韓振林 徐恩濤 何男

摘 要：目前，作為工業(yè)制造大國的中國，在各行各業(yè)使用的壓縮機都普遍存在資源浪費的現(xiàn)象，據(jù)調(diào)查，我國每年在工業(yè)制造業(yè)中空壓機的電力消耗極大，空壓機的用電量約為全國用電量的6%，與其它發(fā)達國家相比，空壓機的資源利用率仍有很大的差距，這是我國空壓機節(jié)能改造的方向和源動力?；诖耍疚膶RICON系統(tǒng)在氮氣壓縮機控制系統(tǒng)改造中的運用展開了分析。

關鍵詞：TRICON系統(tǒng) 氮氣壓縮機 控制系統(tǒng) 節(jié)能改造

我國目前的空壓機的種類有很多，通?？諌簷C供氣的控制方式都是通過加載和卸載的方式，在空壓機的運行中，其工作效率會直接影響工廠的生產(chǎn)和人們的生活。下面以中國石化儀征化纖有限公司空分裝置壓縮機控制系統(tǒng)改造工程為例進行分析。

一、壓縮機控制系統(tǒng)改造的必要性分析

中國石化儀征化纖有限公司空分裝置壓縮機控制系統(tǒng)原項目編號為G136、G137、G138。原系統(tǒng)下位機為VersaMax，上位機為EB8000觸摸屏。該GE控制系統(tǒng)運行長達9年之久，柜內(nèi)所有系統(tǒng)模塊均已存在嚴重的老化現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為：（1）PVC材質(zhì)的IO模塊硬件極易損壞。（2）PLC系統(tǒng)會經(jīng)常發(fā)生不可知原因的報錯。這些老化現(xiàn)象會造成機組無故停車，產(chǎn)生嚴重的影響。

因系統(tǒng)老化造成無故停車的嚴重影響：（1）機組參數(shù)一切正常，無故停車，影響生產(chǎn)，影響經(jīng)濟收益。（2）GE控制系統(tǒng)卡件已經(jīng)停產(chǎn)，備件難以采購。（3）作為關鍵機組控制系統(tǒng)存在很多問題，所以導致停車風險很大，如果繼續(xù)使用，必將造成巨大的經(jīng)濟損失。

以上原因會造成再次開車的時間大大加長，對生產(chǎn)和經(jīng)濟效益產(chǎn)生嚴重影響。因無故停車造成的經(jīng)濟損失要遠遠大于系統(tǒng)改造的成本。所以，對壓縮機控制系統(tǒng)進行改造非常必要。

2空壓機壓縮機控制系統(tǒng)改造技術

對于空壓機而言，其電機的運行功率較大，在電機運行時通常是瞬問加載和卸載的工作方式，且空壓機在啟動瞬問也需要較大的電流。在不使用控制系統(tǒng)的情況下，大幅度的啟動電流會使得空壓機的電源電壓出現(xiàn)上下波動，使得電力機械設備磨損加重，進而減少設備的工作壽命。另一方面，傳統(tǒng)的空壓機在使用時，其中的拖動電機無法對自身進行速度調(diào)節(jié)，也無法自動通過壓力和流量的變動，完成降速和輸出功率的配對工作，所以盡管空壓機不會頻繁啟動，但在用氣量少時，空壓機依然要保持運行狀態(tài)，這樣往往會浪費很多電力資源。因此，結(jié)合以上兩方面，對空壓機節(jié)能改造的必要性極大。

針對中國石化儀征化纖有限公司空分裝置壓縮機的運行特點以及節(jié)能的需要，采用高可靠性的三重冗余容錯的TS3000硬件平臺完成對原GE控制系統(tǒng)進行改造，由沈陽鼓風機集團自動控制系統(tǒng)工程有限公司提供整個TRICON系統(tǒng)的硬件、軟件、技術服務、工程服務、技術培訓、軟件組態(tài)、系統(tǒng)集成、包裝運輸、開箱檢驗、安裝指導、現(xiàn)場測試、系統(tǒng)驗收和系統(tǒng)投運，儀化公司全過程參與。

二、1TRICON系統(tǒng)節(jié)能原理

由實驗數(shù)據(jù)可以了解到，在空壓機節(jié)能改造中，TRICON系統(tǒng)的使用有著非常顯著的作用。TRICON系統(tǒng)是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。在空壓機節(jié)能改造中，TRICON系統(tǒng)能夠使空壓機的電機輕啟輕停，極大的減小了機械的磨損，延長機械設備的使用周期;同時，TRICON系統(tǒng)還能夠使空壓機的運行頻率發(fā)生可控性的改變，使得電機的運行頻率能夠根據(jù)空壓機的用氣量的多少自動進行調(diào)節(jié)，在電機運行功率降低的同時減少電力資源的浪費。

2.2空壓機TRICON系統(tǒng)改造的意義

經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，一個普通的工業(yè)制造企業(yè)空壓機的成本的重要組成部分是其用電成本，不難看出，其空壓機在節(jié)能方面存在很大的漏洞，對于工業(yè)制造大國的中國而言，節(jié)約成本，減少能耗迫在眉睫，由上面TRICON系統(tǒng)的節(jié)能原理可以知道，使用TRICON系統(tǒng)的對增加空壓機的靈敏度和延長空壓機的使用周期、減少企業(yè)的運營成本，增加企業(yè)在電力行業(yè)的核心競爭力都具有重要意義。

2.3改造和控制過程

由于該技術改造是在原拖動系統(tǒng)的基礎上進行改造的技術，因此能夠根據(jù)選用電動機的容量和轉(zhuǎn)速對TRICON系統(tǒng)的型號和類型，同時還要結(jié)合TRICON系統(tǒng)的性能、價格和安全性能進行選擇。選擇一臺氮氣壓縮機，用TRICON系統(tǒng)來控制電動機的運行轉(zhuǎn)速，是通過減少空壓機電機的頻繁啟動和運行來達到節(jié)能的目的，即在供氣壓力上升時，電動機的運行速度下降，供氣壓力下降時，電動機的運行速度上升。

2.4系統(tǒng)調(diào)試過程

（1）在按照TRICON系統(tǒng)的使用說明書設定了相關數(shù)據(jù)參數(shù)后，再結(jié)合空壓機的性能進行頻率調(diào)試，且在TRICON系統(tǒng)正式投入使用之前，要先在驅(qū)動電動機空載運行幾分鐘，然后再以lOHz為調(diào)整段，逐漸加大頻率，在運行時，要注意電機的旋轉(zhuǎn)方向，振動和噪聲的大小以及電機的升溫情況，在經(jīng)過多次實驗后，證實當最低轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的60%時，效果為最佳，因此，在空壓機節(jié)能改造中TRICON系統(tǒng)的頻率設置一般在30Hz，這樣既小影響生產(chǎn)，又保證了工業(yè)制造的節(jié)能減耗效果。

（2）在上述實驗中可以看出，TRICON系統(tǒng)是對空壓機的主要控制設備，也是實現(xiàn)機組的變頻調(diào)整的重要設備。通常是三臺機器同時工作，共同完成對整個設備系統(tǒng)的運行的控制。

2.5改造后的機械效果

（1）因為使用了TRICON系統(tǒng)，整個裝置的“靈敏性”大大提高，實現(xiàn)了整個過程的自動化應用，從而使空壓機的運行時問減少，對電能的消耗也隨之減少。

（2）由于空壓機在改造過程中TRICON系統(tǒng)的使用，使得機械的使用效率增加，基本消除了排空放氣的情況，同時減少了機械設備的噪音影響，改善了空壓機制造廠的工作環(huán)境。

（3）為空壓機提供穩(wěn)定的供氣壓力。在使用TRICON系統(tǒng)時，能夠十分方便的對空壓機進行壓力控制，能夠連續(xù)的對機器進行調(diào)節(jié)，保證壓力的穩(wěn)定性和合理性，減小壓力值的變化幅度，使得供氣和供壓都能夠穩(wěn)定持續(xù)。

（4）由于空壓機在設備啟動和停比在結(jié)合TRICON系統(tǒng)的使用后，能很好的避免啟動突增的電流對電網(wǎng)的沖擊，從而減少了對械設備的磨損，對機械的使用壽命的延長具有重要意義。

（5）節(jié)約電能，保護環(huán)境。在使用TRICON系統(tǒng)對空壓機進行改造后，電動機的重要效率大大提高，同時極大程度的節(jié)約了電能，這也問接的實現(xiàn)了對環(huán)境的保護，使得工業(yè)行業(yè)和電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展得以實現(xiàn)。

三、結(jié)束語

綜上所述，在本次氮氣壓縮機TRICON系統(tǒng)改造過程中，不僅在經(jīng)濟上控制了工業(yè)制造廠的成本，還能改善建接的保護環(huán)境，實現(xiàn)了氮氣壓縮機的自動化運行，因此，此種改造技術既是對傳統(tǒng)技術的改進，也是對國家實行可持續(xù)發(fā)展觀的響應。此項技術的成熟也進一步體現(xiàn)了新興技術對重要性，且體現(xiàn)了我國依然處于工業(yè)制造低級階段，電力企業(yè)和工業(yè)制造業(yè)的改革必須堅持。希望本文對相關行業(yè)有一定的借鑒作用。

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