空壓機節(jié)能改造方案

南京茂鼎食品有限公司空壓機系統(tǒng)節(jié)能改造方案目錄1用戶概況..............................................................................................1.1壓縮空氣系統(tǒng)運行概況................................................................................1.2目前系統(tǒng)現(xiàn)狀分析...................................................................................1.3系統(tǒng)設(shè)備及參數(shù).....................................................................................2系統(tǒng)組建原則..........................................................................................3節(jié)能系統(tǒng)實施方案......................................................................................3.1空壓機節(jié)能原理.....................................................................................3.2節(jié)能控制系統(tǒng)........................................................................................3.3空壓機節(jié)能改造帶來的益處............................................................................3.4系統(tǒng)節(jié)能方法及設(shè)備連接..............................................................................3.5節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益概算...................................................................................103.6設(shè)備材料表..........................................................................................104節(jié)能改造實施內(nèi)容......................................................................................4.1節(jié)能改造流程圖.....................................................................................114.2施工方式描述........................................................................................124.3施工流程...........................................................................................12施工組織..............................................................................................5.1施工質(zhì)量要求........................................................................................135.2施工安全要求........................................................................................135.3確保文明施工的技術(shù)組織措施.........................................................................146.4確保工期的技術(shù)組織措施..............................................................................14工程調(diào)試..............................................................................................竣工驗收..............................................................................................施工及驗收標(biāo)準(zhǔn).........................................................................................1用戶概況南京茂鼎食品有限公司是一家從事瓶裝純凈水的民營企業(yè)；地址在南京市江寧區(qū)九竹路58號；年能耗費用約為300萬-400萬元，其中主要能耗設(shè)備為空氣壓縮機、注塑機及生產(chǎn)線設(shè)備等。1.1壓縮空氣系統(tǒng)運行概況南京茂鼎食品有限公司壓縮空氣系統(tǒng)有高壓和低壓兩個系統(tǒng)，高壓系統(tǒng)（3Mpa-4Mpa）主要包括：2臺200kw無潤滑空氣壓縮機，8臺25kw小型空氣壓縮機，及其冷干機等設(shè)備；運方式為24小時運行，200kw的一用一備，其他小型空氣壓縮機為供氣量不足時緊急啟用；低壓系統(tǒng)（0.9Mpa-1Mpa）主要包括1臺90kw螺桿機壓縮機和1臺45kw螺桿壓縮機及其冷干機等設(shè)備；運行方式為90kw和45kw空壓機同時24小時運行。1.2目前系統(tǒng)現(xiàn)狀分析目前南京茂鼎食品有限公司壓縮空氣系統(tǒng)控制仍采用早期手動控制方式。加卸載靠上下限設(shè)定壓力運行，壓力偏高區(qū)域段運行，半載或空轉(zhuǎn)狀態(tài)效率低等，因此存在著用電浪費現(xiàn)象；1.3系統(tǒng)設(shè)備及參數(shù)表1參數(shù)參數(shù)類型一：類型二：類型三：類型四：1.空壓機類型：活塞壓縮機活塞壓縮機螺桿壓縮機螺桿壓縮機2.空壓機型號LW-16140Y180-4BMC-280/33.廠家江西氣體壓縮機///4.電機額定功率：200kw25KW90kw45kw5.電機額定電流：384A44A//6.實際運行電流：210A-310A36A//7電機額定電壓：380V380V380V380V8數(shù)量2臺8臺1臺1臺系統(tǒng)組建原則本方案所提出的空壓機節(jié)能系統(tǒng)能夠達(dá)到以下的技術(shù)要求原則：實用性——符合生產(chǎn)、安全、管理、各項業(yè)務(wù)要求，簡便易用。成熟性——整體結(jié)構(gòu)和技術(shù)上采用當(dāng)前成熟的方案和技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化——在系統(tǒng)平臺和開發(fā)平臺選型時，遵循國際標(biāo)準(zhǔn)及工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)及文件格式、網(wǎng)絡(luò)通訊規(guī)格、通訊接口。高性價比——充分利用現(xiàn)有資源，滿足生產(chǎn)需求的前提下，合理增加設(shè)備，節(jié)能系統(tǒng)實施方案3.1空壓機節(jié)能原理空氣壓縮機系統(tǒng)所包括設(shè)備有空氣壓縮機、干燥設(shè)備、過濾設(shè)備、輸送管線等主要組件設(shè)備。而其中更以空氣壓縮機為最大能源耗設(shè)備，因此在壓縮空氣系統(tǒng)的能源節(jié)約上，必須首先要求空氣壓縮機的高效率運行。由于結(jié)構(gòu)原理的原因，大部分空壓機為了穩(wěn)定壓力，采用上下限壓力控制模式：上限壓力設(shè)定要比滿足工藝要求的壓力大；當(dāng)輸出壓力大于上限值時，自動卸載半載運行，或關(guān)閉進(jìn)氣閥門空載運行，甚至停機。這種控制模式主要能耗浪費表現(xiàn)在：a.系統(tǒng)存在工作壓力偏高區(qū)域段，產(chǎn)生無謂的附加能耗；b.系統(tǒng)存在半載運行或空轉(zhuǎn)狀態(tài)，在該狀態(tài)，電機工作效率很低，電能浪費嚴(yán)重；c.系統(tǒng)存在頻繁的啟動、停止，工頻啟動電流大，對電網(wǎng)沖擊大，電機軸承磨損大，設(shè)備維護(hù)量大，也會影響電機的使用壽命。同時這種上下限壓力的調(diào)節(jié)方式，使得管網(wǎng)壓力波動大，不穩(wěn)定，精度低，不利于工廠生產(chǎn)工藝的要求。針對以上存在的問題，我們引進(jìn)世界先進(jìn)技術(shù)，采用高性能的矢量變頻恒壓控制技術(shù)，根據(jù)用戶壓縮空氣的需求量，精確匹配輸出電機功率，使輸出壓力不超調(diào)不過度，避免電能浪費；通過調(diào)壓調(diào)頻軟啟動，使的壓縮機啟動電流大幅度降低，避免壓縮機啟動時，啟動電流過大對設(shè)備造成的沖擊和損害；同時壓力穩(wěn)定也可使用氣設(shè)備生產(chǎn)工藝得到保證，十分有利于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。3.2節(jié)能控制系統(tǒng)現(xiàn)有壓縮空氣系統(tǒng)有高壓系統(tǒng)（3Mpa-4Mpa）和低壓系統(tǒng)（0.9Mpa-1.0Mpa）其中壓系統(tǒng)200kw空壓機一用一備，25kw空壓機8臺均為備用；低壓系統(tǒng)90kw空壓機和45kw空壓機同時運行；根據(jù)上述情況我對200kw空壓機、90kw空壓機、45kw空壓機進(jìn)行節(jié)能改造。在對空壓機進(jìn)行節(jié)能改造的同時為保證不影響系統(tǒng)正常運行；用由變頻控制的空壓機來調(diào)節(jié)總出氣流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)出口壓力恒定的目的。該系統(tǒng)節(jié)能系統(tǒng)主要由觸摸屏、PLC(CPU、模擬量輸入/輸出模塊、開關(guān)量輸入/輸出模塊)，現(xiàn)場儀表、變頻器等設(shè)備組成，如圖1所示。PLC為整個系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)分析后給出模擬信號來控制變頻器，從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。用戶可根據(jù)生產(chǎn)的實際情況選擇手動調(diào)速和自動調(diào)速圖1PLC控制系統(tǒng)框圖3.3空壓機節(jié)能改造帶來的益處a．節(jié)能降耗使空壓機壓力上下限控制方式變?yōu)楹銐嚎刂疲箍諌簷C系統(tǒng)輸出與所需功率精確匹配，減少壓力偏高區(qū)域的無謂高能耗損失，避免卸載或空載運行時的低效率工作狀態(tài)，節(jié)電率可達(dá)10～30%。b．電網(wǎng)增容、提高有功功率將功率因數(shù)由0.7～0.8提高到0.96以上，大大減少了無功電流，降低了線路損耗，提高了電網(wǎng)質(zhì)量和供電效率。對供電設(shè)備而言，相當(dāng)于起到了增容的作用。c．軟起動、保護(hù)空壓機設(shè)備使用空壓機專用高效智能節(jié)電系統(tǒng)可實現(xiàn)電動機的軟起動，起動平滑無沖擊。這樣一方面可以減小起動時對電動機和電網(wǎng)的沖擊，既保護(hù)了電動機，延長了其使用壽命，對電網(wǎng)而言又可以算是增加了系統(tǒng)的裝機容量。另一方面，由于減輕了空壓機啟動和加載時的電流沖擊，從而延長了機械和模具的使用壽命，減輕了噪聲。優(yōu)良的軟啟動允許空壓機頻繁啟停機，高效智能節(jié)電系統(tǒng)是讓空壓機用停機來代替原來的空載運轉(zhuǎn)狀態(tài)，這樣就大大降低了液壓油的溫度，延長了液壓油和設(shè)備的使用時間。d．保護(hù)功能完善、操作方便生產(chǎn)中不需要對節(jié)電設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，全程自動跟蹤控制，且有多種（過流、超載、過壓、欠壓等）保護(hù)功能，簡單、安全、方便。e.降低噪聲改造后設(shè)備噪音降低約為10dB，設(shè)備動作更穩(wěn)定，環(huán)境得到一定改善。f.內(nèi)置旁路/節(jié)能功能，保證安全連續(xù)生產(chǎn)旁路/節(jié)能轉(zhuǎn)換功能方便用戶在任何時候，進(jìn)行節(jié)能和旁路運行狀態(tài)切換。g、柜內(nèi)獨立分風(fēng)道設(shè)計全封閉獨立風(fēng)道設(shè)計，防塵、防氣、防腐蝕，適應(yīng)惡劣環(huán)境。極大提升節(jié)能系統(tǒng)在機械、石材、冶金、礦山、紡織、化工、塑膠、造紙、印染、水泥、中纖板等惡劣環(huán)境行業(yè)長期可靠運行。3.4系統(tǒng)節(jié)能方法及設(shè)備連接針對不同工況現(xiàn)場，我們可以量身定制，確保節(jié)能系統(tǒng)的最佳性價比。高壓系統(tǒng)200KW一用一備的空壓機站采取一拖二的控制方式，即，一套空壓機節(jié)能系統(tǒng)（內(nèi)置一臺高性能矢量變頻器），在現(xiàn)場可以方便切換控制現(xiàn)場任意一臺空壓機臺，不受控制的空壓機臺，按原來操作方式控制。這樣既可以實現(xiàn)一用一備操作方式，又可以實現(xiàn)一臺變頻節(jié)能運行一臺工頻運行的操作方式。在滿足現(xiàn)場的工藝要求前提下，最大程度的節(jié)能。圖2-壓縮空氣系統(tǒng)（3Mpa-4Mpa）圖3-壓縮空氣系統(tǒng)（0.9Mpa-1Mpa）圖4-變頻改造主回路示意圖3.5節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益概算以200kw，一用一備的空壓機系統(tǒng)節(jié)能改造進(jìn)行分析：1.節(jié)能改造前用電量200KW的空壓機系統(tǒng)在每年的用電量(KW)空壓機電機平均負(fù)載率按70%，每天開機24小時，每年按330天算 每年用電量(KWH)=200KW ×70%×24小時×330=1108,800KWH每年電費(電價按每度0.87元/度計算)每年電費=年用電量×電價=1108,800×0.87元/kwh=964,656元/年2..200KW空壓機系統(tǒng)節(jié)能改造后的效益根據(jù)本行業(yè)及我公司多年來對空壓機系統(tǒng)節(jié)能改造經(jīng)驗及現(xiàn)場生產(chǎn)工藝的情況，按20%計算(系統(tǒng)實際節(jié)能率以對比實測數(shù)據(jù)為準(zhǔn))每年節(jié)省電費=每年電費×20%=964,656元/年×20%=192,931元/年則200KW的空壓機節(jié)能改造后每年可節(jié)省電費約19萬元，同理可求得90kw空壓機節(jié)能改造后每年可節(jié)省電費約8.7萬元，45kw空壓機節(jié)能改造后每年可節(jié)省電費約4.3萬元。3.6設(shè)備材料表表2序號名稱型號數(shù)量1變頻柜200KW1套2變頻柜90KW1套3變頻柜45KW1套4Plc控制器S7-2001套5觸摸屏TPC1062KS1臺6壓力變送器RPT27信號電纜RVSP2*0.75若干8電源線纜3*2403*953*25若干9電工材料輔材若干4節(jié)能改造實施內(nèi)容4.1節(jié)能改造流程圖4.2施工方式描述線管線槽路由：采用￠25金屬線管連接變頻柜，盡量利用現(xiàn)有弱電系統(tǒng)金屬線槽。通訊電纜：傳感器與控制器之間采用RVSP2*0.75屏蔽電纜、變頻柜與原控制柜之間采用RVV2*0.75電纜與動力YJV3*240電纜。將現(xiàn)場控制采集到變頻柜plc內(nèi)實現(xiàn)儀表與控制器同步顯示及數(shù)據(jù)處理。新增加傳感器安裝：如果需要，重新安裝各傳感器。備注：實際施工內(nèi)容以現(xiàn)場為準(zhǔn)。4.3施工流程線槽線管安裝固定線槽線管內(nèi)電纜敷設(shè)傳感器安裝儀表連線轉(zhuǎn)換控制器安裝傳感器調(diào)測定標(biāo)儀表調(diào)測定標(biāo)系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào)系統(tǒng)實施對比驗收施工組織5.1施工質(zhì)量要求工程的質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)范：建筑標(biāo)準(zhǔn)委員會頒布的《薄壁鋼導(dǎo)管管路施工及驗收規(guī)范》。CECS100:98建設(shè)部頒發(fā)的《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》。GB/T50314---2000建設(shè)部頒發(fā)的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》。JGJ/T16-92.建設(shè)部頒發(fā)的《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》，GB50303-2002.5.2施工安全要求抓好現(xiàn)場施工人員的安全教育，制定施工安全措施，搞好現(xiàn)場文明施工安全生產(chǎn)的宣傳工作。進(jìn)入施工現(xiàn)場，必須戴好安全帽，不準(zhǔn)穿拖鞋、高跟鞋和赤腳上班。交叉作業(yè)和高空作業(yè)時要注意安全，高空作業(yè)要系好安全帶。施工現(xiàn)場必須做好防物體打擊和防高空墜落的措施。各工種的工長必須對施工人員進(jìn)行書面的安全技術(shù)交底。人字梯底部要拉牢，單邊梯與地面的夾角以60°～70°為宜，梯子下端應(yīng)有防滑措施。電焊機兩頭的接線端子處要有防護(hù)罩。進(jìn)行焊接業(yè)務(wù)時，作業(yè)場所應(yīng)清除一切易燃、易爆物品，防止防生火災(zāi)和爆炸事故。在自然光線不足的作業(yè)點或夜間作業(yè)時，應(yīng)設(shè)置足夠的照明設(shè)備，特殊場所應(yīng)按規(guī)定使用安全電壓的照明。不準(zhǔn)在設(shè)備運行時進(jìn)行擦洗和檢修，嚴(yán)禁將頭、手伸入機械行程范圍內(nèi)。搞好消防和保衛(wèi)工作，落實好防火及防盜措施。確保安全生產(chǎn)的技術(shù)組織措施我們將采取必要措施加強對施工隊伍的人身安全、設(shè)備安全的教育，對每一道安裝工序要設(shè)專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)把各種材料進(jìn)場質(zhì)量關(guān)、設(shè)備驗收關(guān)、安裝質(zhì)量關(guān)。采取動態(tài)管理與靜態(tài)管理相結(jié)合的方法，實時控制各道工序。5.3確保文明施工的技術(shù)組織措施遵守國家法律及當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)規(guī)定與條例。維護(hù)用戶的利益與形象。施工作業(yè)時嚴(yán)禁打斗、說笑、亂扔工具和雜物，嚴(yán)禁吸煙，嚴(yán)禁擅自離開施工現(xiàn)場,嚴(yán)禁帶電作業(yè)。如必須帶電作業(yè)時，應(yīng)穿絕緣鞋，同時應(yīng)有人監(jiān)護(hù)。保持施工和生活場所的清潔衛(wèi)生、文明施工，嚴(yán)禁隨地大小便，嚴(yán)禁隨地丟廢棄物，施工后的場地垃圾做到人走場凈。施工人員不在工地食宿。6.4確保工期的技術(shù)組織措施a、技術(shù)準(zhǔn)備我公司工程設(shè)計人員與工程器進(jìn)行技術(shù)聯(lián)絡(luò)；組織施工圖的會審、交底工作，相關(guān)人員閱讀和熟悉施工圖紙；檢查前期線管預(yù)埋，橋架安裝情況；了解熟悉相應(yīng)設(shè)備安裝配合情況；b、安裝前準(zhǔn)備工作組織項目管理人員做好施工方案的編制工作。做好施工所用的機械器具的維護(hù)、保養(yǎng)工作。做好主要施工機械器具的配置、準(zhǔn)備工作。明