PAGE山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司PAGE0XX市XX礦空壓機(jī)變頻改造可行性方案可行性分析可行性分析PAGEPAGE11XX公司 電話：xxx-xxxxxxxx一、低壓變頻系統(tǒng)改造方案概述1、概述空氣壓縮機(jī)是利用電能將空氣壓縮使之作為一種動力源的設(shè)備,在工礦企業(yè)中應(yīng)用十分普遍,配套電動機(jī)的容量一般較大，且大多是常年連續(xù)運(yùn)行的，故節(jié)能的潛力很大。目前常見的壓縮機(jī)有活塞式、螺桿式、離心式，不論哪一種工作方式，壓縮機(jī)單位時間內(nèi)產(chǎn)氣量是一定的，目前壓縮機(jī)都采用上下限控制或啟停式控制，也就是說，當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值的上限時，空壓機(jī)通過本身的壓力或油壓開關(guān)進(jìn)氣閥，這種工作方式頻繁出現(xiàn)加載卸載，而且對電網(wǎng)、空壓機(jī)本身都有極大的破壞性。2、系統(tǒng)原工頻運(yùn)行概況1、空壓機(jī)工作原理簡述：

原空壓機(jī)的運(yùn)行方式為工頻狀態(tài)，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時是針對全礦滿負(fù)荷用氣量來設(shè)計(jì)的，并考慮了富余，是按最大量來設(shè)計(jì)的，而現(xiàn)在的工況是用氣量經(jīng)常變化，且經(jīng)常加載、卸載運(yùn)行，在整個系統(tǒng)運(yùn)行時存在著嚴(yán)重的“大馬拉小車”的現(xiàn)象。為了解決這種現(xiàn)象，節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，有必要對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造。為什么要用變頻調(diào)速器呢？隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，采用變頻方式實(shí)施交流電機(jī)調(diào)速達(dá)到控制要求，已是成熟技術(shù)，它具有較高的功率因數(shù)，靈活簡便的控制方式，穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，啟停過程中的軟啟停可消除對電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊水，相對降低20%-40%能耗等明顯優(yōu)點(diǎn)。變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)大范圍內(nèi)的無級平滑調(diào)速，在運(yùn)行過程中能隨時檢測電動機(jī)的負(fù)載情況，自動調(diào)整功率輸出，使電機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，在整個調(diào)速范圍內(nèi)均有很高的效率，節(jié)能效果明顯。在交流異步電動機(jī)的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)性能好，運(yùn)行效率高。采用變頻器對異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，由于使用方便、可靠性高并且經(jīng)濟(jì)效益顯著，所以得到廣泛應(yīng)用。2、原系統(tǒng)工況存在的問題主電機(jī)起動時的電流很大,會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全，對機(jī)械設(shè)備的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)工作量大。主電機(jī)時常輕載運(yùn)行，屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時噪音很大。3、拖動系統(tǒng)的特點(diǎn)：機(jī)械特性具有恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)，電機(jī)的軸功率PL與轉(zhuǎn)速n成正比。大多處于長時間連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，但負(fù)載大小常有變動，為連續(xù)變動負(fù)載。飛輪力矩大，故要求有較大的啟動轉(zhuǎn)矩；4、壓縮機(jī)的主要控制對象是空氣的壓力,常見的控制方式有：手動調(diào)節(jié)輸入或輸出口的閥門開度；用機(jī)械方式進(jìn)行自動卸載與裝載控制；通過改變?nèi)~片的角度來調(diào)節(jié)壓力或流量。通過回流閥的方式調(diào)節(jié)壓力。為滿足提升機(jī)變頻改造中的變頻器要求，我廠本著安全第一、質(zhì)量可靠的方針進(jìn)行認(rèn)真的分析，根據(jù)電機(jī)功率110KW/380V，認(rèn)為配套容量為160KW/380V）系列一拖一帶旁路變頻節(jié)電調(diào)速系統(tǒng),完全能滿足要求，制定出如下技術(shù)方案，此方案具有以下特點(diǎn)：優(yōu)良的調(diào)速性能，滿足生產(chǎn)工藝要求；良好的節(jié)能效果，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟啟動，減小啟動沖擊，降低維護(hù)費(fèi)用，延長設(shè)備使用壽命；系統(tǒng)安全、可靠，確保負(fù)載連續(xù)運(yùn)行；控制方便、靈活，自動化水平高。3．低壓變頻器3.1、變頻器技術(shù)指標(biāo)過載能力160%額定電流，允許1分鐘；220%額定電流，允許1.5秒輸入相數(shù)三相頻率范圍允許波動：±2%50±1Hz電壓范圍允許波動：±20%380V等級：310V-460V輸出頻率設(shè)定頻率范圍2-99.99Hz最高頻率4-99.99Hz之間任意設(shè)定精度模擬設(shè)定:最高設(shè)定值的±0.3%(25±10℃)以下數(shù)字設(shè)定:最高設(shè)定值的±0.1%(-10~+50℃)以下分辨率模擬設(shè)定:最高設(shè)定值的1/2000數(shù)字設(shè)定:0.01Hz控制轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩提升恒轉(zhuǎn)矩提升啟動轉(zhuǎn)矩大于2倍額定轉(zhuǎn)矩低頻轉(zhuǎn)矩6Hz時大于1.6倍的額定轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩制動方式直流制動、回饋制動、能耗制動加、減速時間1-999S,加速時間和減速時間分別設(shè)定附屬功能工作模態(tài)、低頻補(bǔ)償、額定電流、電流保護(hù)界限設(shè)定運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)操作遠(yuǎn)距離操作頻率設(shè)定模擬信號：DC0-5V或DC0-10V或DC4-20mA,多段速端子輸入狀態(tài)輸出準(zhǔn)備和運(yùn)行信號輸出，故障繼電器輸出顯示輸出頻率、輸出電流、輸入電壓等運(yùn)行數(shù)據(jù)，故障代碼燈指示(LED)面板指示：就緒狀態(tài)指示、運(yùn)行指示、故障指示遠(yuǎn)控指示：上升、下降、故障、減速狀態(tài)指示保護(hù)功能過壓、欠壓、過流、短路、過熱、開機(jī)連鎖保護(hù)、外部設(shè)備故障輸入冷卻方式強(qiáng)迫風(fēng)冷防護(hù)等級IP203.2、采用變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)在電網(wǎng)波動±20%范圍內(nèi)，恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，不會因?yàn)殡娋W(wǎng)波動影響負(fù)載。(2)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動，啟動力矩大，帶負(fù)載能力強(qiáng)。(3)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，加、減速過程很平滑，電流沖擊小，大大減輕了機(jī)械沖擊的強(qiáng)度。(4)采用芯片統(tǒng)一控制和PLC外端電路接口相結(jié)合，使調(diào)速系統(tǒng)具有很高的可靠性。(5)安全保護(hù)功能齊全，有過壓、欠壓、過載、過熱、短路等保護(hù)。3.3口件清單序號部件名稱規(guī)格型號制造廠家原產(chǎn)地備注1XXXXXXXX2XXXXXXXX3XXXXXXXX4電解電容6800UF-400VDCXXXX5散熱風(fēng)機(jī)220VΦ200XXXX6芯片DSPXXXX7無感電容3.0MFD1200VDCXXXX8光纖EDL-POFXXXX二、改造效益直接效益節(jié)能計(jì)算空壓機(jī)設(shè)備工況調(diào)查表單位名稱及聯(lián)系人XX礦業(yè)檢測時間20XX.XX.XX項(xiàng)目數(shù)據(jù)備注項(xiàng)目數(shù)據(jù)備注設(shè)備名稱用途空氣壓縮機(jī)2#電機(jī)額定數(shù)據(jù)型號XXX2#壓縮機(jī)額定數(shù)據(jù)類型★離心、口往復(fù)、口螺桿、其它類型★鼠籠、口同步、口繞線、型號XXX功率110Kw效率電壓380V流量m3/h電流235A進(jìn)風(fēng)壓力pa轉(zhuǎn)速2975r/pm排風(fēng)壓力Mpa0.7功率因數(shù)0.91轉(zhuǎn)速r/pm2975啟動方式軸功率其它目前控制方式口DCS★PLC口其它目前調(diào)節(jié)手段★閥門或擋板口液力耦合器口其它運(yùn)行時間24小時/天全年運(yùn)行時間365天/年電價0.7元/度工作時間14.4(小時)9.6(小時)運(yùn)行電流A180A40A空壓機(jī)加載運(yùn)行約9分鐘,運(yùn)行電流為180A,6分鐘卸載，運(yùn)行電流約40A.已知：安裝變頻器前根據(jù)運(yùn)行電流可求出電動機(jī)功率：P=1.732I2U2cosφ空載：P負(fù)載=95(KW)負(fù)載：P空載=21(KW)按照負(fù)載9分鐘，空載6分鐘計(jì)算平均功率為95×9÷15+21×6÷15=57+8.4＝65.4KW安裝變頻器后根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速，則使用變頻后頻率調(diào)節(jié)至高速40HZ，低速25hz即可滿足要求。根據(jù)公式：風(fēng)機(jī)的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，即P1/P2=（N1/N2）3每小時運(yùn)行于40HZ時的時間為：60分鐘×9÷15=32分鐘每小時運(yùn)行于25HZ時的時間為：60分鐘×6÷15=24分鐘P2=P×9÷15×(40/50)3=110×0.6×0.512=33.7KWP3=P×6÷15×(25/50)3=110×0.4×0.125=5.5KW則使用變頻器后，每小時的消耗功率為P4=P3+P2=39.2KW/h節(jié)電率：變頻器效率估算為92%η=（W工-W變）÷W工×92%×100%=（65.4-39.2）÷65.4×92%×100%＝36%由于現(xiàn)場的復(fù)雜性未考慮在內(nèi)，節(jié)能量沒有這么大，保守估計(jì)25%還是有的2、間接效益（1）運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。（2）節(jié)能效果較為顯著，大大降低了電耗。（3）電動機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的軟啟動、軟停運(yùn)，變頻器提供給電機(jī)的無諧波干擾的正弦波電流，降低了電機(jī)的故障次數(shù)。同時，變頻器設(shè)置共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)頻率，避免了電機(jī)會處于共振點(diǎn)運(yùn)行的可能性，使電機(jī)工作平穩(wěn)，軸承磨損減少，延長了電機(jī)的使用壽命和維修周期，提高了設(shè)備的使用壽命。（4）變頻器自身保護(hù)功能完善，同原來繼電保護(hù)比較，保護(hù)功能更多，更靈敏，大大加強(qiáng)了對電機(jī)的保護(hù)。（5）變頻器同現(xiàn)場信號采用可靠的連接方式，控制方便，性能可靠，滿足生產(chǎn)的需要。變頻器內(nèi)置有PLC，現(xiàn)場信號接入靈活。在控制邏輯上，由現(xiàn)場（為變頻器提供一對高速、低速節(jié)點(diǎn)，變頻器按照節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)自動高速、低速往復(fù)運(yùn)行；由變頻器自身的頻率輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)速測定，可以取消原來同電機(jī)相連的測速器，由變頻器為現(xiàn)場直接提供電機(jī)轉(zhuǎn)速指示。（6）設(shè)備適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動能力強(qiáng)，有時電網(wǎng)電壓高或者再低變頻器仍能正常運(yùn)行。由此可見，在滿足生產(chǎn)要求的條件下，采用變頻調(diào)速便可將耗費(fèi)的電能節(jié)約下來，經(jīng)濟(jì)效益可觀，而這個節(jié)約的意義將是企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)利潤。三、系統(tǒng)裝置出廠前的功能和性能測試1.進(jìn)廠檢驗(yàn)抽樣檢驗(yàn):分立器件：電阻、插頭、熔芯、電壓互感器、電流互感器、電纜電線等。集成電路：CPU、PLC等全檢:功率器件：整流橋，可控硅，IGBT，電容、開關(guān)電源，電壓互感器，電流互感器。器件：真空接觸器，隔離開關(guān)。2.元器件成型、回流焊、補(bǔ)焊、目測元器件插到電路板上后，由品質(zhì)部人員進(jìn)行首件確認(rèn)。目的是對照設(shè)計(jì)文件，檢查所加工的電路板及元器件是否符合設(shè)計(jì)要求及工藝要求。3.高低溫循環(huán)試驗(yàn)電路板加工完畢后，進(jìn)行電氣性能的調(diào)試及試驗(yàn)。目的是了解電路板是否能正常工作，及時發(fā)現(xiàn)加工過程的變異；電路板進(jìn)行高低溫循環(huán)試驗(yàn)。目的是考核所用電路板在儲存、運(yùn)輸及使用過程中，經(jīng)受空氣溫度迅速變化的能力，同時考核印制板組裝件的焊點(diǎn)質(zhì)量及對早期失效的元器件進(jìn)行篩選。條件：-40℃～+60℃各三十分鐘，共循環(huán)五次，間隔2～3分鐘4.調(diào)試檢驗(yàn)高低溫循環(huán)后，電路板進(jìn)行調(diào)試/檢驗(yàn)（貼合格證/噴防護(hù)漆），主要為以下項(xiàng)目：電路板用電源；系統(tǒng)電壓過、欠壓值的調(diào)整及保護(hù)；旁路保護(hù)；過熱保護(hù)；驅(qū)動板電源、上下橋臂的互鎖時間；過電流保護(hù)值；控制程序運(yùn)行是否正常。5.空載試驗(yàn)電路板及其它器件組裝后進(jìn)行空載情況的電氣試驗(yàn)。在輸入端加上三相輸入標(biāo)稱電壓、進(jìn)行功能試驗(yàn)：直流母線的過壓、欠壓及功能；過熱保護(hù)及功能；旁路運(yùn)行功能。6.通電進(jìn)行額定輸入電壓下的高溫老化試驗(yàn)條件：55℃、72h；被試品包括：控制系統(tǒng)、光纖；手段：通過測試程序來監(jiān)控系統(tǒng)是否正常。7.系統(tǒng)檢驗(yàn)一主要根據(jù)設(shè)計(jì)文件、工藝文件、檢驗(yàn)柜內(nèi)裝置的器件型號、規(guī)格及一、二次接線方式檢查柜內(nèi)元件的安裝及規(guī)格型號；PLC、控制系統(tǒng)、開關(guān)電源、導(dǎo)線、空開、冷卻風(fēng)機(jī)、電流互感器、電壓互感器、低壓繼電器等。低壓導(dǎo)線的規(guī)格型號；一、二次接線方式的電氣聯(lián)接是否正常。8.系統(tǒng)檢驗(yàn)二控制柜通電，檢查控制系統(tǒng)工作是否正常；PLC、主控箱、繼電器等是否正常工作；模擬輸入、輸出通道是否正常；依據(jù)調(diào)試說明和客戶具體要求做一些特殊項(xiàng)目試驗(yàn)。報警功能是否正常：9.系統(tǒng)檢驗(yàn)三絕緣試驗(yàn)，介電強(qiáng)度試驗(yàn)；檢查系統(tǒng)絕緣性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。10.系統(tǒng)檢驗(yàn)三通電試驗(yàn)，測量以下項(xiàng)目工作是否正常。主回路加電；輸入電壓；系統(tǒng)過、欠壓保護(hù)；系統(tǒng)旁路（選項(xiàng)）；光纖報警；測量輸出側(cè)電壓互感器是否正常，調(diào)整給定壓頻比是否線性；系統(tǒng)連續(xù)24小時帶電機(jī)運(yùn)行；校準(zhǔn)輸入、輸出電壓、電流精度。11.編寫出廠檢驗(yàn)報告及產(chǎn)品合格證12.包裝前及出貨檢驗(yàn)外觀檢驗(yàn)。機(jī)柜表面是否嚴(yán)重刮，劃傷；柜門（鎖）開啟是否靈活到位；緊固件是否有松動，脫落現(xiàn)象；標(biāo)示是否正確，清晰，完整；隨機(jī)文件是否完整，齊全；附件是否與裝箱清單一致。四、施工安裝環(huán)境要求為了變頻器能長期穩(wěn)定和可靠地運(yùn)行，對變頻器的安裝環(huán)境作如下要求：最低環(huán)境溫度0℃，最高環(huán)境溫度40℃，工作環(huán)境的溫度變化不大于5℃/h。如果環(huán)境溫度超過允許值，考慮配備相應(yīng)的空調(diào)設(shè)備；本變頻器的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品安裝高度要小于海拔1000米。一般1000米以下可以不考慮這些因素，但在此高度以上時，每升高1000米，變頻器需要降容5%。針對高海拔的特殊條件，風(fēng)光變頻器在設(shè)計(jì)時即考慮變頻器的裕量問題，并且加強(qiáng)變頻器自身的通風(fēng)散熱。尤其需要提出的是，針對高海拔，對變頻器內(nèi)置的移相整流變壓器也需要提出特殊的設(shè)計(jì)要求，以保證整個系統(tǒng)的可靠性。環(huán)境濕度要求小于95%（20℃），相對濕度的變化率每小時不超過5%，避免凝露；不要將變頻器安裝在有較大灰塵、腐蝕或爆炸性氣體、導(dǎo)電粉塵等空氣污染的環(huán)境里。1、機(jī)械安裝為了保證操作、維護(hù)的方便性和通風(fēng)散熱效果，變頻器正面距墻距離不小于1.5米，背面和頂部距墻距離不小于1米。所有柜體牢固安裝于基座之上，并和廠房大地可靠連接。變壓器接地端子PE也接至廠房大地。各柜體之間相互連接成為一個整體。安裝過程中要防止變頻器受到撞擊和震動,所有柜體不得倒置,傾斜角度不得超過30°。2、電氣安裝電氣安裝主要包括柜體到現(xiàn)場的輸入輸出電纜、柜體之間的連接線、柜體和現(xiàn)場的控制及信號線的配線。1)電源及電機(jī)線的連接輸入電源線連接到端子L1、L2、L3；電機(jī)線連接到U、V、W，并注意相序關(guān)系；確保輸入電壓滿足要求；確保電源線的線徑及耐壓滿足要求；2）控制線的連接控制柜連線主要包括控制電源進(jìn)線、遠(yuǎn)程控制接線、檢測信號線、模擬量輸入線、模擬量輸出線、現(xiàn)場狀態(tài)接線、開關(guān)量輸出接線。如果用戶有特殊要求，可以根據(jù)用戶需求重新配置。3）電氣安裝注意事項(xiàng)輸入和輸出的電纜必須經(jīng)過嚴(yán)格的耐壓測試；輸入和輸出電纜必須分開配線，防止絕緣損壞造成危險；現(xiàn)場到變頻器的信號線，該與強(qiáng)電電線分開布線，信號線必須采用絞線的方式，最好采用屏蔽線，屏蔽線的一端可靠接地；要一直保證變頻器柜體和廠房大地的可靠連接，保證人員安全。五、供貨及服務(wù)供貨范圍1、供貨范圍產(chǎn)品名稱規(guī)格型號主要元件/及生產(chǎn)廠家數(shù)量備注變頻柜XXXXXX公司X臺免費(fèi)診斷用電情況，提供節(jié)電技術(shù)支持和電效管理咨詢。安裝調(diào)試：產(chǎn)品交貨期：根據(jù)合同所定時間內(nèi)送貨上門送貨上門：我公司將貨品直接送到顧客指定地點(diǎn)。并將貨品拆包裝驗(yàn)收，在貨主現(xiàn)場面前進(jìn)行安裝測試檢查，確保所送貨件正常。技術(shù)服務(wù)：技術(shù)咨詢：在工作日內(nèi)，客戶可隨時在需要情況下，對于工作中碰到的技術(shù)難題向我公司致電咨詢，風(fēng)光員工會在自己能力范圍內(nèi)全力幫您解決，為用戶提供新產(chǎn)品的技術(shù)資料等。現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)：在用戶的要求下，風(fēng)光員工可上門進(jìn)行技術(shù)服務(wù)。服務(wù)范圍包括一些產(chǎn)品的安裝，調(diào)試，如節(jié)電功能的調(diào)試和故障排除等。技術(shù)培訓(xùn)：主要為針對的基礎(chǔ)培訓(xùn)。包括產(chǎn)品一般使用（如參數(shù)設(shè)定等）。售后服務(wù)：提供24小時響應(yīng)技術(shù)服務(wù)熱線，2小時快速響應(yīng)，24小時趕到現(xiàn)場服務(wù)。質(zhì)量保證：產(chǎn)品一年保質(zhì)期內(nèi)：提供原廠配件，免費(fèi)維修直至更換（如有產(chǎn)品質(zhì)量問題）。產(chǎn)品一年保用期內(nèi)：免費(fèi)維修。產(chǎn)品終身維護(hù)。57710018030900120955790368228596330825771