俞詩(shī)雄

（廣東博德精工建材有限公司，佛山528000）

Machine&Equipment機(jī)械與設(shè)備

輪空壓機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用

俞詩(shī)雄

（廣東博德精工建材有限公司，佛山528000）

本文分析了空壓機(jī)節(jié)能現(xiàn)狀，探討了一種空壓機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用。此應(yīng)用解決了多臺(tái)空壓機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)壓力需求無(wú)法實(shí)時(shí)匹配問(wèn)題，節(jié)約了15～20%空壓機(jī)用電及大幅減少了空壓機(jī)加載卸載次數(shù)。

空壓機(jī)；自動(dòng)聯(lián)鎖；恒壓控制；節(jié)電

1 前言

陶瓷行業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)占地面積廣、使用空氣壓縮氣的設(shè)備眾多（如噴霧塔、拋光磨邊設(shè)備、窯爐、壓機(jī)等），且部分用氣設(shè)備屬于間歇性生產(chǎn)設(shè)備（根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃安排進(jìn)行開(kāi)停），因此，空氣壓縮氣需求波動(dòng)較大。目前陶瓷行業(yè)使用的空壓機(jī)基本為雙螺桿式空壓機(jī)，具有可靠性高、操作維護(hù)方便、動(dòng)力平衡性好、強(qiáng)制輸氣等特性，但多臺(tái)空壓機(jī)之間未能根據(jù)生產(chǎn)用氣需求進(jìn)行很好的協(xié)作，缺乏一套自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)，導(dǎo)致空壓機(jī)頻繁加載卸載，與用氣需求量無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)精準(zhǔn)匹配，造成空氣壓縮氣的浪費(fèi)和空壓機(jī)的維護(hù)成本偏高。本文主要從以下兩方面對(duì)空壓機(jī)節(jié)能運(yùn)行進(jìn)行探討：

（1）陶企空壓機(jī)節(jié)能現(xiàn)狀；

（2）空壓機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

2 空壓機(jī)節(jié)能現(xiàn)狀

針對(duì)現(xiàn)今使用較普遍的螺桿型空壓機(jī)，陶企主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行節(jié)約電力：

（1）治理泄漏。

由于陶企幾乎各工序均要使用到空氣壓縮氣，管道布置較長(zhǎng)，極易存在管道泄漏。解決措施主要是在管路各段設(shè)立壓力表，一般空壓機(jī)出口到工廠(chǎng)使用點(diǎn)，壓降不能超過(guò)1 bar，確保管道不泄漏。

（2）匹配壓力需求。

通過(guò)仔細(xì)評(píng)估用氣設(shè)備的壓力需求，在保證生產(chǎn)的情況下盡量調(diào)低空壓機(jī)排氣壓力。在空壓機(jī)安裝時(shí)，采用就近原則，在壓縮氣使用需求量較大的地方就近選擇位置進(jìn)行安裝；在管道布置方面采用環(huán)型管網(wǎng)，以平衡各點(diǎn)用氣壓力。

（3）降低采氣溫度：因一般空壓站內(nèi)部溫度都高于室外，可考慮室外采氣。

（4）空壓機(jī)余熱回收。

將空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的熱量通過(guò)換熱管進(jìn)行回收加熱自來(lái)水，以送至宿舍等使用。

上述的空壓機(jī)節(jié)能措施均無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)匹配用氣需求，達(dá)到一個(gè)精準(zhǔn)的狀態(tài)，會(huì)造成空壓機(jī)頻繁加載卸載，導(dǎo)致用電增加和空壓機(jī)維護(hù)成本居高不下。因此，這里提出一種空壓機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)，它能夠大大的減少空壓機(jī)加載卸載，且能夠與用氣需求達(dá)到精準(zhǔn)實(shí)時(shí)匹配，節(jié)約空壓機(jī)用電、減少維護(hù)成本等。

3 空壓機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用

空壓機(jī)自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)主要是通過(guò)電路技改，達(dá)到與實(shí)際用氣需求實(shí)時(shí)匹配，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電、節(jié)省維護(hù)成本的目的。下面舉例說(shuō)明：某陶瓷廠(chǎng)2臺(tái)空壓機(jī)（均為75 KW阿特拉斯螺桿型空壓機(jī)），原先空壓機(jī)全部采用工頻控制，且單獨(dú)工作不聯(lián)鎖，當(dāng)管道壓力低于5.8 bar時(shí)，兩臺(tái)空壓機(jī)自動(dòng)進(jìn)行加載；當(dāng)管道壓力高于6.6 bar時(shí)，兩臺(tái)空壓機(jī)自動(dòng)進(jìn)行卸載；當(dāng)管道壓力介于5.8～6.6 bar時(shí)，由于空壓機(jī)的壓力變送器存在±0.3 bar誤差或因兩臺(tái)空壓機(jī)距離較遠(yuǎn)存在管道壓力誤差等，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致一臺(tái)空壓機(jī)正在加載，而另一臺(tái)空壓機(jī)卻在卸載，造成空壓機(jī)頻繁加卸載及用電損失。其電路如圖1所示。

為解決此問(wèn)題，對(duì)這兩臺(tái)空壓機(jī)進(jìn)行電路技改，技改分聯(lián)鎖控制和變頻恒壓控制兩部分。

首先對(duì)2臺(tái)空壓機(jī)電磁閥線(xiàn)路進(jìn)行技改，新增管道壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，增加PLC控制。將壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)送至PLC，由PLC統(tǒng)一控制兩臺(tái)或多臺(tái)空壓機(jī)的加卸載動(dòng)作，保障了不同空壓機(jī)的統(tǒng)一動(dòng)作，即同時(shí)加載或同時(shí)卸載。為避免壓力傳感器4～20 mA信號(hào)受干擾，增加電流隔離器，以保障壓力信號(hào)的傳輸準(zhǔn)確。

其次對(duì)2臺(tái)空壓機(jī)主電機(jī)線(xiàn)路進(jìn)行技改，新增變頻器、完善PLC程序，保證管道壓力信號(hào)（4～20 mA）經(jīng)PLC處理后送至變頻器進(jìn)行變頻控制，此技改保障了空壓機(jī)的運(yùn)行與實(shí)際生產(chǎn)用氣需求實(shí)時(shí)相匹配，即達(dá)到恒壓控制效果。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)定了恒定壓力為5.9 bar；設(shè)定變頻器下限頻率為30 HZ，當(dāng)?shù)陀谙孪揞l率時(shí)，空壓機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

經(jīng)上述兩部分改造后，空壓機(jī)節(jié)能技改電路如圖2所示，其中2號(hào)空壓機(jī)電路技改同1號(hào)空壓機(jī)。

圖1 75KW阿特拉斯螺桿型空壓機(jī)電路控制圖

4 結(jié)語(yǔ)

上述兩臺(tái)空壓機(jī)經(jīng)自動(dòng)聯(lián)鎖恒壓控制系統(tǒng)改造后，大大降低了空壓機(jī)加卸卸載次數(shù)、節(jié)約了15～20%的用電、減少了空壓機(jī)維護(hù)成本等。

圖2 阿特拉斯GA75型新增變頻器電路圖

圖3 阿特拉斯GA75型加卸載新增PLC自動(dòng)控制電路圖

圖4 兩臺(tái)空壓機(jī)變頻器控制原理圖

圖5 兩臺(tái)空壓機(jī)PLC自動(dòng)控制接線(xiàn)原理圖

圖6 兩臺(tái)空壓機(jī)PLC模擬量接線(xiàn)圖

[1]廖常初等.PLC編程及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[2]胡壽松.自動(dòng)控制原理(第四版)[M].科學(xué)出版社,2013.

[3]阿特拉斯.科普柯固定式螺桿壓縮機(jī)使用說(shuō)明書(shū)，2002年.

[4]魏召剛.工業(yè)變頻器原理及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2006.