活塞式空壓機高壓同步電機的變頻節能改造

　　現有21萬(wàn)t/a的電解鋁產(chǎn)能，正常(normal)生產(chǎn)用的活塞(piston)式空壓機7臺，型號為D-100/10-a，其配套同步馬達型號：TK630-12/1430i3壓縮空氣(Basin air)主要滿(mǎn)足電解車(chē)間打、下料用風(fēng)需求及氧(Oxygen)化鋁濃相和超濃相的輸送(delivery)用風(fēng)需求在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程(guò chéng)中實(shí)行三班制進(jìn)行生產(chǎn)，每天的八點(diǎn)班和四點(diǎn)班氧化鋁進(jìn)行濃相輸送，零點(diǎn)班不進(jìn)行濃相輸送，因此總用氣量是變化的，需要隨生產(chǎn)實(shí)際調整壓力(pressure)，保證管網(wǎng)中的壓力在0.6~0.7MPal3經(jīng)常出現運行4臺空壓機，壓縮空氣壓力會(huì )低于0.6MPa；運行5臺空壓機，空氣壓力則高于0.7MPal3為確保正常生產(chǎn)，必須(have to)要始終運行5臺空壓機，就有一臺始終處于半卸荷狀態(tài)，空壓機的電能產(chǎn)生大量的浪費為了節能和便于調節空壓機供氣壓力，采取對一拖三的方式方法對空壓機的同步電機進(jìn)行變頻改造，以實(shí)現電動(dòng)(electric)機(Motor)的無(wú)級調速，使這臺空壓機在運轉中通過(guò)調整電動(dòng)機的轉速來(lái)調整壓縮空氣產(chǎn)量(Yield)，而其他空氣壓縮機(compressor)在運轉中都采用滿(mǎn)負荷(load)運行1變頻節能改造方案一拖三空壓機變頻改造方案如所示改造工程中的調速裝置采用額定電壓10k
　　V、額定功率解鋁設備管理(guǎn lǐ)磁選機是在產(chǎn)業(yè)界使用最廣泛的、通用性高的機種之一，適用于具有磁性差異物質(zhì)的分離除鐵器是一種能產(chǎn)生強大磁場(chǎng)吸引力的設備，它能夠將混雜在物料中鐵磁性雜質(zhì)清除，以保證輸送系統中的破碎機、研磨機等機械設備安全正常工作，同時(shí)可以有效地防止因大、長(cháng)鐵件劃裂輸送皮帶的事故發(fā)生，亦可顯著(zhù)提高原料品位磁選機廣泛應用于礦業(yè)、木材業(yè)、窯業(yè)、化學(xué)、食品等行業(yè)。昆山空壓機保養冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個(gè)轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個(gè)小時(shí)或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區，則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養好的可以延后，保養差的則需要提前。 
　　790kV
　　A、額定電流45A的HARSVERT-VS10/45型高壓變頻器（Variable-frequency Drive)旁路柜采用一拖三設置，利用高壓接觸器進(jìn)行旁路切換裝置由3個(gè)高壓接觸器KM1、KM2和KM3組成，要求KM1、KM2和KM3不能同時(shí)閉合，只能選擇(xuanze)運行一臺，在電氣(electric)上實(shí)現互鎖變頻運行時(shí)，QF閉合；工頻運行時(shí)，QF斷開(kāi)，仍然按照原來(lái)的工頻操作步驟進(jìn)行變頻調速裝置控制系統采用全數字微機控制，具有就地監控和遠方監控兩種控制方式3圖丨一拖三空壓機(compressor)變頻改造方案(fāng àn)1.1空壓機運行方式空壓機運行采用“4+1”的運行方式，即正常情況下4臺空壓機工頻運行，1臺變頻運行，變頻器的運行頻率設定在40~5OHz，通過(guò)調整(Adjustment)電機頻率改變電機轉速，來(lái)調整空壓機的供氣壓力1.2開(kāi)壞手動(dòng)調節方式正常變頻運行時(shí)，變頻器按照預設的邏輯向同步電機輸出電壓，同步電機啟動(dòng)13若臺同步電機變頻啟動(dòng)，運行到接近工頻狀態(tài)(status)時(shí)仍不能滿(mǎn)足生產(chǎn)(Produce)要求，m自動(dòng)(automatic)化應用變頻節能及軟起動(dòng)系統就需現場(chǎng)手動(dòng)開(kāi)啟另一臺電機工頻運行，然后調節變頻電機直至滿(mǎn)足工作即可；也可以手動(dòng)先將變頻空壓機斷開(kāi)切換至工頻，然后變頻再啟動(dòng)另一臺空壓機調頻1.3停機滅磁功能變頻停機時(shí)，從現場(chǎng)向變頻器下達“停機”命令，變頻器驅動(dòng)同步電機減速至停機頻率，然后停止輸出電壓最后在現場(chǎng)分斷斷路器QF，由其輔助觸點(diǎn)通知勵磁裝置滅磁，滅磁完成后關(guān)閉勵磁裝置電源1.4故障（fault）處理遇到故障時(shí)，變頻器在停止電壓輸出的同時(shí)，立即分斷斷路器QF，由其輔助觸點(diǎn)通知勵磁裝置立即滅磁131.5變頻的各種保護(bǎo hù )（2）變壓器允許過(guò)負荷能力符合IEC干式變壓器過(guò)負荷導則及相應國標要求（3）每個(gè)功率單元帶三相輸入熔斷器保護13（4）變頻裝置有過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、缺相、變頻器過(guò)載、變頻器過(guò)熱、電機過(guò)載等保護功能過(guò)載保護：電機額定電流的120%，每lOmin允許1min，超過(guò)則保護13過(guò)流保護：變頻器輸出電流超過(guò)電機額定電流的過(guò)壓保護：檢測每個(gè)功率模塊的直流母線(xiàn)電壓，如果超過(guò)額定電壓的115%，則變頻器保護，實(shí)際上包括了對電網(wǎng)電壓正向波動(dòng)的保護13欠壓保護：檢測每個(gè)功率模塊的直流母線(xiàn)電壓，如果低于欠壓保護定值，則變頻器保護，實(shí)際上包括了對電網(wǎng)電壓負向波動(dòng)的保護13過(guò)熱保護：在變頻調速系統柜體內設置溫度檢測，當環(huán)境(environment)溫度超過(guò)預先設置的值時(shí)，發(fā)報警(Call the police)信號；另外，在主要的發(fā)熱(fever)元件，即整流變壓器和電力電子功率器件上放置溫度檢測，一旦超過(guò)極限溫度（變壓器130°
　　C、功率器件80°C），則保護(bǎo hù )缺相保護：設置在每個(gè)功率模塊上，當變頻器輸入側掉相，系統發(fā)出報警信號，并保護；功率模塊的保險熔芯熔斷缺相時(shí)，系統發(fā)出報警信號光纖(Fiber)故障保護：當控制器與功率模塊之間的連接光纖出現故障時(shí)，發(fā)出報警信號并保護13（5）在中文用戶(hù)界面上指定故障確切位置，便于用戶(hù)采取應對措施（6）變頻裝置有隔離(isolation)變壓器（Transformer）溫度（temperature)過(guò)熱保護（7）變頻器上口的開(kāi)關(guān)柜必須按照8~10倍額定電流(Electron flow)設置速斷保護值，確保躲過(guò)激磁涌流2節能分析及改造效果從2009年11月20日變頻器安裝(installation)改造結束投用這個(gè)階段來(lái)看，運行效果良好：（1）節電根據風(fēng)機水泵（water pump）調速節能原理，電機頻率(frequency)為40Hz時(shí)，電機轉速(Rotating speed)為400i./min，節能空壓機運行過(guò)程(guò chéng)中，電機頻率始終保持在40~ 50Hz，同步電機轉速在400~500i7min之間，經(jīng)實(shí)際電度計量，同比節電約35%13（2）提高網(wǎng)側功率因數原電機直接由工頻驅動(dòng)，滿(mǎn)載時(shí)功率因數為0.85~0.92，實(shí)際運行功率因數遠低于額定值采用高壓變頻調速系統后，電源側的功率因數可提高到0.95以上，大大減少無(wú)功功率的吸收，進(jìn)一步節約上游設備的運行費用（3）降低設備運行與維護費用采用變頻調速后，通過(guò)調節電機轉速實(shí)現節能；轉速降低，空壓機曲軸前后支撐軸承(bearing)磨損（零部件失效的一種基本類(lèi)型）較前減輕，維護周期、設備運轉壽命延長(cháng)；空壓機進(jìn)排氣(Exhaust)閥動(dòng)作次數減少，延長(cháng)了其使用的時(shí)長(cháng)使用變頻器過(guò)程中，只需定期對變頻器除塵，不用停機，保證了生產(chǎn)(Produce)的連續性從實(shí)際改造情況看，采用變頻調速后，運行與維護費用大大降低（4）軟啟動(dòng)(start up)功能采用高壓變頻改造后，電機實(shí)現軟啟軟停，啟動(dòng)電流不超過(guò)電機額定電流的1.4倍，對電網(wǎng)無(wú)任何沖擊，電機使用壽命延長(cháng)在整個(gè)運行范圍(fàn wéi)內，電機可保證運行平穩，損耗較小，溫升正常，無(wú)任何異常振動(dòng)和噪音13（5）增加了電機的保護功能與原來(lái)舊系統相比較，變頻器具有過(guò)流、短路（電流不經(jīng)用電器，直接連電源兩極）、過(guò)壓、欠壓、缺相、溫升等多項保護功能（6）增強系統運行的可靠性13高壓變頻調速系統適應電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強，電網(wǎng)電壓在-35%~+15%之間波動(dòng)，系統均可正常運行3結語(yǔ)空壓機高壓電機變頻節能改造項目實(shí)施完成，實(shí)現了電機節能35%，同時(shí)降低了設備故障率，延長(cháng)了空壓機的檢修周期變頻器設有工頻、變頻手動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)，以便在變頻故障時(shí)可以手動(dòng)切換到工頻狀態(tài)運行，并且工頻和變頻有互鎖裝置13