Для чего нужен частотный преобразователь на компрессоре?

Всем добрый день.
Сегодня я бы хотел вам рассказать о винтовых компрессорах с частотным преобразователем. Сто́ит частотник достаточно прилично (примерно 20-30% от стоимости компрессора) и нужно точно понимать стоит ли вам за него переплачивать или нет.
— Во-первых: прежде всего нужно понимать, что частотный преобразователь позволяет существенно сократить энергопотребление компрессора (до 70%) при низком расходе воздуха. То есть, если у вас потребление воздуха на производстве периодически меняется, то частотный преобразователь позволит сэкономить существенное количество электроэнергии. Если же потребление сжатого воздуха постоянное, то смысла покупать компрессор с частотным преобразователем нет.
— Во-вторых: частотный преобразователь логично приобретать с компрессорами мощностью от 22 кВт. Модели меньшей мощности достаточно укомплектовать ресивером. У меня на прошлой работе на предприятии стоял компрессор Harrison HRS-942600 на 18,5 кВт. производительностью в 2600 литров в минуту с отдельностоящим вертикальным ресивером HARRISON HRS-T9990010 на 900 литров. Этого ресивера вполне хватало для оптимальной работы установки.

Так же при выборе компрессора с частотным преобразователем стоит обращать внимание на глубину регулирования производительности. Чем больше этот диапазон, тем больше денег вы сможете сэкономить. Например, у винтовых компрессоров HARRISON диапазон регулирования от 35% до 100%.

Источник

Применение частотного привода в компрессорном оборудовании

Статья посвящена частотному приводу электродвигателей компрессоров и критериям их выбора.

На многих компрессорах мощность электродвигателей выбирается с учетом максимальной производительности оборудования, хотя время, соответствующее работе оборудования с максимальной производительностью, составляют, как правило, 15-20% общего времени его работы. Поэтому двигатели, работающие с постоянной частотой вращения, потребляют заметно (до 60%) больше электроэнергии, чем требуется для работы оборудования в оптимальном, учитывающем производительность, режиме работы.

Основными препятствиями, сдерживающими до недавнего времени широкое внедрение частотных приводов (ПЧ), были относительно высокая цена на ПЧ и отсутствие представителей фирм-изготовителей, обеспечивающих техническую поддержку при внедрении ПЧ, гарантийное и послегарантийное его обслуживание. В настоящее время в странах СНГ сформировалась сеть специализированных внедренческих фирм, занимающихся как продажей, так и техническим сопровождением продукции практически всех ведущих производителей ПЧ.

Что касается цены на ПЧ, то сложившаяся практика внедрения оборудования показывает, что наиболее приемлемый срок окупаемости инвестиций на приобретение ПЧ не должен превышать два года, что должно учитываться при решении вопроса экономической целесообразности внедрения ПЧ.

Основные технические характеристики ПЧ разных производителей достаточно близки по принципам построения силовой части преобразователей и элементной базе. Основные отличия оборудования, предлагаемого зарубежными фирмами, связаны с используемым интерфейсом пользователей, процедурами программирования, набором реализуемых функций управления и контроля. В силу этих особенностей, ценовой диапазон ПЧ одной и той же мощности имеет достаточно широкий разброс, что требует четкого знания особенностей применения ПЧ с целью исключения избыточного по функциональным возможностям (и цене) оборудования, как, например, у фирмы «Mitsubishi Electric».

Для обеспечения оптимального выбора оборудования необходимо предварительно обследовать объект внедрения частотного привода, так как важнейшим условием достижения максимальной эффективности внедрения частотного привода является правильная (оптимальная) настройка частотного привода, учитывающая следующие особенности:

По результатам анализа технических и ценовых показателей наиболее приемлемыми изделиями в настоящее время является продукция фирм «Danfoss» и «Schneider Electric», имеющих, к тому же, развитую сеть технического сопровождения продаваемой продукции.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Источник

ЧАСТОТНЫЙ ПРИВОД: «ЗА» И «ПРОТИВ»

Развитие энергосберегающих технологий – одна из актуальнейших задач, стоящих сегодня перед отечественными промышленными предприятиями.

Если говорить о компрессорном оборудовании, то первым качественным шагом в решении вопросов энергосбережения стало широкое внедрение в производственные процессы винтовых компрессоров. Именно после их появления на рынке стал возможным переход к децентрализованной системе обеспечения сжатым воздухом. Компактные, малошумные, почти не требующие материальных затрат на монтаж, винтовые компрессоры практически полностью вытеснили поршневые в диапазоне производительности от 1 до 10 м 3 /мин. И на многих предприятиях, перешедших к децентрализованной системе обеспечения сжатым воздухом и использующих винтовые компрессоры, уже получен значительный экономический эффект.

Следующим шагом в направлении развития энергосберегающих технологий стала разработка в середине 90-х годов прошлого столетия винтовых компрессоров с частотным приводом. В чем же особенность этих компрессоров?

Особенности компрессоров с частотно-регулируемым приводом и их преимущества

Современный частотно-регулируемый привод состоит из асинхронного двигателя и преобразователя частоты. Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую и приводит в действие винтовую пару.

Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты. А название «частотно-регулируемый электропривод» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты, подаваемого на него напряжения питания.

Внедрение частотного привода в компрессорной технике предполагало получение целого ряда преимуществ, по сравнению с обычными винтовыми компрессорами.

• При пуске асинхронного электродвигателя обычного компрессора пусковые токи превышают номинальные в несколько раз, что ведет к перегрузке сети и ограничению допустимых включений компрессора в течение часа. Напротив, компрессор с регулируемой производительностью запускается в работу плавно, соответственно и число операций пуска у него меньше.

• «Частотник» при работе поддерживает необходимое давление в системе с точностью до 0,1 бар и немедленно реагирует на изменение давления в сети. (Для справки: каждый лишний бар давления нагнетания увеличивает электропотребление компрессора на 6-8%).

• Реальная производительность «частотника» точно соответствует реальной потребности в сжатом воздухе.
В результате минимизируется энергозатратный период холостого хода, во время которого асинхронный двигатель обычного воздушного компрессора потребляет около 25-30% своей номинальной мощности.

Для наглядной демонстрации преимуществ «частотника» обычно приводятся две диаграммы, показывающие общие затраты на производство сжатого воздуха за несколько лет эксплуатации у компрессора без частотного привода и у «частотника».

Видно, что экономия электроэнергии при эксплуатации воздушного промышленного компрессора с частотным приводом достигает 35%.

О чем молчат поставщики компрессорного оборудования

Можно ли полностью доверять той информации, которую преподносят поставщики компрессорного оборудования?

Не всегда. Говоря об экономии электроэнергии и приводя характерные диаграммы, большинство производителей компрессорной техники сознательно умалчивают о режимах эксплуатации оборудования.

Не существует ни одного каталога оборудования, в котором приведенные выше диаграммы сопровождались бы комментарием, описывающем режим работы, для которого эти диаграммы рассчитаны.

Как видно из таблицы, наибольший эффект при использовании «частотника» по сравнению с компрессором, имеющим традиционную систему управления «нагрузка – холостой ход – остановка» был получен лишь на предприятиях, где потребление существенно меняется в течение дня. Там, где оно более-менее постоянно, эффективность применения «частотника» оказалась значительно ниже. Понятно почему: ведь при загрузке обычного компрессора стремящейся к 100 % время работы на холостом ходу сводится к минимуму.

Рассмотрим подробнее типовой образец аргументации в пользу компрессора с частотным приводом. В качестве примера анализируется работа винтового компрессора с электродвигателем мощностью 60 кВт и максимальным давлением 10 бар, загруженным на 70% с годовой наработкой 4000 часов. Сообщается, что при замене этого компрессора на аналогичный «частотник» годовая экономия электроэнергии составит 78926 кВт*час или «частотник» окажется экономичнее на 33%.

78926 кВт*час берутся из расчета:
— экономия за счет минимизации времени холостого хода – 48000 кВт*час (60,82% от общей экономии);
— отсутствие потерь из-за разгрузки внутренней системы компрессора (ресивера воздушно-масляного сепаратора) – 806,4 кВт*час (1,02%);
— экономия за счет отсутствия «перекачки» пневмосистемы по давлению – 15120 кВт*час (19,16%);
— экономия из-за меньших утечек из пневмосистемы – 5400 кВт*час (6,84%);
— экономия за счет отказа от ременной передачи и замены ее прямой (электродвигатель – муфта – винтовой блок) – 9600 кВт*час (12,16%).

Далее, приводится методика расчета указанных «процентов экономии». И при анализе предложенных расчетных формул возникает ряд вопросов.

Во-первых, почему при загрузке компрессора на 70% время холостого хода составляет 30%? Ведь винтовой компрессор работает в режиме «нагнетание – холостой ход – остановка (режим ожидания)». В методике расчета время ожидания по какой-то причине совершенно отсутствует, то есть почему-то предполагается, что компрессор вообще не останавливается во время работы?

Во-вторых, расчет экономии за счет минимизации времени холостого хода строится на предположении, что «средняя частота разгрузок 20 раз в час». Предположение более чем спорное. В момент пуска компрессора электрическая нагрузка значительно увеличивается. По этой причине столь частых включений-выключений стараются избегать. Интересно, что об этом же пишет сам автор: «… обмотки электродвигателя приходится изготавливать с учетом этих больших пусковых нагрузок, а также ограничивать допустимое количество запусков в час».

Большинство производителей компрессорного оборудования отмечают, что допустимое число включений в течение часа для компрессоров с мощностью электродвигателя от 37 до 75 кВт составляет 6-12 раз. Именно поэтому, утверждение о «средней частоте разгрузок 20 раз в час» выглядит немного странно?

Таким образом, если учесть, что компрессор для пескоструя работает в режиме холостого хода все-таки не 30% времени, а несколько меньше, и ограничить частоту разгрузок (не более 10 раз в час), то полученное значение экономии электроэнергии за счет минимизации времени холостого хода – 48000 кВт*час – можно уменьшить в два раза.

Большие сомнения вызывает и последний пункт – экономия за счет отказа от ременной передачи. В данном случае, сравнение ременной и прямой передачи совершенно некорректно, так как существуют компрессоры с прямой передачей, но без частотного привода. И очень многие производители компрессорной техники имеют в своем модельном ряду компрессоры, как с прямой, так и с ременной передачей.

Что касается других пунктов экономии, то с ними можно согласиться.

Из рассмотренного выше следует, что годовая экономия электроэнергии может составить не 78926 кВт*час, а всего 45326,4 кВт*час. Получается, что «частотник» экономичнее не на 33%, а всего на 19% (что, кстати, отчасти согласуется с данными таблицы). А при увеличении загрузки более 70%, уменьшении времени холостого хода и числа включений в час, экономия может быть еще меньше.

Таким образом, эффективность использования винтового компрессора с частотным приводом зависит от режима работы оборудования, потребляющего сжатый воздух, а фирмы-производители в рекламных целях нередко склонны завышать выигрыш от его использования.

Помимо использования «частотника» существуют и другие, нередко более простые решения, ведущие к той же цели – минимизации затрат на производство сжатого воздуха.

Прежде всего, уже упоминавшаяся децентрализованная система обеспечения сжатым воздухом. В этом случае вместо одного мощного поршневого компрессора, не всегда полностью загруженного, устанавливается несколько компрессоров с меньшей производительностью непосредственно на производственных участках. Здесь гораздо проще подобрать компрессор точно в соответствии с реальным потреблением воздуха. И если обеспечить ему загрузку на уровне не менее 80%, это в значительной степени нивелирует многие преимущества, которые сулит установка «частотника».

Другой интересный вариант – использование нескольких винтовых компрессоров, объединенных в единую сеть с общим пультом управления. При пиковых нагрузках система компрессоров работает полностью, а при уменьшении потребления воздуха один или несколько компрессоров автоматически отключаются. Данное техническое решение также позволит получить реальную экономию электроэнергии.

Кроме того, установка нескольких, например, четырех обычных винтовых компрессоров, объединенных в систему с общим управлением, позволит помимо сокращения энергопотребления обеспечить столь необходимый резерв сжатого воздуха в случае выхода из строя одного компрессора. В этом случае, общая производительность компрессоров уменьшится всего на 25%, в то время как выход из строя одного «частотника» полностью остановит все производство. Попробуйте оценить возможные убытки от каждого дня простоя всего производственного оборудования и сравнить их со стоимостью сэкономленной электроэнергии. На некоторых предприятиях простой в 2-3 дня принесет потери, превышающие размер годовой экономии электроэнергии.

Так все-таки, быть или не быть компрессорам с частотным приводом? Конечно, быть! Преимущества «частотника» очевидны, особенно если их правильно использовать. Например, очень перспективным представляется техническое решение, при котором компрессор с частотным приводом работает в паре с обычным компрессором для СТО.

Вместе с тем, следует отметить, что не стоит воспринимать «частотник» в качестве универсального средства для решения проблем энергосбережения! Компрессор с частотным приводом имеет смысл приобретать только после приведения в порядок всей пневмосистемы предприятия: проведения децентрализация и устранения утечек из пневматических магистралей. Надо также учесть, что начальные инвестиции на проект с «частотником» в 1,3-1,5 раза выше, чем на проект с обычным компрессором, и чтобы окупить эту разницу тоже требуется время.

В заключение, потребителям компрессорного оборудования хочется напомнить старинную поговорку – «не все золото, что блестит». Поэтому, перед тем, как приобретать «частотник» следует хорошенько взвесить все «за» и «против» и только после этого сделать выбор.

Источник

Использование компрессора с частотным преобразователем серии INVERSYS

Зачем нам нужен компрессор с частотным приводом? Попробуем разобраться

Реорганизация компрессорного парка одна из наиболее важных задач для российских предприятий. На многих предприятиях остались мощные поршневые компрессорные установки с различной производительностью от 10-100 м3/мин. Данные компрессоры, как правило, не имеют системы регулирования производительности, за исключением сброса излишек сжатого воздуха в атмосферу. Часто возникает ситуация, когда для производства небольшого количества сжатого воздуха, приходится запускать компрессор большой мощности с высоким потреблением электроэнергии.

Кроме того, в силу долгой эксплуатации компрессоры морально и физически устарели, уже не достигается заявленная производительность, имеют место большие потери при производстве сжатого воздуха. Такая картина не позволяет говорить о какой-либо экономии при производстве сжатого воздуха, наоборот, можно говорить о проблемах из-за:

Для уменьшения расходов при производстве сжатого воздуха, на предприятиях стали прибегать к децентрализованной схеме снабжения сжатым воздухом, устанавливая локальные винтовые компрессоры (компактные, малошумные — серия Tidy; более мощные — серия DVK). На многих предприятиях экономический эффект от перехода к децентрализованной системе составил сотни тысяч рублей.

Следующим шагом в развитие энергосберегающих технологий в 1995 году стала разработка винтовых компрессоров с частотным приводом — серия «INVERSYS».

Частотно-регулируемый привод состоит из асинхронного двигателя и преобразователя частоты. Наша компания использует комплектующие передовых европейских компаний: преобразователь частоты (EMERSON, АВВ), электрический двигатель (WEG).

Отметим некоторые технические особенности нового электродвигателя «WEG W22»:

Двигатели линии W22 производятся с использованием высококачественного чугуна, что обеспечивает максимальную износоустойчивость и высокую производительность в агрессивных средах.

Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую и приводит в действие винтовую пару. Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты. А название «частотно-регулируемый электропривод» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты напряжения питания, подаваемого на двигатель от преобразователя частоты.

При пуске обычного асинхронного электродвигателя пусковые токи превышают номинальные в четыре с лишним раза, что ведет к перегрузке сети и ограничению допустимых включений компрессора в течение часа, а компрессор с регулируемой производительностью запускается в работу плавно, соответственно и число операций пуска у него меньше.

Компрессор с частотным преобразователем, поддерживает постоянное рабочее давление в системе с точностью до 0,1 бар и немедленно реагирует на изменение давления в сети. А ведь каждый лишний бар давления нагнетания увеличивает электропотребление компрессора на 6-8%.

И, наконец, самый весомый вклад в экономию электроэнергии — точное соответствие производительности компрессора с частотным приводом реальной потребности в сжатом воздухе в данный момент времени.

Существует несколько вариантов установки компрессоров для получения экономии электроэнергии

Первый вариант — установка нескольких винтовых компрессоров, соединенных в единую сеть с общим пультом управления, позволит помимо сокращения энергопотребления обеспечить столь необходимый «резерв» сжатого воздуха в случае выхода из строя одного компрессора.

При пиковых нагрузках компрессорная станция работает полностью, а при падении потребления воздуха один или несколько компрессоров автоматически отключаются. Сделав это, уже можно получить вполне реальную экономию электроэнергии.

Второй вариант — компрессор с частотным приводом работает в паре с обычным винтовым компрессором, тем самым мы также получаем экономию электроэнергии + 50% резерв, если один из них выходит из строя.

Считается, что компрессор с частотным приводом имеет смысл использовать только при работе компрессора в режиме 20-70% нагрузки, при нагрузке свыше 80% экономия электроэнергии уже не так заметна, возможно, здесь имеет смысл ставить компрессор с постоянной производительностью. А так же важно понимать, что компрессор с частотным приводом не будет экономить Вам электроэнергию, если в Вашей сети есть утечки.

Из последнего графика мы можем наблюдать, что в среднем экономия электроэнергии составит 24%. Также необходимо учесть, что начальные инвестиции на проект установки компрессора с частотным приводом существенно выше, чем на проект установки обычного компрессора. Чтобы окупить эту разницу требуется время. В среднем при рваном графике потребления сжатого срок окупаемости проекта установки компрессора с частотным приводом может составлять от 12 до 36 месяцев.

Оборудование компрессорного цеха

Компрессор представляет собой устройство, обеспечивающее получение и дальнейшее использование энергии сжатого газа.

Винтовые компрессоры мощностью 15 кВт

Ключевой особенностью винтовых компрессоров малой мощности является низкий уровень вибраций и полное отсутствие пульсаций газа на выходе из компрессора.

Винтовые компрессоры с осушителем и ресивером

Когда на производстве есть потребность в большом количестве сжатого воздуха, прибегают к использованию винтовых компрессоров.

Источник

Винтовые компрессоры с частотным приводом: особенности и преимущества

Винтовые компрессоры с регулируемой скоростью вращения электродвигателя имеют ряд неоспоримых преимуществ перед аналогами с дискретной системой регулирования производительности (без частотного привода) при использовании на производствах, где нужна переменная производительность воздушного потока при стабильном давлении. С ним вы снизите затраты на электричество до 35%. Примеры подобных агрегатов Atlas Copco – это винтовые компрессоры GA 7-110VSD+ и GA110-315VSD.

Частотный привод (преобразователь) – это электронный блок, контролирующий частоту вращения электрического двигателя, что необходимо для регулирования объема потребляемой электроэнергии. Суть работы устройства – замедление скорости вращения вала компрессорного блока, когда установка работает не на полную мощность.

Энергоэффективность

Винтовой компрессор с частотным приводом устанавливает линейную зависимость между потребляемой электроэнергией и объемами сжатого воздуха, снижает производительность, когда в максимальной нагрузке нет необходимости.

Электрооборудование с переменной скоростью вращения электродвигателя отслеживает давление, проводит анализ отклонений от заданных параметров, исходя из этих данных, увеличивает либо снижает скорость вращения двигателя. Мониторинг скорости оборотов дает:

Снижение нагрузок на электросети во время запуска

На старте компрессор без частотного привода затрачивает в 8 раз больше электроэнергии, чем во время работы в режиме максимальной производительности. Наличие преобразователя обеспечивает плавный старт, что позволяет избежать пиковых нагрузок на электросеть.

Отсутствие перепадов давления

Рабочими показателями для компрессорного оборудования без частотного привода являются перепады давления от 0,5 до 2 бар. При его наличии этот показатель снижается до 0,1 бар.

Купить винтовой компрессор с частотным приводом

Всегда ли купить компрессор с VSD – лучшее решение? Когда можно обойтись без преобразователя? Специалисты нашей компании помогут вам определить целесообразность покупки компрессора c «частотником», проанализировав потребности и рабочие режимы вашего производства.

На сайте официального дистрибьютора Atlas Copco в ЦФО вы можете купить винтовой компрессор с частотным приводом с необходимой вам мощностью и производительностью. Мы доставим покупку, при необходимости проведем аудит пневмосетей, монтаж и пусконаладку. Получите профессиональную консультацию прямо сейчас по телефону +7(903)651-63-89.

Источник