河北永磁变频空压机公司

空压机是工厂里较重要的机器设备之一，空压机供气领域能否应用变频调速技术，在节省电能的同时改善空压机性能，提高供气品质，降低生产设备故障率，延长设备的使用寿命备受社会各界关注。为了节约能源，对企业原有的空压站进行节能减排技术改造，非常有必要。

一、空压机工作原理
压缩机是一种将气体压缩从而提高气体压力或输送气体的机器，螺杆式空压机的工作原理包含四个过程：1）吸气过程； 2）封闭及输送过程；3）压缩及喷油过程；4）排气过程
空气压缩机在出厂时配套的排气压力调节装置，多数为关闭进气管式压力调节器。其工作原理是当储气罐（风包）内空气压力**过设定的压力时，压缩机进气管上碟阀自动关闭，压缩机进入空转卸荷状态；当储气罐内的空气压力低于设定压力时，压缩机进气管碟阀自动开启，压缩机又进入到满载工作状态。空气压缩机的排气量和压力，在运转中也不是不变的，常因工况变化导致用气量变化，所以空气压缩机工作时总是在重复满载－卸荷工作方式。满载时的工作电流接近电动机的额定电流，卸荷时的空转电流约为30-50%电动机额定电流，这部分电流不是做有用功，而是机械在额定转速下的空转损耗。

这种机械式调节装置虽然也能起到压力调节作用，但是压力调节精度低，压力波动大。压缩机总是在额定转速下工作，机械磨损大，电耗高。空压机自身存在着以下几个缺点:

(1) 当输出压力大于一定值时，自动打开泄载阀，使异步电动机空转，严重浪费能源;

(2) 异步电动机易频繁的启动、停止，影响电机的使用寿命;

(3) 工作条件恶劣，噪音大;

(4) 自动化程度低，输出压力的调节是靠人为调节阀的开度来实现的，调节速度慢，波动大，不稳定，精度低;

(5) 空压机工频启动电流大，对电网冲击大，电机轴承磨损大，设备维护量大。针对以上存在的问题，采用变频器对空压机进行调节，实现空压机恒压运行势在必行。

二、公司螺杆式空压机现状
2.1 空压站分布情况

空压站主要工作是供应全厂压缩空气生产用气。班组生产运作为常年二二制运行。班组有两个站房轮流使用，每个站房各由三台40立方螺杆式压缩机和一台20立方螺杆式压缩机组成。
2.2 空压站现状
3#空压站配有压力监控设备，实时监控厂里用气情况，空压站必须保证厂内管网的压力。两个空压站的轮换使用周期为一年，2019年3月至2019年3月使用的是3站，2019年3月开始使用的是2站，如果遇到故障、检修等情况会暂时使用另一个站点。

高压站2、3、4号机，共有3台高压螺杆式空气压缩机，由于空气压缩机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大。

2.3 压缩机出口点压力控制

目前，压缩机的出口点压力控制是操作员根据工作经验，手动控制压缩机的开启和关闭，来满足厂内用气需要。现在，一般设定压缩机出口压力不**过0.78MPa，正常运行保持在0.76MPa左右。2#站的设备带有自动卸载功能，压力到了警戒值会自动放气减压，到达0.71MPa会再次加载，这之间有0.05MPa的压差。3#站的设备的减压方式是采用自动减小进气口，来减小出口压力。另外，高峰用能时间段，设备保持在加载状态，夜班时段，设备加减载频繁。

若能采用自动控制和变频调速技术，将四台空压机实行自动控制，可以实现互为热备自动运行，稳定输出生产要求所需的稳定气压，减少机械维修工作量，延长空压机的使用寿命。另外，当流量需要量减少时，就可降低电动机的转速，从而较大幅度减小电动机的运行功率，也可以实现节能的目的。

温升过高是螺杆式空压机运行过程中常见故障，螺杆式空压机常期在高温下运行，会严重影响机器的排气量及使用寿命。温升过高时，会发生高温关停机故障。原因有；
　　（1）温度传感器故障。温度传感器发生故障，会引起PLC误报温度过高，引起停机。
　　（2）环境温度因素。螺杆式空压机机头出温度一般设定在110℃左右，而机头出口温度等于环境温度加上60℃。坑下通风环境较差，多数温度过高均由此引起。
　　（3）温控阀故障。温控阀在压缩机冷起动时，可使油绕过冷却器直接喷入主机头，加速油温上升，防止压缩机内结露，在压缩机正常运行后，可根据油温调节流经冷却器和傍路的油量比例，控制喷油温度。若温控阀损坏或是动作不灵敏，会使大量高温油不经冷却器直接循环进入主机头，造成主机温度高。
　　（4）油过滤器故障。油过滤器用于过滤油路中的灰尘及杂质，使用一段时间后容易堵塞，堵塞后造成回油不畅引起主机温度高。（经常出现在加载瞬间）
　　（5）断油阀故障。断油阀是通过贮气罐气压控制其往复运动喷油，若发生故障引起油路不畅，引起油温高；杂物堵塞油路或控制气路，造成断油阀关闭不喷油，也会引起主机头因缺油或油少散热不良引起温度高。 （6）润滑油量不足，油冷却器脏，堵塞，都会引起温度过高。
　　（7）冷却风扇发生故障，风冷却器阻塞，排风阻力过大，造成散热差引起温度高。应清洁冷却器外部灰尘及内部油污。
　　（8）卸载压力设定过低导致空压机在卸载循环时油阻力过大，流速过慢导致热量未及时散发，从而引起高温关停机故障。故应合理设定卸载压力（目前塘坑设定0.6MPa）。

节约能源
变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是较有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状态。

螺杆式空气压缩机的冷却润滑系统、油气分离系统、气量调节系统是保证机组正常运转的关键系统，这几个系统发生故障的概率是整个压缩机组总故障率的80%左右，压缩机组故障的产生多与“二器”（油器分离器、风冷却器）、“三芯”（空气过滤器滤芯，油器分离器滤芯、油过滤器滤芯）、“四阀”（进气提升阀、较小压力阀、断油阀、温控阀）有关。要保证压缩机组的正常运行应当做好这些部件日常维护保养工作，定期清洗“二器”，严格按制定好的维护保养计划更换“三芯”，并储备适量的各阀备件。只要我们严格遵守压缩机组安全操作规程，按时做保养，适时更换相关配件，增加对压缩机组环境温度及压力等参数调节控制，熟悉掌握各种常见故障的处理方法，就能保证压缩机组在较佳工况下运行，为生产提供强有力的**。