TRICON系統在氮氣壓縮機控制系統改造中的應用探討

韓振林 徐恩濤 何男

摘 要：目前，作為工業制造大國的中國，在各行各業使用的壓縮機都普遍存在資源浪費的現象，據調查，我國每年在工業制造業中空壓機的電力消耗極大，空壓機的用電量約為全國用電量的6%，與其它發達國家相比，空壓機的資源利用率仍有很大的差距，這是我國空壓機節能改造的方向和源動力?；诖?，本文對TRICON系統在氮氣壓縮機控制系統改造中的運用展開了分析。

關鍵詞：TRICON系統 氮氣壓縮機 控制系統 節能改造

我國目前的空壓機的種類有很多，通常空壓機供氣的控制方式都是通過加載和卸載的方式，在空壓機的運行中，其工作效率會直接影響工廠的生產和人們的生活。下面以中國石化儀征化纖有限公司空分裝置壓縮機控制系統改造工程為例進行分析。

一、壓縮機控制系統改造的必要性分析

中國石化儀征化纖有限公司空分裝置壓縮機控制系統原項目編號為G136、G137、G138。原系統下位機為VersaMax，上位機為EB8000觸摸屏。該GE控制系統運行長達9年之久，柜內所有系統模塊均已存在嚴重的老化現象。具體表現為：（1）PVC材質的IO模塊硬件極易損壞。（2）PLC系統會經常發生不可知原因的報錯。這些老化現象會造成機組無故停車，產生嚴重的影響。

因系統老化造成無故停車的嚴重影響：（1）機組參數一切正常，無故停車，影響生產，影響經濟收益。（2）GE控制系統卡件已經停產，備件難以采購。（3）作為關鍵機組控制系統存在很多問題，所以導致停車風險很大，如果繼續使用，必將造成巨大的經濟損失。

以上原因會造成再次開車的時間大大加長，對生產和經濟效益產生嚴重影響。因無故停車造成的經濟損失要遠遠大于系統改造的成本。所以，對壓縮機控制系統進行改造非常必要。

2空壓機壓縮機控制系統改造技術

對于空壓機而言，其電機的運行功率較大，在電機運行時通常是瞬問加載和卸載的工作方式，且空壓機在啟動瞬問也需要較大的電流。在不使用控制系統的情況下，大幅度的啟動電流會使得空壓機的電源電壓出現上下波動，使得電力機械設備磨損加重，進而減少設備的工作壽命。另一方面，傳統的空壓機在使用時，其中的拖動電機無法對自身進行速度調節，也無法自動通過壓力和流量的變動，完成降速和輸出功率的配對工作，所以盡管空壓機不會頻繁啟動，但在用氣量少時，空壓機依然要保持運行狀態，這樣往往會浪費很多電力資源。因此，結合以上兩方面，對空壓機節能改造的必要性極大。

針對中國石化儀征化纖有限公司空分裝置壓縮機的運行特點以及節能的需要，采用高可靠性的三重冗余容錯的TS3000硬件平臺完成對原GE控制系統進行改造，由沈陽鼓風機集團自動控制系統工程有限公司提供整個TRICON系統的硬件、軟件、技術服務、工程服務、技術培訓、軟件組態、系統集成、包裝運輸、開箱檢驗、安裝指導、現場測試、系統驗收和系統投運，儀化公司全過程參與。

二、1TRICON系統節能原理

由實驗數據可以了解到，在空壓機節能改造中，TRICON系統的使用有著非常顯著的作用。TRICON系統是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。在空壓機節能改造中，TRICON系統能夠使空壓機的電機輕啟輕停，極大的減小了機械的磨損，延長機械設備的使用周期;同時，TRICON系統還能夠使空壓機的運行頻率發生可控性的改變，使得電機的運行頻率能夠根據空壓機的用氣量的多少自動進行調節，在電機運行功率降低的同時減少電力資源的浪費。

2.2空壓機TRICON系統改造的意義

經過調查研究發現，一個普通的工業制造企業空壓機的成本的重要組成部分是其用電成本，不難看出，其空壓機在節能方面存在很大的漏洞，對于工業制造大國的中國而言，節約成本，減少能耗迫在眉睫，由上面TRICON系統的節能原理可以知道，使用TRICON系統的對增加空壓機的靈敏度和延長空壓機的使用周期、減少企業的運營成本，增加企業在電力行業的核心競爭力都具有重要意義。

2.3改造和控制過程

由于該技術改造是在原拖動系統的基礎上進行改造的技術，因此能夠根據選用電動機的容量和轉速對TRICON系統的型號和類型，同時還要結合TRICON系統的性能、價格和安全性能進行選擇。選擇一臺氮氣壓縮機，用TRICON系統來控制電動機的運行轉速，是通過減少空壓機電機的頻繁啟動和運行來達到節能的目的，即在供氣壓力上升時，電動機的運行速度下降，供氣壓力下降時，電動機的運行速度上升。

2.4系統調試過程

（1）在按照TRICON系統的使用說明書設定了相關數據參數后，再結合空壓機的性能進行頻率調試，且在TRICON系統正式投入使用之前，要先在驅動電動機空載運行幾分鐘，然后再以lOHz為調整段，逐漸加大頻率，在運行時，要注意電機的旋轉方向，振動和噪聲的大小以及電機的升溫情況，在經過多次實驗后，證實當最低轉速為額定轉速的60%時，效果為最佳，因此，在空壓機節能改造中TRICON系統的頻率設置一般在30Hz，這樣既小影響生產，又保證了工業制造的節能減耗效果。

（2）在上述實驗中可以看出，TRICON系統是對空壓機的主要控制設備，也是實現機組的變頻調整的重要設備。通常是三臺機器同時工作，共同完成對整個設備系統的運行的控制。

2.5改造后的機械效果

（1）因為使用了TRICON系統，整個裝置的“靈敏性”大大提高，實現了整個過程的自動化應用，從而使空壓機的運行時問減少，對電能的消耗也隨之減少。

（2）由于空壓機在改造過程中TRICON系統的使用，使得機械的使用效率增加，基本消除了排空放氣的情況，同時減少了機械設備的噪音影響，改善了空壓機制造廠的工作環境。

（3）為空壓機提供穩定的供氣壓力。在使用TRICON系統時，能夠十分方便的對空壓機進行壓力控制，能夠連續的對機器進行調節，保證壓力的穩定性和合理性，減小壓力值的變化幅度，使得供氣和供壓都能夠穩定持續。

（4）由于空壓機在設備啟動和停比在結合TRICON系統的使用后，能很好的避免啟動突增的電流對電網的沖擊，從而減少了對械設備的磨損，對機械的使用壽命的延長具有重要意義。

（5）節約電能，保護環境。在使用TRICON系統對空壓機進行改造后，電動機的重要效率大大提高，同時極大程度的節約了電能，這也問接的實現了對環境的保護，使得工業行業和電力行業的可持續發展得以實現。

三、結束語

綜上所述，在本次氮氣壓縮機TRICON系統改造過程中，不僅在經濟上控制了工業制造廠的成本，還能改善建接的保護環境，實現了氮氣壓縮機的自動化運行，因此，此種改造技術既是對傳統技術的改進，也是對國家實行可持續發展觀的響應。此項技術的成熟也進一步體現了新興技術對重要性，且體現了我國依然處于工業制造低級階段，電力企業和工業制造業的改革必須堅持。希望本文對相關行業有一定的借鑒作用。

參考文獻

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