智能節電器在發酵空氣補給系統中的運用

摘 要：本文旨在通過我單位新瑞豐生化公司在發酵生產過程中使用智能節電器有效控制空氣補給量的原理來說明其經濟性和可行性。

關鍵詞：智能節電器 空氣補給系統 運用

一、引言

在生物發酵生產過程中，空氣的補給是必需的，但需量卻由于階段的不同而變化較大，僅僅通過增減空氣壓縮機的開機臺數來調節空氣流量的傳統作法，不可避免地造成了能源的浪費。本文旨在通過我單位新瑞豐生化公司在發酵生產過程中使用智能節電器有效控制空氣補給量的原理來說明其經濟性和可行性。

二、慨況

該公司生產二工段（僅以該工段來列舉，下同）現有4L-40/3.2活塞式無油潤滑空氣壓縮機9臺（配套電機：Y315M2-8；輸出功率：132kw；額定轉速：741r/min），一般生產情況下需開空壓機6臺套，據以往歷年統計，該工段空壓機平均每單臺套單位耗電量為92kwh，在使用智能節電器對其中一臺空壓機采用智能變頻控制后，該工段空壓機平均每單臺套單位耗電量為86.5kwh，節電率為6%。

三、原理

1、控制原理

根據感應電動機的轉速關系： n=60f（1-s）/p

p —— 電機極數

f —— 電機定子輸入頻率

s —— 電機轉差率

當電機定子輸入頻率f下降時，電機轉速n降低，轉矩不變時，電機輸出功率下降，則電機輸入功率下降，即耗電量下降。

2、活塞式壓縮機原理

壓縮機的排氣量： Q0=λhn′Vh

Q0 —— 排氣量

λh —— 排氣系數

n′ —— 活塞往復速

Vh —— 活塞行程容積

由上可知排氣量Q0與活塞往復速n′成正比。

壓縮機的指示功率：

Ρ=P1′Vhn′λvk(ε1-1/k-1)/60(k-1)

Ρ —— 壓縮機功率

P1′—— 實際吸氣壓力

λv —— 容積系數

k —— 絕熱指數

ε —— 實際壓力比

壓縮機的功率Ρ和活塞往復速n′成正比。

智能節電器事先根據工藝要求設定一個壓力數值，工作時其在空氣總管道上自動采集一個壓力數值與設定值相比較，當采集到的數據大于設定值時，則節電器將自動降低電機的輸入頻率以減少空壓機的排氣量，使空壓機的輸出功率得以降低；反之，則自動提高電機的輸入頻率以增加空壓機的排氣量，使空壓機的輸出功率得以提高，這樣就形成了一個閉環反饋控制回路。

四、經濟性

一臺132kw智能節電器一次性投資為128000元，年利率（貸款利率）為10%，電費按不含稅價0.53元/kwh計算，二工段投入智能節電器前后相比每小時少耗電(92kwh-86.5kwh)/臺×6臺=33kwh，每年節約電費33kwh×0.53元/kwh×24h×30天×11個月=138520.8元/年，按資金回收期法計算投資回收期n為：

n={lg[138520.8/(138520.8-0.1×128000)]}/ lg(1+0.1)=1.0173（年）

即一年可將設備投資額回收（前提是在這期間不發生智能節電器的維護費，發酵生產維持現狀，全年滿負荷生產十一個月，六臺空壓機的出氣量全年平均約有1/2臺的排氣余量，否則，將會延長回收期）。

五、結論

作者簡介：蔣敏（1963—），男，江蘇無錫人，學歷：大專；工作單位：江西核工業地質局二六三大隊。