恒压供气变频节能控制方案 一、 敝司简介 深圳市英威腾电气有限公司是以变频器及相关电力电子产品为主导, 集研发、制造与销售为一体的高科技企业。公司依托近十年在技术和市场方面的积累，于2002年4月整合后取得迅猛发展，年平均增长超过100%，跻身国内行业十强，被深圳市政府评为“高新技术企业”和“软件企业”。 “众诚德厚，业精志远”是英威腾人信守的经营理念；以诚立业，以德立人是我们的价值取向；团结合作，宽以待人是我们处事的准则；精益求精，不断创新是我们对产品永恒的追求；立足传动领域，将“INVT”打造成为国际化品牌是我们的目标和使命。 英威腾公司始终以“提供最优化的产品”作为对顾客的承诺,诚信互利，共同发展作为与合作伙伴达成双赢的基础。 二、 供气系统节能分析 在管道供气系统中，最基本的控制对象是流量，供气系统的基本任务就是要满足用户对流量的需求。目前，常见的气体流量控制方式有加、卸载供气控制方式和转速控制方式两种。 1. 加、卸载供气控制 加、卸载供气控制方式即为进气阀开关控制方式，即压力达到上限时关阀，压缩机进人轻载运行；压力抵达下限时开阀，压缩机进人满载运行。 这种频繁地加减负荷过程，不仅使供气压力波动，而且使空气压缩机的负荷状态频繁地变换。由于设计时压缩机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需求来选择电动机的容量，故选择的电动机容量一般较大。在实际运行中，轻载运行的时间往往所占的比例是非常高的，这就造成巨大的能源浪费。 2. 转速控制 即通过改变空压机的转速来调节流量，而阀门的开度保持不变（一般保持最大开度）。当空压机转速改变时，供气系统的扬程特性随之改变，而管阻特性不变。 在这种控制方式下，通过变频调速技术改变空压机电机的转速，空压机的供气流量可随着用气流量的改变而改变，达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使整个系统达到最佳工作效率。变频器基于交一直一交电源变换原理，可根据控制对象的需要输出频率连续可调的交流电压。电动机转速与电源频率成正比，因此，用变频器输出频率可调的交流电压作为空压机电动机的电源电压，可方便地改变空压机的转速。 3. 节能原理 采用变频器控制空压机的转速以达到节能是一种较为科学的控制方法。根据空压机运行特性知 Q1 / Q2 = n1 / n2 H1 / H2 =（ n1 / n2）2 P1 / P2 =（ n1 / n2）3 式中 Q———空压机供给管网风量； H———管网压力； P———电机消耗功率； n———空压机转速。 由上式可知，当电机转速降至额定转速的80%，则空压机供给管网风量降为80%，管网压力降为（80%）2，电机消耗功率则降为（80%）3，即51.2%，去除电机机械损耗和电机铜、铁损耗等影响，节能效率也接近40%，这就是调速节能的原理所在。 敝司长期实践证明，在供气系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变空压机转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节方式，能取得明显的节能效果，一般节电率都在30％以上。另外，变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节，同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。 三、恒压供气节能方案 如上所述，流量是供气系统的基本控制对象，供气流量需要随时满足用气流量。在供气系统中，储气管中的气压能够充分反映供气能力与用气需求之间的关系： 若 供气流量 > 用气流量 → 储气管气压上升↑ 若 供气流量 < 用气流量 → 储气管气压下降↓ 若 供气流量 = 用气流量 → 储气管气压不变 所以,保持管道中的气压恒定，就可保证该处供气能力恰好满足用气需求，这就是恒压供气系统所要达到的目的。  恒压供气系统框图 空气压缩机采用变频调速技术进行恒压供气控制时，系统原理框图如图1所示。 变频调速系统将管网压力作为控制对象，压力变送器将储气罐的压力转变为电信号送给变频器内部的PID调节器，与压力给定值进行比较，并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信号去控制变频器的输出电压和逆变频率，调整电动机的转速，从而使实际压力始终维持在给定压力。另外，采用该方案后，空气压缩机电动机从静止到稳定转速可由变频器实现软启动，避免了启动时的大电流和启动给空气压缩机带来的机械冲击。正常情况下，空气压缩机在变频器调速控制方式下工作。变频器一旦出现故障，生产工艺不允许空气压缩机停机，因此，系统设置了工频与变频切换功能，这样当变频器出现故障时，可由工频电源通过接触器直接供电，使空气压缩机照常工作。 整个控制过程如下： 用气需求↑ —— 管路气压↓—— 压力设定值与返馈值的差值↑ —— PID输出↑ —— 变频器输出频率↑ —— 空压机电机转速↑ —— 供气流量↑—— 管路气压趋于稳定  电器控制方案 贵司空压机电机清单如下： 机组 机型 常用数量 备用数量 总计数量 空压机电机 75KW 3 3台 该方案从投资效益及自动化水平两方面考虑，建议贵司采用“一拖三”电控方案，即： 1． 仅在其中一台电机上安装一台变频器，人工起停，变频运行； 2． 其它两台电机的起停由变频器辅助端子控制，自动软起停，工频运行； 3． 系统有“自动”“手动”两种工作模式，“手动”模式下，系统按改造前的控制方式运行；“自动”模式下，节能电路才会起作用。 方案的电控示意图如图2所示： 如上图所示，在自动模式下，先启动变频器带动1＃电机变频运转。变频器运行频率是根据管网内气压变化的，当气压达不到设定值而运行频率又升至上限频率时，变频器的1＃辅助端子就会自动启动2＃备用空压机工频运行。如气压仍不够而频率又升到上限值时，变频器的2＃辅助端子就会再启动3＃备用空压机，直至气压达到设定值为止。 备用空压机的停车过程正好相反，当气压足够而运行频率降至下限值时，变频器的辅助端子就会逐一断开、停止备用空压机运行，直至运行频率高于下限值为止。  节能系统特点 A. 变频器界面为LED显示，设定参数丰富；键盘布局简洁、易于操作。 B. 变频器有过流、过压、过热、缺相等多种电子保护装置，并具有故障报警输出功能，可有效保护供水系统的正常运作； C. 专用数字PID调节器为LED双屏显示，参数设定方便，易于监控； D. 安装变频器后，空压机电机具有软启动及变频调速功能，可有效降低系统的机械磨损，同时减轻管路负担。 E. 有“手动”“自动”两种工作模式，在变频器出现故障的情况下，仍可按原有工作方式继续运行。 四、工程投资及效益  工程投资分析 该工程使用敝司G9系列通用型变频器，其特点是适用范围广，运行稳定，过载能力强，操作维护简便，由此可得出下表： 机组 电机 功率 电机 数量 变频器 功率 变频器 数量 工程单价 （元/KW） 供气系统 75KW 3台 G9系列 75KW 1台 ¥ 变频器总装机容量 75KW 工程总计投资 ¥  工程效益预测 根据敝司以往工程改造经验，每月平均节电率预设为30％，可推出下表： 改造电机总功率 75KW 电机平均负载率 70% 每月运行天数 30天 每天运行时间 20小时 每度电价格 0.8元 预计每月节电率 30% 预计每月节约电费 ¥ 预计投资回收期 五、售后服务说明  技术培训 1．培训相关操作人员，教授控制技术； 2．提供节能控制系统电气控制原理图； 3．提供变频器使用说明书、供水卡使用说明书；  售后服务 1．售出设备壹年半内免费保修； 2．设备发生故障，接报后工作日24小时内到现场，及时处理维修