2)普通固定频率空压机与变频空压机数量匹配从节能的角度看，空压机站的设计不仅要考虑气量调节范围，还要考虑到实现这个气量调节需要配置多少台变频空压机，即 量”和 数”都要考虑。通常，在不考虑备机的情况下，投入运行的空压机的台数越少效率越高，投入运行的单台变频空压机的功率越小越经济。在实际工作中应遵循这-原则。

4.应关注的几个问题(1)变频调速对空压机冷却系统的影响空压机经过变频改造后 ，在运行时的排气量的变化范围变大了，因此它所产生的热负荷也随之变化。比如对于螺杆空压机来说，按照标准规定 ，75kW及以下的变频螺杆空压机的调频范围为30%～100%基准频率 ；大于75kWx于3 15kW的变频螺杆空压机的调频范围为40%～100%基准频维护与修理率。由于空压机的排气量与转速成正比线性关系，与此对应所产生的热负荷也随之有较大改变。如果此时不对机组的冷却系统进行调节，在低频运行时就会产生过冷却，导致空压机油乳化而损坏空压机。因此，应采取相应的措施。

较为合理的做法是，对于水冷型空压机 ，按照使用油品规定的温度范围调节冷却水供水量；对于风冷型空压机，则按照使用油品规定的温度范围调节冷却风扇的转速，达到调节冷却风量的目的。

(2)对活塞式空压机采用变频方式调速应注意的问题①活塞式空压机转速变化对惯性力平衡系统的影响活塞式空压机的-阶瞬l生力可由下式表示lm Fo)2eos0 (3)式中：m - 运动部分总质量 ；r- 曲轴旋转半径；c，--曲轴旋转角速度，可表示为 丌n/30， 为曲轴每分钟转速；- 为曲轴任意瞬时转角。

由此可见，-阶惯性力与转速的平方成正 比，即转速对惯性力的影响非常大。所以，在对活塞空压机进行变频改造时要特别注意转速调节范围的控制 ，随着转速的上升或下降，惯性力的变化被放大，破坏了空压机固有的惯性力平衡系统 ，可能会引起系统的工作电流脉动和气流脉动加大，进而导致系统共振损毁空压机系统 ，这-点应引起足够的重视。

②活塞式空压机转速变化对润滑系统的影响若活塞式空压机的润滑方式采用飞溅方式和注油器方式 ，则在对活塞式空压机进行变频调速运行时应考虑到 ：随着转速的降低飞溅润滑的效果会大大降低 ，会影响空压机的安全运行；另外 ，随着转速的降低 ，对注油器的注油量的需求也在降低。因此 ，应考虑随着转速的变化调节注油量大小 ，以达到节约的目的。通常活塞式空压机的变频调速范围不宜太大，-般控制在70%～100%为宜。

(3)对于变频改造后的空压机系统运行平稳性的影响如空压机在运行时频率波动过于频繁且幅度较大，可采用增加储气罐容量或个数的方法以减缓频率波动的速率和幅度使其更加平稳地运行，避免引起电气系统损坏。

(4)空压机变频运行对电网的影响变频器的使用会产生-些高次谐波，会对电网及周围的其他用电设备仪表产生影响 ，严重时会导致其他用电设备仪器不能正常工作。为消除高次谐波的影响 ，通常在变频空压机的变频器输入端加入滤波器 、输出端加交流电抗器 ，同时采取必要的屏蔽和接地措施。另外 ，在同-个空压机站 ，同时运行2台及以上的变频空压机组是非常不合理的，既浪费又会产生相互干扰，应加以避免。

f5)空压机用变频器的选择问题由于空压机在额定转速和额定排气压力下运行的负载特性表现为恒转矩性质 ，因此 ，空压机用变频器应选择矢量型变频器 ，以保证在空压机低频运行时能够输出足够的扭矩来维持空压机平稳运行，这-点尤为重要。另外，在变频器容量的选择上参考空压机的轴功率的大小 ，选择变频器容量略大于空压机的轴功率即可。