摘要：本篇文章简单介绍了各个生产工厂所需要的空气压缩机，并围绕如何能够控制空压机恒压，节能环保对空压机现状做出了具体分析。针对空压机的特点提出系统联网改造方案，经过改造的空压机不仅能够使系统气量需求得到满足，还在一定程度上提升了压缩气体的质量，使能源消耗得到降低。
关键词：空压机；改造；压缩空气；节能；恒压控制
引言：空压机是当下运行非常广泛的一种设备，在许多生产工产中都有它的存在。传统的空压机为螺杆空压机，这种气压机具有消耗能量大的缺点。随着现代经济不断发展，自动化程度的逐渐提升，设备自身开始对空压机压缩空气的气压有了恒定要求，不仅如此，在工作现场一些气动阀门、QCS系统、WIS系统等设备同样对压缩机压缩空气的气压有较高的恒定要求。机器在进行生产时，只要是可以用到空压机设备的，都要最先要求气压计的压缩空气能够到达额能的范围，有恒压工作能力，然后还要确保被压缩的空气中不能含有水或油等杂质，保证其质量过关。下文对怎样保证压缩空气系统的恒压与节能进行深刻讨论。
1 空压机改造的重要性
就目前而言，空压机已经受到了非常广泛的应用，而随着现代经济的突飞猛进，发展经济中消耗的能源也在不断增多，尤其是电能消耗格外受到各个企业的关注。伴随着社会的发展，低消耗高效率的科技越来越被企业所欢迎。所以，空压机在供气上进行不断的改进和发展，提高压缩空气的品质也是势在必行的。空压机系统联网改造已经成了现代国内发展的必要趋势。
2 空压机存在的缺点
1）因为空压机只可以通过加卸载来调节压力，所以为了使生产用气能够达到最低标准，一般会将空压机的压力带放在偏高的位置上。据调查了解，大多用户的压力带设置都在1bar以上，这种情况相当于系统白白浪费了1bar的压力。据经验了解，升高1bar压力会多消耗7%的能源。
2）不同压缩机都有独立的压力控制出口，这就会导致过滤器和干冷机的压损直接将压缩机的出口压力拉升，会出现频繁卸载的情况。而气波动会将压缩机出口压力的波动幅度放大，会导致加卸载频率增大。
3）机组频繁加卸载会导致进气系统组件的使用寿命缩短，会使机组部件出现频繁的变化，减少使用寿命。尤其是在冷却系统内部压力换热交替时，会对冷却器芯的使用寿命产生严重影响。
3 恒压自动控制
随着现代企业的不断发展，各个企业工厂中的空压机数量都在不断提升，而且根据调查得知，企业工厂中新增加的空压机比老空压机的产能大，并且都具有非常高的自动化程度，用其设备频繁且多，而在工厂中只是依靠手动控制空压机很难讲恒压控制实现。经过各个工厂对空压机系统测量计算可知，它们普遍存在的问题是高耗能。
3.1 改造控制空压机
现代许多工厂中存有的空压机都是由工人手动进行控制的。但随着现代工厂中空压机数量的不断增多和工厂中用其设备频繁且无规律的启动，常常会使压缩空气联网系统压力受到波动，使设备正常运转受到一定程度的影响。为了能够使压缩空气联网系统压力恒定，可以将其中一台空压机从原来的工频控制转化成变频控制。将控制变频信号与联网系统压力信号一起引到DCS系统中，用软件编程一个压力PID控制回路。
将上述做法应用到工厂中进行测试发现，压缩空气联网系统压力中存在的波动仍然比较剧烈。PID控制回路相对简单，不能控制其恒压，常常会因为某一设备或者几个设备的开机和运行或者是停机为原因造成变频器在0Hz到50Hz之间徘徊。出现上述情况只有以压力控制PID为基础，加上联锁控制。将这种做法应用到实践中可以得出，压力PID控制回路是由压缩空气联网系统压力设定值与测量值组成的。在一个企业设备运转正常的情况下，将空压机的压力设定为0.61M Pa，当空压机的压力值比0.55M Pa低时就会出现延迟30s的状况，然后现场出现低压警报，以此提醒操作工人对压缩空气联网系统运行进行注意。
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为了能够使该空压机不在频繁在0Hz至50Hz之间变化，可以将上文提到的PID控制输出进行恒压联锁控制。在PID控制输出上加入恒压联锁控制可以使压缩空气联网系统的压力处在0.608M Pa之下或者处在0.614M Pa之上，这种情况下由PID控制着该空压机的变频器。但是若压力处于6.08与6.14中间的情况，变频器的输出仍然保持上一次的输出值。而如果压力比0.64M Pa指大时则要停止变频器，如果压力值比0.59M Pa小则可以开启。
通过上述控制之后空压机的恒压控制效果会变好很多。但如果联网系统出现压力大幅度下降的情况，或者是该空压机在启动时压力调节的非常缓慢，则对生产需求不能满足。对于这种状况，应该在其中一种控制输出上使用控制联锁。而当空压地的压力比0.61M Pa小时则该空压机变频器可以直接输出百分之九十七。而若是该空压机的控制输出经过调解后比百分之九十七大。则该空压机变频器会再一次变成PID压力控制。上述做法可以对压力过低时调节过慢的弊端进行有效解决。
4 空压机节能理论与效益评判
4.1降低压差消耗
空压机上升1bar就会消耗掉电动机7%的电能，而将变频设备是用到空压机的恒压供气后，能够将空压机的压力分布到工作较低的压力周围，可以在一定程度上降低空压机的压差消耗。
4.2减少无功消耗
在空压机中使用变频设备，电动机在高效率情况下进行高速运转，它的功率参数会变得越来越高，而当无功消耗得到减少后，就会在一定程度上节约一部分的电力能源。
4.3减少开关电流
这种做法能在一定程度上稳定电动机的开启，使其加载期间的电流得到稳步上升，不受或减少受到的冲击。为了避免这种冲突的发生，还可以对其进行软停止，以避免反向生成的电流会给空压器带来损坏，能够有效的将空压机的使用期限延长。
5 空压机运行状态监测
现代各个企业的设备基本都会有独属于自己的DCS系统，还有覆盖全公司的MIS管理信息系统。因为这个平台的存在，企业的各个分厂才可以将现有的空压机运行状态引入到各自的DCS系统中，这种操作会方便工作在第一线的员工对现有的空压机运行状态做出了解。
现代各个工厂中拥有的空压机都是处于联网状态的，而且压缩空气设备经常被频繁使用。所以现代最需要的是将所用空压机的状况都进行十足的掌握，其中空压机的运行压力也包括在里面。针对上述所提到的要求，将企业内现存有的空压机运行状态与联网系统压力双双引入到该公司的MIS系统中，对它们进行统一的监测。这样不仅能够在任意一个公司分厂与调度室中观测了解到所有的空压机运行状况，还能够在其出现异常状况是对其进行及时的操作与调配。
结语
在现代工厂企业中，相对于其他设备来讲，空压机是一个高耗能设备。在各个企业工厂中空压站实现联网恒压控制不仅对空压机运行的效率进行了有效提高，而且还在一定程度上使压缩空气跟随用气设备开启和停止时实现恒压控制得到了保证，该做法在一定程度上实现了节能。
参考文献
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论文作者:李金虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：空压机论文; 压力论文; 压缩空气论文; 系统论文; 设备论文; 工厂论文; 节能论文; 《基层建设》2019年第27期论文;