Необходимо ли применять двигатель преобразователя частоты для винтового воздушного компрессора
Анализ необходимости применения преобразующего двигателя частоты винтового воздушного компрессора
I. Технологический принцип и основные преимущества преобразующего двигателя частоты
Регулирование частоты вращения мотора преобразователя за счет изменения частоты питания, применение в винтовых воздушных компрессорах может привести к следующим улучшениям:
- Динамическая откликаемость: Система преобразования частоты может регулировать скорость вращения двигателя в режиме реального времени в соответствии с потреблением газа, контролировать диапазон колебаний давления в пределах ± 0,02 МПа, что значительно лучше, чем ± 0,1 МПа для установки постоянной частоты.
- Механизмы оптимизации энергоэффективности: В режиме частичной нагрузки преобразовательная установка снижает энергопотребление за счет снижения частоты вращения.Экспериментальные данные показывают, что при снижении потребления газа до 60% номинального расхода энергопотребление агрегата преобразователя частоты снижается на 28% – 35%, чем у агрегата постоянной частоты.
- Функции защиты устройствХарактеристика мягкого пуска позволяет снизить пиковый пусковой ток двигателя с 6 номинального тока постоянной частоты до менее чем в 2 раза, эффективно продлевая срок службы двигателя, подшипников и передач.
II. Оценка экономичности применимого сценария
- Сценарии, в которых необходимо применять преобразовательную частоту двигателя
- Большие колебания объема газа: Например, на автомобильной сварочной мастерской, потребление газа часто колеблется в пределах 20% – 100% номинального расхода, годовая экономия электроэнергии преобразователя может достигать 80 000 – 120 000 кВт · ч (например, 110 кВт).
- Параллельная система нескольких агрегатов: В центральной системе газоснабжения преобразовательная установка частоты может быть главным агрегатом, автоматически регулировать выход по давлению коллектора, чтобы резервная установка постоянной частоты всегда работала в зоне высокой эффективности.
- Особые технологические требования: Например, воздушный виртыватель текстильной промышленности, давление должно быть стабильным в 0,65 ± 0,01 МПа, преобразовательная установка частоты может избежать снижения качества виртывания в результате колебаний давления постоянной частоты.
- Сцена для выбранного частотного двигателя
- Рабочий режим постоянной нагрузкиВ случае непрерывного газоснабжения в химическом процессе, объем потребления газа в течение длительного времени поддерживается на уровне 80% – 100% номинального расхода, преимущества энергосбережения преобразователя частоты не очевидны.
- Краткосрочные инвестиционные проектыСнижение первоначальных инвестиционных затрат на установку постоянной частоты на 15% -20%, что может быть использовано в качестве переходного варианта в случае жестких бюджетных ограничений.
III. Сравнение затрат на весь жизненный цикл
Сравните стоимость всего жизненного цикла генераторов преобразовательной частоты и постоянной частоты (цикл 10 лет) с винтовым воздушным компрессором 110 кВт:
| Категория расходов | Преобразовательная установка частоты (10 000 юаней) | Установка постоянной частоты (в тыс. юаней) | Коэффициент разницы |
|---|---|---|---|
| Начальные инвестиции | 28 | 24 | + 16,7% |
| Стоимость энергии | 320 | 410 | -22,0% |
| Расходы на техническое обслуживание | 45 | 60 | -25.0% |
| Общие расходы | 393 | 494 | -20.4% |
Примечание: расходы на энергопотребление рассчитаны по 0,8 юаней / кВт · ч, эксплуатация 6000 часов в год; разница в расходах на техническое обслуживание обусловлена увеличением срока службы подшипников преобразователя частоты и снижением частоты замены запасных частей.
IV. Модель принятия решений о выборе
Предприятие может оценить экономичность преобразования преобразователя частоты по следующей формуле:
Период окупаемости инвестиций (годы) = (премиум на преобразовательную установку) / (годовая экономия электроэнергии × цена электроэнергии + годовая экономия на техническом обслуживании)
При расчетном результате < 3 года рекомендуется применять преобразовательную агрегацию частоты.Например, при премии на установку 110кВт 40 000 юаней, годовой экономии электроэнергии 90 000 кВт · ч, цене электроэнергии 0,8 юаней / кВт · ч, годовой экономии на техническом обслуживании 15 000 юаней, тогда период возврата = 4 / (9×0,8 + 1,5) = 0,4 года (около 5 месяцев).
V. Тенденции в области технологий
- Технология синхронного преобразования частоты с постоянным магнитомЭффективность двигателя может достигать 96% (3 – 5% выше, чем асинхронный двигатель преобразователя частоты), широко используется в высококачественных моделях.
- Интеллектуальное управление IoT: Прогнозируемое обслуживание и оптимизация энергоэффективности с помощью датчиков давления, температуры и преобразователей частоты.
- Программа системной интеграцииУстановка преобразователя частоты, резервуар для хранения газа, сушилка и фильтр образуют интеллектуальную единицу подачи газа, повышает общую энергоэффективность на 15% – 20%.
Заключение
Для больших колебаний потребления газа, высоких требований к энергоэффективности или технологически чувствительных сценариев, использование винтового воздушного компрессора с преобразовательным двигателем частоты имеет значительные экономические и технические преимущества.Предприятия должны принимать решения на основе анализа затрат на весь жизненный цикл с учетом характеристик нагрузки, политики тарифов на электроэнергию и коэффициента использования оборудования.На фоне цели «двойного углерода», технология преобразования частоты стала основным направлением энергосбережения воздушного компрессора, в новых проектах рекомендуется отдавать предпочтение преобразованию частоты, модернизация существующего оборудования должна оценить период окупаемости инвестиций, как правило, в течение 3 лет может возместить затраты на проект модернизации.