工频压缩机改造螺旋阀案例
近期在某单位有寿力空压机LS20S-175HH一台产气量20m3/min。该机2014年开始运行,现运行10年,机组运行累计时间为47904小时,加载累计时间为31870小时,卸载时间为33%。白天机组95%以上处于加载状态,晚上加载时间为40%左右。10月11日-10月17日统计空压机运行156小时,加载61小时,卸载时间60%。白天用气大,晚上用气小。按照生产厂家寿力公司要求,空压机运行40000小时主机需返厂进行预防性维护保养。该单位空压机已超过保养时间,为了空压机安全、稳定运行,空压机主机建议返厂进行维护保养。
空压机如何适应变化较大的用气量
通常空压机用户总是根据用气量量大的工况来选定压缩机的容积流量。然而在使用过程中,总会因为种种原因要求改变压缩机的容积流量,以适应实际的运行工况。此外,从工作原理可知,属于容积式压缩机机械的螺杆压缩机的容积流量,不因背压的提高而自行降低。因此,若不做相应的有效调节,不但增加了功耗,在某些场合下还可能发生事故。所以必须设置调节控制机构,进行容积调节。
空压机改变产气量方式
目前,能改变空压机产气量的方式主要有:
1、通过改变螺杆转速来改变产气量,其方法通过改变电源频率完成,即加装变频器。
2、通过改变螺杆有效工作长度来改变产气量,其方法通过旁通腔体完成,即加装变容器
变频与变容比较
变频空压机:
优点:改变频率20Hz-70Hz,气量变化范围30%-100%,改变范围大,节能空间大。
缺点:成本高(增加变频器+更换专用变频电机)、变频器本身耗电、电源波动易造成变频器损坏。
变容器空压机:
优点:成本低、运行稳定、本身不耗能
缺点:调节产气量45%-100%,相对调节范围小些
方案一:改为变频器控制
1、在现有空压机外加装一台变频器,与原空压机进行连接,根据用气量大小,变频器改变电源频率来改变电机转速,产气量与之改变。减少卸载,以达到节能。
由于该单位原空压机为工频空压机,能改变频率范围受电机、主机的限制,变频范围37Hz-50Hz,产气量范围:74%-100%,若达到更大范围,需更换电机为变频电机,改变主机的变速箱等。
2、节能金额:
根据产气量范围:74%-100%,目前工况60%的卸载,加载时间40%,卸载功率72KW,每年开机时间按170天,电费0.7元/度计算:
每天卸载耗电量:(24X60%-24x34%)x72=449度电
每年节约金额:449X170x0.7=53431元
3、节能效果:
采用变频器,14个月可以收回成本。每年节约电费:5.34万元。
方案二:改为变容器控制
1、 现有空压机主机发回寿力公司主机中心进行主机交换,更换成变容主机,同时对主机进行维护保养,另外空压机加装控制变容器控制系统(含接头、气管、压力调节器、电磁阀、控制过滤器等),产气量调节范围:45%-100%,减少卸载,以达到节能。
2、节能金额:
根据产气量范围:45%-100%,目前工况60%的卸载,加载时间40%,卸载功率72KW,每年开机时间按170天,电费0.7元/度计算:
每天卸载耗电量:(24X60%-24X10%)X72=864度电
每年节约金额:864X170x0.7=102816万元
3、节能效果:
A、1年收回改造成本,
B、每年节约电费10万元,
C、相当于主机得到保养,主机增加5年保固。
与客户接洽完毕后使用方案二改造开始


改造完毕后
机组运行正常8天后,白天用气大,通过变容器调整,可以达到不卸载,晚用气太小,超过调节范围,有少部分时间卸载。
运行数据对比:

节能效果分析
按改造前工况60%的卸载,加载时间40%;改造后卸载18%,加载82%。卸载功率72KW,每年开机时间按170天,电费0.7元/度计算:
改造前卸载耗电量: 24X60%X170X72=176256度电
改造后卸载耗电量: 24X18%X170X72=52876度电
每年节约金额: (176256-52876)X 0.7=86366元
结论
空压机已运行188小时,运行平稳,各参数符合厂家设计要求。每年可节约电费8.6万余元,达到改造节能效果。
寿力控螺旋阀的作用
寿力螺旋阀就是压缩机中除压力调节器以外的调节控制机构。但有的机组不会配置螺旋阀,所以这个时候就需要对压缩机加装螺旋阀能很好地匹配所压缩的气量和耗气量,使用寿力螺旋阀后,部分负载时在保持压力恒定的情况下,对等产生用气现场所需要的空气量, 与进气节流方式或常规加载/卸载控制方式相比,其节能效果相当显著, 可节约17%的节能效果。
其节能基本原理是:压缩行程是成正比影响空压机效率的三大因素之一。通过螺旋控制阀的转动,依次打开或关闭压缩腔的旁通孔形成旁通,使压缩行程从该孔开始,不断地调整压缩行程从而不断地改变排气量,从而以机械变频的方式达到节能的目的。


