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1、 1、吸氣過程:螺桿式的進氣側吸氣口,必須設計得使壓縮室可以充分吸氣,而螺桿式壓縮機并無進氣與排氣閥組,進氣只靠一調節閥的開啟、關閉調節,當轉子轉動時,主副轉子的齒溝空間在轉至進氣端壁開口時,其空間最大,此時轉子的齒溝空間與進氣口之自由空氣相通,因在排氣時齒溝之空氣被全數排出,排氣結束時,齒溝乃處于真空狀態,當轉到進氣口時,外界空氣即被吸入,沿軸向流入主副轉子的齒溝內。當空氣充滿整個齒溝時,轉子之進氣側端面轉離了機殼之進氣口,在齒溝間的空氣即被封閉,以上為,進氣過程。2、封閉及輸送過程:主副兩轉子在吸氣結束時,其主副轉子齒峰會與機殼閉封,此時空氣在齒溝內閉封不再外流,即封閉過程。兩轉子繼續轉動

2、,其齒峰與齒溝在吸氣端吻合,吻合面逐漸向排氣端移動,此即輸送過程。3、壓縮及噴油過程:在輸送過程中,嚙合面逐漸向排氣端移動,亦即嚙合面與排氣口間的齒溝間漸漸減小,齒溝內之氣體逐漸被壓縮,壓力提高,此即壓縮過程。而壓縮同時潤滑油亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內與室氣混合。 4、排氣過程:當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣相通時,此時壓縮氣體之壓力最高被壓縮之氣體開始排出,直至齒峰與齒溝的嚙合面移至排氣端面,此時兩轉子嚙合面與機殼排氣口這齒溝空間為零,即完成排氣過程,在此同時轉子嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又到達最長,其吸氣過程又在進行。空壓機概況空壓機,全名為空氣壓縮機,是一種工礦企業中最常用的空

3、氣動力提供設備。通常,空壓機分為螺桿式空壓機、活塞式空壓機等。 *螺桿式空壓機工作原理螺桿式空壓機是由一對相互平行嚙合的陰陽轉子或稱螺桿在氣缸內轉動,使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化,空氣那么沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側,實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉子的槽和陽轉子的齒被主電機驅動而旋轉。*活塞式空壓機工作原理活塞式空壓機是由電動機帶動皮帶輪通過聯軸器直接驅動曲軸,帶動連桿與活塞桿,使活塞在壓縮機氣缸內作往復運動,完成吸入、壓縮、排出等過程,將無壓或低壓氣體升壓,并輸出到儲壓罐內。其中,活塞組件,活塞與汽缸內壁及汽缸

4、蓋構成容積可變的工作腔,在曲柄連桿帶動下,在汽缸內作往復運動以實現汽缸內氣體的壓縮。空壓機系統控制空壓機主電機運行方式為星-角降壓起動后全壓運行,供氣系統具體工作流程為:當按下啟動按鈕,控制系統接通啟動器線圈并翻開斷油閥,空壓機在卸載模式下啟動,這時進氣閥處于關閉位置,而放氣閥翻開以排放油氣別離器內的壓力。等降壓n秒由時間繼電器控制后空壓機開始加載運行,系統壓力開始上升。如果系統壓力上升到壓力開關上限值,即起跳壓力,控制器使進氣閥關閉,油氣別離器放氣,壓縮機空載運行,直到系統壓力降到壓力開關下限值后,即回跳壓力下,控制器使進氣閥翻開,油氣別離器放氣閥關閉,壓縮機翻開,油氣別離器放氣閥關閉,壓縮

5、機滿載運行。空壓機系統節能分析在管道供氣系統中,最根本的控制對象是流量,供氣系統的根本任務就是要滿足用戶對流量的需求。目前,常見的氣體流量控制方式有加、卸載供氣控制方式和轉速控制方式兩種。*加、卸載供氣控制加、卸載供氣控制方式即為進氣閥開關控制方式,即壓力到達上限時關閥,壓縮機進人輕載運行;壓力抵達下限時開閥,壓縮機進入滿載運行。由于空壓機不能排除在滿負荷狀態下長時間運行的可能性,所以只能按最大需要來決定電動機的容量,設計余量一般偏大。工頻起動設備時的沖擊大,電機軸承的磨損大,所以設備維護量大。雖然都是降壓啟動,但起動時的電流仍然很大,會影響電網的穩定及其它用電設備的運行平安,而且大多數是連續

6、運行,由于一般空氣壓縮機的拖動電機本身不能調速,因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實現降速調節輸出功率的匹配,電機不允許頻繁啟動,導致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行,電能浪費巨大。經常卸載和加載導致整個氣網壓力經常變化,不能保持恒定的工作壓力延長壓縮機的使用壽命。空壓機的有些調節方式如調節閥門或調節卸載等方式即使在需要流量較小的情況下,由于電機轉速不變,電機功率下降幅度比擬小。*轉速控制即通過改變空壓機的轉速來調節流量,而閥門的開度保持不變一般保持最大開度。當空壓機轉速改變時,供氣系統的揚程特性隨之改變,而管阻特性不變。在這種控制方式下,通過變頻調速技術改變空壓機電機的轉速,空壓機的供氣

7、流量可隨著用氣流量的改變而改變,到達真正的供需平衡,在節能的同時,也可使整個系統到達最正確工作效率。變頻器基于交一直一交電源變換原理,可根據控制對象的需要輸出頻率連續可調的交流電壓。電動機轉速與電源頻率成正比,因此,用變頻器輸出頻率可調的交流電壓作為空壓機電動機的電源電壓,可方便地改變空壓機的轉速。空壓機系統節能原理采用變頻器控制空壓機的轉速以到達節能是一種較為科學的控制方法。根據空壓機運行特性知:Q1 / Q2 = n1 / n2H1 / H2 = n1 / n22P1 / P2 = n1 / n23式中 Q空壓機供給管網風量;H管網壓力;P電機消耗功率;n空壓機轉速。由上式可知,當電機轉速

8、降至額定轉速的80%,那么空壓機供給管網風量降為80%,管網壓力降為80%2,電機消耗功率那么降為80%3,即51.2%,去除電機機械損耗和電機銅、鐵損耗等影響,節能效率也接近40%,這就是調速節能的原理所在。長期實踐證明,在供氣系統中接入變頻節能系統,利用變頻技術改變空壓機轉速來調節管道中的流量,以取代閥門調節方式,能取得明顯的節能效果,一般節電率都在30以上。另外,變頻器的軟啟動功能及平滑調速的特點可實現對流量的平穩調節,同時減少啟動沖擊并延長機組及管組的使用壽命。空壓機變頻改造方案*空壓機變頻改造考前須知1空壓機是大轉動慣量負載,這種啟動特點就很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動時出現

9、跳過流保護的情況,建議選用具有高啟動轉矩的無速度傳感器矢量變頻器,保證即能實現恒壓供氣連續性,又保證設備可靠穩定的運行;2空壓機不允許長時間在低頻下運行,當空壓機的轉速過低,一方面將使空壓機的工作穩定性變差,另一方面也使缸體的潤滑變差,會加快磨損。所以工作的下限頻率應不低于20Hz;3為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分量,減小因高次諧波引起的電磁干擾,建議選用輸出交流電抗器,還可以減小電機運行噪音和溫升,提高電動機的穩定性。*恒壓供氣節能原理如上所述,流量是供氣系統的根本控制對象,供氣流量需要隨時滿足用氣流量。在供氣系統中,儲氣管中的氣壓能夠充分反映供氣能力與用氣需求之間的關系:假設 供

10、氣流量 > 用氣流量 儲氣管氣壓上升假設 供氣流量 < 用氣流量 儲氣管氣壓下降假設 供氣流量 = 用氣流量 儲氣管氣壓不變所以,保持管道中的氣壓恒定,就可保證該處供氣能力恰好滿足用氣需求,這就是恒壓供氣系統所要到達的目的。空氣壓縮機采用變頻調速技術進行恒壓供氣控制時,系統原理框圖如圖1所示。變頻調速系統將管網壓力作為控制對象,裝在儲氣管出氣口的壓力變送器將儲氣罐的壓力轉變為電信號送給變頻器內部的PID調節器,與壓力給定值進行比擬,并根據差值的大小按既定的PID控制模式進行運算,產生控制信號去控制變頻器的輸出電壓和逆變頻率,調整電動機的轉速,從而使實際壓力始終維持在給定壓力。另外,

11、采用該方案后,空氣壓縮機電動機從靜止到穩定轉速可由變頻器實現軟啟動,防止了啟動時的大電流和啟動給空氣壓縮機帶來的機械沖擊。正常情況下,空氣壓縮機在變頻器調速控制方式下工作。變頻器一旦出現故障,生產工藝不允許空氣壓縮機停機,因此,系統設置了工頻與變頻切換功能,這樣當變頻器出現故障時,可由工頻電源通過接觸器直接供電,使空氣壓縮機照常工作。整個控制過程如下:用氣需求 管路氣壓 壓力設定值與返饋值的差值 PID輸出 變頻器輸出頻率 空壓機電機轉速 供氣流量 管路氣壓趨于穩定特別注意,在壓力容差范圍內,變頻器的PID不調節,即保持輸出頻率不變。圖3 空壓機變頻電氣控制圖如圖3,空壓機電機的電路上安裝了“市電、“節電接觸器,這樣可以有“市電運行與“節電運行兩種工作模式選擇:市電運行模式下,變頻器不工作,整套系統按原有方式手動起停、工頻運行;節電運行模式下,空壓機由變頻器直接拖動,系統根據用氣量的變化,自動調節空壓機的電機轉速,使得儲氣罐始終保持恒定壓力的

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