一、空氣壓縮機系統(tǒng)工作原理簡述
1.1.空氣壓縮機系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)況
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)常需要一定壓力的壓縮空氣。如電子、塑膠、五金、化工、木材、紡織、制藥、造紙以及大量需要氣動的系統(tǒng),因此這些行業(yè)都安裝了空氣壓縮機。功率范圍從7.5KW到280KW。此設(shè)備在運行中消耗大量的電能,使生產(chǎn)成本上升,且噪聲巨大,經(jīng)常需要設(shè)備維護。因此,壓縮機節(jié)電改造勢在必行。
1.2.螺桿式空氣壓縮機系統(tǒng)工作原理
螺桿式單級壓縮空壓機,其工作原理是由一對相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動,使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化,空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至壓出側(cè),實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程??諌簷C的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉(zhuǎn)子與陽轉(zhuǎn)子被主電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
一般空壓機的運行方式為星-角減壓起動后全壓運行,具體操作程序為:按下啟動按鈕,控制系統(tǒng)接通啟動器線圈并打開斷油閥,空壓機在卸載狀態(tài)下啟動,這時進氣閥處于關(guān)閉位置,而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓啟動后空壓機開始加載運行,系統(tǒng)壓力開始上升。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開關(guān)上限值,即起跳壓力,控制器使進氣閥關(guān)閉,油氣分離器放氣,壓縮機空載運行,直到系統(tǒng)壓力跌到壓力開關(guān)下限值后,即回跳壓力下,控制器使進氣閥打開,油氣分離器放氣閥關(guān)閉,壓縮機滿載運行。
二、傳統(tǒng)的空氣壓縮機系統(tǒng)運行狀況
存在以下不合理現(xiàn)象
2.1. 主電機雖然星-角減壓起動,但起動時的電流仍是額定電流的5-6倍,不但浪費能源而且會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運行。如果用氣量變化越大,空壓機起停越頻繁,對電網(wǎng)和設(shè)備運行損壞越大。
2.2. 空氣壓縮機供氣壓力調(diào)節(jié)方式為上限壓力值與下限壓力值之差來控制,空壓機工作流程如下:空壓機投入運行后,即以額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),給儲氣罐充氣,當儲氣罐氣壓達到上限壓力值時,空壓機的放氣閥卸載,停止加壓,轉(zhuǎn)入空載運行,但空壓機電機仍保持額定轉(zhuǎn)速, 白白消耗電能的卸載運行;當儲氣罐氣壓低于下限壓力值時,空壓機的放氣閥吸合加載,再次以額定轉(zhuǎn)速給儲氣罐加壓,直到儲氣壓力達到上限壓力而卸載,又轉(zhuǎn)入空載運行,如此循環(huán),空壓機一直處于兩種運行狀態(tài):一種是做有用功的滿載運行,另一種是做無用功、白白消耗電能的卸載運行。在空壓機的整個運行時間中,電能浪費非常嚴重。
2.3. 主電機工頻起動和運行時,空壓機運行時噪音很大,電機軸承的磨損也大,所以設(shè)備維護工作量大,而且維護費用高。
三、空氣壓縮機系統(tǒng)節(jié)能原理
空氣壓縮系統(tǒng)恒壓供氣原理
空氣壓縮主機、儲氣罐、供氣管網(wǎng)、組成一套具有一定能量的供氣系統(tǒng),在空氣壓縮機供氣系統(tǒng)的中,用氣設(shè)備靠壓縮的氣體提供動力工作,一般用氣設(shè)備在6.5KG就能滿足使用,為了控制空氣壓縮系統(tǒng)主機頻繁啟?;蝾l繁加卸載,通常設(shè)定上限壓力8KG,來減少主電機對電網(wǎng)的沖擊次數(shù)和頻繁加卸載對管網(wǎng)的壓力影響次數(shù)。
由分析可知,管網(wǎng)供氣壓力大小與空氣壓縮系統(tǒng)的供氣能力和用戶的設(shè)備用氣量有關(guān),供氣量(Qg)與用氣量(Qu)平衡如下:
當供氣能力Qg大于需氣量(Qu),則壓力(P)上升
當供氣能力Qg小于需氣量(Qu),則壓力(P)下降
當供氣能力Qg等于需氣量(Qu),則壓力(P)不變
從以上分析式可以看出,供氣量與需氣量之間的矛盾可在管網(wǎng)的壓力變化上體現(xiàn)出來,管網(wǎng)壓力可以作為控制供氣量與需氣量平衡的參變量,也就是說只要保證空氣壓縮系統(tǒng)管網(wǎng)壓力不變,也就能保證該供氣量與需氣量之間處于平衡。