淺析光大環(huán)保能源(江陰)有限公司空壓機(jī)變頻改造技術(shù)

(光大環(huán)保能源(江陰)有限公司，江蘇 江陰 214400)

1 單位概況

光大環(huán)保能源(江陰)有限公司即江陰市生活垃圾焚燒發(fā)電廠，由中國(guó)光大國(guó)際有限公司與江陰市政府采用BOT模式投資建設(shè)，坐落于江蘇省江陰市月城鎮(zhèn)，占地面積86.42畝，項(xiàng)目總投資5.93億元，建設(shè)總規(guī)模日處理生活垃圾1200t。配置3臺(tái)400t/日機(jī)械爐，以及3臺(tái)32.3t/h余熱鍋爐和2臺(tái)12MW汽輪發(fā)電機(jī)組，項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于GB18485標(biāo)準(zhǔn)，煙氣排放全面執(zhí)行歐盟2010標(biāo)準(zhǔn)，垃圾濾滲液經(jīng)深度處理后回用至廠內(nèi)循壞水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了滲濾液“零”排放。壓縮空氣系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)復(fù)盛空壓機(jī)4臺(tái)，兩用兩備，單臺(tái)空壓機(jī)出力為28m2/h，實(shí)際壓縮空氣系統(tǒng)負(fù)荷在40～50m3/h之間波動(dòng)，因此兩臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行存在能源浪費(fèi)現(xiàn)象。

從節(jié)能方面考慮，經(jīng)與復(fù)盛空壓機(jī)廠家及變頻器廠家多次溝通，我司決定進(jìn)行空壓機(jī)變頻改造，以實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)設(shè)備安全，經(jīng)濟(jì)，穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)述

在#1空壓機(jī)現(xiàn)有工頻運(yùn)行模式下增加一套變頻控制模式，#1空壓機(jī)工作在變頻模式下時(shí)，將根據(jù)壓縮空氣系統(tǒng)儲(chǔ)氣罐的壓力變化情況按需輸出，智能調(diào)速節(jié)能降耗，避免空壓機(jī)頻繁加卸載，降低機(jī)械磨損，保護(hù)空壓機(jī)，同時(shí)變頻啟動(dòng)為軟啟動(dòng)過(guò)程，可減輕啟動(dòng)過(guò)程對(duì)電網(wǎng)電壓的沖擊。

其變頻運(yùn)行模式下的控制過(guò)程如下。

用氣需求↑——母管氣壓↓——壓力給定值與反饋值的差值↑——PID輸出↑——變頻器輸出頻率↑——空壓機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速↑——供氣流量↑——管路氣壓趨于穩(wěn)定。

變頻控制柜與#1空壓機(jī)原PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，接受該P(yáng)LC的監(jiān)控，同時(shí)技改后#1空壓機(jī)不論是工頻運(yùn)行方式還是變頻運(yùn)行方式均能正常參與聯(lián)控，不影響現(xiàn)有空壓機(jī)智能聯(lián)控系統(tǒng)的各種聯(lián)控功能，從而使空壓機(jī)系統(tǒng)在各種組合運(yùn)行方式下均優(yōu)先保證壓縮空氣系統(tǒng)安全，穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

目前我司壓縮空氣系統(tǒng)母管壓力維持在0.65MPa～0.7MPa之間波動(dòng)，實(shí)施變頻改造后，將更進(jìn)一步精確恒壓輸出(精確到0.01MPa)控制，可將排氣壓力穩(wěn)定在系統(tǒng)所需求的最小壓力范圍，避免無(wú)謂的壓力升高造成的能耗浪費(fèi)，同時(shí)提高輸氣質(zhì)量，延長(zhǎng)氣動(dòng)設(shè)備的壽命。為解決空壓機(jī)主電機(jī)因低頻運(yùn)行的散熱不良問(wèn)題，需在#1空壓機(jī)主電機(jī)尾部增加一臺(tái)散熱量足夠的工頻軸流風(fēng)機(jī)，變頻柜內(nèi)設(shè)置該散熱風(fēng)機(jī)的供電和控制部分。

3 研發(fā)動(dòng)機(jī)

壓縮空氣系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)復(fù)盛空壓機(jī)4臺(tái)，兩用兩備。單臺(tái)空壓機(jī)出力為28m3/h，實(shí)際壓縮空氣系統(tǒng)負(fù)荷在40～50m3/h之間波動(dòng)，因此兩臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行存在能源浪費(fèi)現(xiàn)象。

4 市場(chǎng)分析于需求預(yù)測(cè)

空壓機(jī)變頻器運(yùn)行，相比較工頻運(yùn)行，直接節(jié)省25%～35%的電量，為公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。

5 技術(shù)可行性分析

變頻器改造廣泛，應(yīng)用于燃煤電廠，技術(shù)成熟可靠。

6 項(xiàng)目實(shí)施情況

2014年10月完成立項(xiàng)審批。

2015年5月完成招標(biāo)，簽訂合同。

2015年8月完成#1空壓機(jī)變頻器改造工作。

2015年8月25日#1空壓機(jī)變頻器進(jìn)入試運(yùn)行。

2015年10月30日完成#1空壓機(jī)變頻器改造。

7 研發(fā)投入

#1空壓機(jī)變頻器投資19萬(wàn)，項(xiàng)目總投資19萬(wàn)。

8 效益分析

8.1 改造后空壓機(jī)變頻器運(yùn)行成本分析

8.1.1 改造后運(yùn)行方式

在日常運(yùn)行中，#1空壓機(jī)變頻器保持24h正常運(yùn)行。#2，#3，#4空壓機(jī)做定期切換。

8.2 改造后節(jié)能分析

8.2.1 #1空壓機(jī)參數(shù)

空壓機(jī)型號(hào):SA160A(160kW)1臺(tái),

運(yùn)行時(shí)間：8300H/年,

加載電流：320A(160kW),

卸載電流：180A(90kW)。

8.2.2 #1空壓機(jī)變頻改造前耗電記錄

#1空壓機(jī)工頻運(yùn)行一天的電量記錄為，10月26日16：00為2128.27，10月27日22:45為2189。經(jīng)計(jì)算工頻運(yùn)行時(shí)平均每小時(shí)用電量為(2189.60-2128.27)*80/30.75h=158kWh。

8.2.3 #1空壓機(jī)變頻改造后耗電記錄

#1空壓機(jī)變頻運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際記錄電量表數(shù)據(jù)為，2015年9月14日13:00為764.01，2015年10月14日14:00為1737.94。經(jīng)計(jì)算變頻運(yùn)行時(shí)平均每小時(shí)用電量為(1737.74-764.01)*80/721=108.06kWh。

8.2.4 #1空壓機(jī)變頻改造后年節(jié)約電費(fèi)

全年按照8300h運(yùn)行時(shí)間，電費(fèi)按照0.5元/度計(jì)算，#1空壓機(jī)變頻改造后每年可節(jié)約電費(fèi)約(158-108)*8000h*0.5=20.75萬(wàn)元。一年內(nèi)可收回投資成本。

9 項(xiàng)目預(yù)期效果

我司空壓機(jī)系統(tǒng)年運(yùn)行8300h計(jì)算，每臺(tái)空壓機(jī)年均運(yùn)行20075h，其中加載時(shí)間為55%，卸載時(shí)間為45%，加載電流為303A。卸載電流為195A，根據(jù)廠家初步測(cè)算節(jié)能效率為30%，我司上網(wǎng)電價(jià)為0.5元/kWh，預(yù)計(jì)每臺(tái)機(jī)預(yù)計(jì)全年可以節(jié)約電費(fèi)13.92萬(wàn)元，預(yù)計(jì)收回投入約3年。