برنامج تحديث ضاغط الهواء الموفر للطاقة عن طريق تحويل التردد Solution

I. مقدمة موجزة لمبدأ عمل ضاغط الهواء

يدور زوج من دوارات يين ويانغ (أو براغي) متوازية مع بعضها البعض في الأسطوانة، بحيث يستمر الهواء بين أسنان الدوار في إحداث تغييرات دورية في الحجم، ويتم نقل الهواء على طول محور الدوار من جانب الشفط إلى جانب التسليم، لتحقيق العملية الكاملة للشفط والضغط والعادم لضاغط الهواء اللولبي. يقع مدخل ومخرج الهواء لضاغط الهواء على التوالي في كلا طرفي الغلاف، ويتم تدوير فتحة دوار يين وأسنان دوار يانغ بواسطة محرك المحرك الرئيسي. تبلغ قوة المحرك الرئيسي لضاغط الهواء الأصلي 45 كيلو وات، بإجمالي ثلاث وحدات. وضع التشغيل: يتبنى وضع التشغيل لإزالة الضغط △-Y ثم يعمل بضغط كامل. إجراءات التشغيل المحددة: بعد الضغط على زر البدء، يقوم نظام التحكم بتشغيل ملف التشغيل ويفتح مصيدة الزيت. يبدأ ضاغط الهواء في وضع التفريغ، حيث يكون صمام السحب في وضع مغلق وصمام التهوية مفتوح لتصريف الضغط في فاصل الزيت والغاز. وبعد التخفيض لمدة ثانيتين، يبدأ ضاغط الهواء في العمل بالحمل ويبدأ ضغط النظام في الارتفاع. إذا لم يكن ضغط ضاغط الهواء كافياً، فيرجى تشغيل ضاغط الهواء الثاني، وإذا كان ضغط ضاغط الهواء الثاني لا يزال غير كافٍ، فيرجى تشغيل الثالث. إذا ارتفع ضغط النظام إلى الحد الأعلى لمفتاح الضغط، أي ضغط الإقلاع، يغلق المتحكم الصمام، وينفصل الزيت والغاز وينفجر الغاز. يعمل ضاغط الهواء بدون حمل حتى ينخفض ​​ضغط النظام إلى ما دون الحد الأدنى لمفتاح الضغط، أي ضغط الارتداد. يفتح المتحكم صمام السحب، ويغلق صمام التهوية لفاصل الزيت والغاز. يتم فتح ضاغط الهواء، ويغلق صمام التهوية لفاصل الزيت والغاز. يعمل ضاغط الهواء بحمل كامل. 

II. المشاكل الموجودة في النظام الأصلي

1. على الرغم من أن المحرك الرئيسي يتبنى وضع بدء الضغط △-Y، إلا أن التيار لا يزال كبيرًا عند بدء التشغيل، مما يؤثر على استقرار الشبكة وسلامة تشغيل المعدات الكهربائية الأخرى.

2. غالبًا ما يعمل المحرك الرئيسي بدون تحميل، مما يؤدي إلى إهدار كبير للطاقة.

3. يؤدي تشغيل المحرك الرئيسي بتردد الطاقة إلى ضوضاء كبيرة في تشغيل ضاغط الهواء.

4. يعمل المحرك الرئيسي بتردد الطاقة، مما يؤدي إلى تأثير كبير على المعدات وتآكل ميكانيكي كبير للمحرك، مما يؤدي إلى كمية كبيرة من أعمال الصيانة الميكانيكية الكبيرة.

III. برنامج تحديث تحويل التردد

1. مبدأ برنامج التحديث

يعمل نظام التحكم في الحلقة المغلقة للضغط المكون من عاكس التردد وناقل الضغط والمحرك والدوار الحلزوني على ضبط سرعة المحرك تلقائيًا، بحيث يستقر ضغط الهواء داخل الخزان ضمن النطاق المحدد لتحقيق التحكم المستمر في الضغط. تتم مقارنة ضغط التغذية الراجعة بالضغط المحدد للتحكم في خرج عاكس التردد في الوقت الفعلي لضبط سرعة المحرك بحيث يمكن تثبيت ضغط الهواء في الخزان عند الضغط المحدد.

2. مبادئ تصميم برنامج التحديث لتحويل التردد

وفقًا للمشاكل الموجودة في حالة العمل الأصلية وبالاقتران مع متطلبات عملية الإنتاج، فإن نظام ضاغط الهواء بعد التحديث لتحويل التردد له الوظائف التالية:

(1) يكون خرج الخزان مستقرًا عندما يتم تشغيل المحرك بواسطة عاكس التردد، ولا يمكن أن يتجاوز نطاق تقلب الضغط ± 0.02 ميجا باسكال؛

(2) يجب أن يحتوي النظام على مجموعتين من حلقات التحكم بما في ذلك التردد المتغير وتردد الطاقة؛

(3) يحتوي النظام على مجموعتين من حلقات التحكم بما في ذلك الحلقة المفتوحة والحلقة المغلقة؛

(4) يمكن لمحول ضاغط الهواء التحكم في ثلاث قطع من ضاغط الهواء؛

(5) وفقًا لمتطلبات ظروف تشغيل ضاغط الهواء، يجب أن يضمن النظام أن المحرك يتمتع بخصائص تشغيل عزم دوران ثابت؛

(6) لمنع تداخل الموجة غير الجيبية في وحدة تحكم ضاغط الهواء، يجب أن يكون لمدخل محول التردد تدابير فعالة لقمع التداخل الكهرومغناطيسي؛

(7) في حالة وجود كمية صغيرة من الغاز، لا تتجاوز درجة حرارة لف المحرك وضوضاء المحرك النطاق المسموح به عندما يعمل محول التردد بتردد منخفض.

(8) مع الأخذ في الاعتبار مشكلة التوسع المستقبلية للنظام، يتم اختيار محول تردد 55 كيلو وات لتلبية متطلبات التوسع المستقبلي؛

3. تصحيح أخطاء النظام

Debugging work is divided into two parts:

Firstly, preset frequency converter parameters according to the process requirements, motor parameters and load characteristics.

Secondly, the system linkage debugging.

Conduct system linkage debugging after the completion of setting parameters and running without load of the frequency inverter.

(1) Connect the drive to the system.

(2) Conduct the running of power frequency loop mode.

(3) Conduct the running of the frequency conversion loop mode, including two parts debugging of open-loop and closed-loop control:

Open loop: mainly observe frequency rising situation of the frequency inverter. Whether operation sound of the equipment is normal? Whether the pressure rising of the air compressor is stable? Whether the pressure transformer display is normal? Whether the equipment is shut down properly, etc? If everything is normal, you can perform closed-loop debugging.

Closed loop: mainly achieve that frequency rising speed and falling speed of the frequency inverter match with pressure movements of air compressor. Do not produce pressure oscillations. Besides, carefully observe the mechanical resonance point and skip those frequencies near resonance point.

IV. Benefit of Frequency Conversion Retrofit of Air Compressor;

1. Save energy

Compared with traditional compressors, the energy saving of compressors driven by frequency inverter is the most practical. Adjust the compressor output according to air demand.

2. Lower operating costs

The operating costs of traditional compressors consist of three items: initial procurement costs, maintenance costs and energy costs. Energy costs account for about 70% of the total cost. By reducing energy costs by more than 30%, coupled with reduced impact on equipment after the start of frequency inverter and thus reduced maintenance times, the operating costs will be greatly reduced.

3. Improve the accuracy of pressure control

The frequency conversion control system has precise pressure control capability, so the air pressure output of compressor matches with the gas amount required for user's air system. The output gas’s amount of compressor controlled by frequency inverter changes with speed of the motor.

As the frequency control electromechanical speed accuracy increases, it can make the pipe network system pressure changes remain within the required range, which effectively improves the quality of air supply.

4. Extend the service life of the compressor

The drive starts the compressor from OHZ and its start-up acceleration time can be adjusted, which reduces the impact on the electrical components and mechanical components of air compressor when motor starts and enhances the reliability of the system, so that the service life of the compressor is extended. In addition, the frequency conversion control can reduce current fluctuation that will will affect the power grid and the electricity of other equipment when the unit starts. The frequency inverter can effectively reduce the peak of the starting current to a minimum.

5. Lower air compressor noise. According to the compressor operating conditions, after frequency adjustment and transformation, the motor speed significantly slows down, which effectively reduces the running noise of air compressor. Compared with the original system, the noise drops by about 3 to 7 dB according to the past experience.

V. Equipment Investment

ملاحظة خاصة:

1. تحتوي خزانة التحكم على عاكس تردد VEICHI AC70-T3-55K؛

2. نظام التحكم هو نظام التحكم الأساسي لضاغط الهواء. وهو يعتمد على عاكس تردد VEICHI AC70K من سلسلة محرك VFD واحد وثلاثة أوضاع تحكم للمحركات، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة الاستثمار. الاستثمار ميسور التكلفة والتأثير كبير. عند استخدام النظام في أنواع مختلفة من أنظمة التحكم في السرعة، يمكن أن يصل توفير الطاقة إلى 20-50% ويمكن أن يصل عمومًا إلى الحد الأعلى دون تأثير عوامل أخرى.

VI. فترة الاسترداد

1. توفير الكهرباء لضاغط الهواء

خذ مروحة 45 كيلو وات تعمل بتردد 40 هرتز كـ مثال: عند التشغيل عند 80% من سرعة التشغيل، استهلاك طاقة عمود المحرك: Pz=0.83Pn=0.512Pn. كما هو معروف، هناك 12 شهرًا في السنة، و30 يومًا في الشهر و24 ساعة في اليوم. بعد النظر في جميع أنواع الخسائر، وافتراض أن توفير الطاقة يمثل 30% من الكهرباء: W = 45*12*30*24*30% = 116640 كيلو وات في الساعة، وافتراض 0.5 يوان صيني لكل كيلو وات في الساعة، فإن توفير الكهرباء السنوي: 116640*30.5 = 58320 يوان صيني.

2. توفير تكاليف الصيانة؛

3. دورة عائد الاستثمار = 12 (شهر) * 41500/58320 = 12 ÷ 152% = 8.5 (شهر). يمكن أن تصل مدة خدمة محولات التردد إلى أكثر من 10 سنوات. إذا أخذنا بعين الاعتبار توفير الطاقة للمحرك فقط، فإن الأمر يستغرق حوالي 8 أشهر لاسترداد كل الاستثمار، وهو ما يعني "استثمار واحد، وفائدة طويلة الأجل". إن تقنية التحكم في سرعة تحويل التردد هي تقنية جديدة لها تأثير مثالي في توفير الطاقة في مجال سحب المحرك. ويمكنها تعزيز التقدم التكنولوجي للمؤسسات بشكل قوي وتحسين الفوائد الشاملة للمؤسسات.