空压站自动化节能控制系统
Mineral, Industry BU
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● 空压站的组成与能耗分析 ● 节能原理及特点 ● 自动化节能控制系统/Lafarge项目分享
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空压站的组成与能耗分析
● 市售空压机为活塞式，螺杆式，离心式三种机型。 ● 空压站主设备为空气压缩机，空气干燥器，配套过滤器，储气罐，连接 管道和阀门等组成供气系统 ● 能耗分析 ● 90%的电能转化为热能，只有10%转化为压缩空气 ● 25%浪费于泄漏，15%浪费于假性需求，真正用于生产的通常<60% ● 一般企业压缩空气的成本：0.05--0.10元/m3
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￥320K
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自动化节能控制系统 产品介绍
● 智能逻辑控制器 Intelligent logic controller
● 定时或事件开关机功能，为用户制定人性化的开关机 功能，全面提升阶段性供气现象的无人值守智能化 ● 采用模糊控制理论，通过自学习系统，建立符合实际工 况的用气模型，智能控制空压机组高效用能模式运行， 符合不同的实际用气情况 ● FIFO自保护功能，动态调节各空压机运行时间平衡 ● 系统掉电自检功能，防止掉电时系统运行出错，有效避 免系统故障 ● 手或自动切换功能，方便用户从有人到无人值守的切换 ● 多点恒压控制功能，为系统提供多级，多供气压力段的 动态调节 ● 多级多压力带控制功能，使系统更加匹配用户实际用气 模型 ● 远程网络监控功能 Schneider Electric - Industry- Mineral
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节能原理及特点 PLC变频调速
● 控制系统
● PLC+变频器+压力或流量传感器+电机+电磁阀 ● PID下的恒压（储气罐内空气压力）控制 ● 控制量：空压机转速
空压机 开关
压力设定值 空压机 开关
-
PLC+VSD
… … 空压机转速控制
调整压缩 空气输出
储气罐内 空气压力
压力/流 量传感器
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空压站的组成与能耗分析
● 空压机=电老虎？
70-80% Electric Energy 2-5% Extraodrin ary Maintenanc e 5-10% Ordinary Maintenanc e 10-20% Initial Investment
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人工启停空压机能耗
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传统上下限加载运行模式能耗
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频繁加载运行能耗
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19长Biblioteka 卸载运行能耗Schneider Electric - Industry- Mineral
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手动卸压放气能耗
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系统压力范围过大造成的能耗
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空压机维修费用
● 空压机属于高强度运行设备，频繁启动，电流对电机机件造成电流冲 击，机械连接件造成应力磨损，每年必须对设备进行维护更换零部件； 需要用户支出修理费用,该费用约占总费用的5-20%且逐年增大；
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● 为满足生产用气要求,储气罐内空气运行压力范围通常设为0. 1— 0.2mpa, 压力设定范围太大则会形成系统高压力，高传送损耗/漏气， 而系统压力每增加0.1mpa,可增加电费8%；
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人工群控运行能耗
● 多数工业企业，配备多个空压站，由多台空压机组成需配多组值班工 人，操作工实时跟踪生产工艺供气负荷，人工判断启停空压机组数量及 时间，使设备处于最佳工况。由于工作环境噪声大，设备24小时连续运 行，供气负荷频繁变动，造成工人劳动强度大易疲劳；无法长时间跟踪 仪表实时调节，造成空压站无法达到最佳工况形成运行能耗
节能原理及特点 优化系统运行工况
● 变频控制运行
● 根据用气量变化改变电机转速 ● 变频器匀速调整气体流量 ● 节约电耗
15%-50%
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节能原理及特点
● 降低电机启动能耗和维修费用
● 减少起停次数，增强可靠性，降低起动能耗与维修费用
● 提供控制精度，降低泄露损耗
● 管网系统压力变化<0.01mpa，减少传送损耗/漏气，节能
8%
● 空压站无人值守
● 自动跟踪生产工况，智能控制投运。无人值守，降低人工成本
● 远程监控，信息化管理
● 实时显示运行状态数据，接入企业信息化系统
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自动化节能控制系统 产品介绍
● 智能电效控制系统 Electric efficiency controller
● 具备市电与节电切换功能 ● 优化运行功率，保证电机的输出转矩和负荷需求精 确匹配，从而减少电能浪费，实现空压机高效运行 ● 消除频繁加卸载现象；无冲击线形启动，其最大启 动电流为电机额定电流的1.1倍，避免电流和扭矩 的峰值，可以实现无限次的安全启停，无电网谐波 污染 ● 实现过电流、过电压自我保护功能，延长设备使用 寿命 ● 防过载、过热自我保护功能；按定时、事件设定自 动开关机 ● 具有以太网通讯功能
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自动化节能控制系统 Lafarge项目分享
● Lafarge改造系统构成
● AEC2000智能电效控制系统 ● ALC2000智能逻辑控制器 ● 压力变送器 ● AFC2000智能流量控制器 *1 *1 *2 *2
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自动化节能控制系统 Lafarge项目分享
● 人工启停空压机能耗
● 开机过早与未及时关机均会造成能源浪费
● 传统上下限加载运行模式能耗
● 上下限压力固定设置，可能导致频繁加卸载 ● 空压机间无协调，存在能源浪费
● 系统压力范围过大造成的能耗 ● 人工群控运行能耗 ● 管道泄露能耗 ● 空压机维修费用
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Make the most of your energy™ 善用其效 尽享其能
附录
能耗分析细项
空压机选型余量能耗
● 通常空压站由多台空压机组成，为保证供气安全空压机数量按最大工作 负荷而设计。由于生产用风量不均衡,而装机容量需根据生产最大用风量 并留有余量设计,故实际运行中空气压缩机供风量远大于实际用风量。所 以空压站的设计选型原因先天造成空压机的运行能耗损失
● 空压机运转能源费用远大于初期投入 ● 能源费用中约40%是泄漏与假性需求
25% Leaks
15% Artifical Demand
60% Production
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空压站的组成与能耗分析
● 设计选型能耗
● 设计用量>实际需求
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自动化节能控制系统 产品介绍
● 智能流量控制器 Intelligent flow controller
● 模糊恒压控制，线形运动稳定下游系统的空气压 力，控制精度±0.05bar ● 压力显示及指定压力设定功能 ● 远程监控通讯功能，远程参数设定功能 ● 掉电自动复位功能，系统掉电后为可最大化保障 系统安全运行 ● 提高系统储气能力以适应系统突发事件 ● 帮助降低系统压力，减少泄漏及人为错误需求 ● 低压力损失无缝钢管设计，整体装置的压降不超 过0.5 psig ( 0.03bar) ● 实际调节输出压力范围 1.5—14 bar ● 使用环境温度-10℃~55℃，适用于各种工艺需求 的压缩空气恒压输送
● 系统改造后达到的效果
节能率
12%
年节约电费
● 智能化管理压缩空气监视系统 Intelligent management of air compressor system ● 建立多模式压缩空气管理系统 Set different modes of control ● 实现无人值守压缩空气优化运行系统 Unmanned air compressor system running ● 解决假性需求所导致的机组运行问题 Solve illusion problems on system running ● 提升机组整体电能使用效率 Improve electricity efficiency ● 提升机组整体产气效率 Improve air supply efficiency ● 实现分级按需恒压管网供气系统 Realize constant pressure supply