泉州開山變頻螺桿空壓機節(jié)能原理分析
一、空壓機變頻控制原理
由于空壓機電機的轉(zhuǎn)速與空壓機的實際消耗功率成一次方關(guān)系，因此，降低電機轉(zhuǎn)速將同比減小實際消耗功率；變頻螺桿空壓機采用壓力傳感器實時檢測系統(tǒng)中實際用氣的壓力和用氣量，通過控制器和變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器的精確控制，在不改變空壓機馬達轉(zhuǎn)矩（即拖動負載的能力）的情況下改變空壓機的轉(zhuǎn)速（輸出功率）從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，實現(xiàn)壓縮機空氣按需輸出。當系統(tǒng)用氣量降低時，空壓機提供的壓縮空氣量大于系統(tǒng)用氣量，變頻空壓機自動降低轉(zhuǎn)速，從而減少壓縮空氣輸出；反之，則提供電機轉(zhuǎn)速以增加壓縮空氣量，保持系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，實現(xiàn)恒壓供氣。
變頻螺桿空壓機節(jié)能成效可在一年內(nèi)收回差價（變頻機高出普通機差價），2-3年內(nèi)收回整機購買成本，以螺桿空壓機平均負載率67%-70%估算，年運行5800小時的工況下，若采用變頻機，不同功率下機組年節(jié)電量如圖1。
以螺桿空壓機平均負載率67%-70%估算，年運行8000小時的工況下，若采用變頻機，不同功率系的機組年節(jié)電量如圖2。
1.維護成本顯著降低
空壓機的使用成本由以下三項組成：購機成本、維護成本和能源消耗成本。變頻空壓機由于運行時減少了對機械和電氣的沖擊，同時降低了空壓機的維護、維修量，因此維護成本顯著降低。
2.實現(xiàn)恒壓供氣
減少供氣壓差帶來的壓差損耗；變頻空壓機提高供氣壓力的控制精度，恒壓供氣極大地提升企業(yè)生產(chǎn)效率和品質(zhì)，同時減少了較高壓差帶來的能源消耗。
3.提升產(chǎn)氣效率
產(chǎn)氣量增加約5%-15%：避免了頻繁加載、卸載、停機時產(chǎn)生的能源浪費（如空載能耗，卸載時壓縮空氣放空損耗等）。
4.延長螺桿空壓機的使用壽命
由普通機組的10-15年延長至15-30年。
?。?）變頻軟啟動；
（2）運行平滑；
?。?）無工頻裝置避免電接觸故障。
5.提升變壓器和電網(wǎng)的運行功效
6.降低噪音
7.性價比高
8.品質(zhì)保障
二、具體案例分析
公司共有3臺空氣壓縮機，其中2臺10立方（75kW，阿特拉斯·科普柯）已使用多年。隨著生產(chǎn)規(guī)模擴大和用氣量顯著增加，為確保用氣安全，增加一臺壽力變頻空壓機（18.7立方，1.23MPa，150kW）。
三臺空壓機交替使用，每兩周一輪交換使用，每年工作300天。
空壓機每天開機時間為早晨8點至晚上10點，即每天工作14小時。
壓縮機z*大排氣壓力1.1MPa，經(jīng)過儲氣罐再送往用氣設(shè)備，實際用氣壓力0.6MPa，用氣壓力范圍0.4MPa-0.7MPa。
三、節(jié)能效果預估
通過對2臺10立方壓縮機工況的實際觀察和數(shù)據(jù)分析，可以得到如下的預算結(jié)果：
采用節(jié)能變頻后，壓縮機每工作一小時，可以節(jié)電14-16度，節(jié)電率不低于20%；2#壓縮機每工作一小時，節(jié)電12-14度，節(jié)電率不低于19%。
這兩臺10立方壓縮機每天工作14小時，共節(jié)電量為：
?。?2+14）*14=364（度）
如果每年工作時間按150天計算，則每年可節(jié)電約電量為364*150=54600（度）
經(jīng)了解，目前電費資費為0.85元/度，則全年可節(jié)約電費為54600*0.85=46410元；
可見，每臺壓縮機平均每年節(jié)約電費在2.3萬元以上。
綜合考慮各種影響因素，例如工作時間、生產(chǎn)安排、設(shè)備狀態(tài)等，每臺壓縮機年接電費不低于1.8萬元。