空气压缩机的种类有很多，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。该供气方式虽然原理简单、操作方便，但存在耗电量高、进气阀易损坏、供气压力不稳定等问题。传统空压机供气系统电能浪费分析1、传统空压机的工作状态主要有两种：一种是加载状态，另一种是空载状态。

 

(1)加载时的电能消耗

 

        加载状态时，在压力达到最小值后，原控制方式决定其压力会继续上升直到最大压力值。在加压过程中,一定要向外界释放更多的热量，从而导致电能损失。另一方面，高于压力最大值的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样是一个耗能过程。

 

(2)卸载时电能的消耗

 

        空载状态时，当压力达到压力最大值时，压缩机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。据测算，空气压缩机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%～25%,这还是在卸载时间所占比例不大的情况下。换言之，该压缩机20%左右的时间处于空载状态，在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下，空气压缩机电机存在很大的节能空间。

 

2、传统压缩机压力控制是上下限控制，首先根据生产设备的最低压力要求，设定空压机输出压力的下限，也就是空压机开始加载的压力；再在最低压力上加1帕左右，作为压缩机输出压力的上限，即开始卸载的压力。空压机的输出工作压力将在上下限之间波动。空压机的功率消耗和输出压力成正比，输出的压力越高消耗的功率也越大。从输出压力的下限到上限的1帕的压差将多消耗总功率的7-10%。

 

3、传统压缩机供气系统中，如果有多台空压机同时运行，每台空压机的输出压力都将随着管网的压力波动在上下限间波动，所以每台机都多消耗7-10%的额定功率。

 

4、传统压缩机供气系统中运行参数的设定不同也会造成空压机用电量的不同，必须根据用气工况进行设定，才能达到最经济的运行效果。

 

5、传统压缩机供气系统由于电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，浪费电能。经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力。
 

1、原供气系统介绍

 

        以改造过寿力的二台空气压缩机为例，原空压机供气系统采用两台空气压缩机工频供电运行。下限压力为0.5MPa，上限压力为0.7MPa。跟据生产情况白天两台同时运行，晚上一台运行。一般工作情况为工作20分钟后压力达到上限0.7MPa，停机5-7分钟后压力下降到下限0.5MPa。然后又重新启动，如此循环工作。存在问题是由于工作空气压缩机是用工频供电运行，电机的频繁起停，对电机损害特别大，容易加速电机的老化。

 

        另外，长期大气压供给很容易造成气管爆裂，后来客户为了不让电机经常启动停止直接把卸压排空阀压力调至0.5MPa，这样电机始终处于满负荷运行，同时也浪费了很大一部分电能，降低了设备使用寿命。根据实地观察，空气压缩机上限设定压力为0.7MPa，下限为0.5MPa，而我们实际满足工作用气压力为0.5MPa，因而必须实行恒压供气，均衡空气压缩机工作运行，以达到节能目的。

 

2、变频恒压供气系统框图

 

变频空气压缩机工作流程如图所示：

        针对压缩机系统供气控制方式存在的诸多问题，我们对二台空压机同时增加两台变频调速器进行恒压供气控制。使用一台160kW通用型变频器和一台110kW通用型变频器，增加一台PLC、一个触摸屏，一个A/D转换模块，对该供气系统进行节能改造。

 

        根据要求，我们设计了一套实用性很强的方案，我们把空气压缩机供气系统的储气罐压力作为控制对象，用压力变送器SP采集储气罐的压力P转变为电信号送给PLC自整定控制仪，与触摸屏的压力设定值SV作比较，并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信号送变频器，通过变频装置来控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力P始终接近设定压力值SV。通过变频器、压力传感器与PID自整定控制仪的有机结合，构成供气闭环自动控制系统，自动调节空气压缩机的输出压力。使每台空压机的利用率均等，增加系统、管道压力的稳定性和可靠性，方便技术员控制和维护。