¿Qué pasa cuando el compresor de aire de frecuencia de potencia produce demasiado gas?

Descripción técnica sobre el efecto del exceso de producción de gas del compresor de aire de frecuencia de potencia y el esquema de tratamiento

Debido a las características de diseño del compresor de aire de frecuencia de potencia, cuando la producción de gas es mayor que la demanda real, puede causar problemas en la operación del equipo, la gestión de la eficiencia energética y el mantenimiento del sistema. Después de revisar sistemáticamente las especificaciones técnicas de la industria y los casos de práctica, el impacto potencial y la solución se explican de la siguiente manera:

I. Riesgo de operación de equipos

1. Shock de arranque y parada frecuente

• Fenómeno: cuando el consumo de gas disminuye bruscamente, el compresor se inicia y se detiene rápidamente a través del interruptor de presión, lo que resulta en un aumento de los tiempos de arranque y parada del motor y un aumento del desgaste de los contactores, rodamientos y otras partes.
• Caso: un fabricante de automóviles debido a la fluctuación del gas de la línea de producción, el número promedio diario de arranque y parada del compresor alcanzó 120 veces, y la tasa de fallas del equipo aumentó en un 40% año tras año.

2. Desperdicio de energía no cargada

• Principio: la máquina de frecuencia de potencia todavía consume el 20 – 40% de la potencia nominal en el estado de descarga, la operación sin carga continuada causará un desperdicio de energía.
• Datos: Un generador de frecuencia de potencia de 11kW consume alrededor de 2.2 – 4.4kWh por hora sin carga, y la energía de desperdicio anual puede alcanzar 15.000 – 30.000kWh.

3. Sistema de lubricación deteriorado

• Riesgo: la operación a largo plazo de baja carga conduce a una circulación de aceite lubricante deficiente, lubricación insuficiente de rodamientos, engranajes y otras partes, acelerando el desgaste mecánico.
• Criterios de prueba: El análisis ferrométrico del aceite lubricante muestra que la concentración de partículas metálicas excede el riesgo estándar durante más de 500 horas de operación sin carga.

Deficiencias de la gestión de la eficiencia energética

1. Potencia específica aumenta significativamente

• En comparación, la potencia específica nominal es de aproximadamente 7,9 kW / m3 / min, que puede aumentar a 12,5 kW / m3 / min con una carga del 50% y la eficiencia energética disminuye en un 36%.
• Fórmula de cálculo: Potencia específica = potencia del eje (kW) ÷ volumen de escape (m3 / min)

2. Contaminación armónica de la red

• Fenómeno: el arranque y apagado frecuentes producen choque de corriente, lo que resulta en la fluctuación del voltaje de la red eléctrica y afecta la estabilidad de funcionamiento del equipo de precisión.
• Monitoreo: La tasa de distorsión de voltaje puede exceder el límite estándar nacional del 5% cuando se detecta con el analizador de calidad de energía eléctrica.

III. Desafíos de mantenimiento del sistema

1. Sobrecarga del sistema de refrigeración

• Principio: la operación a largo plazo de baja carga conduce a la radiación de calor desigual del enfriador, la temperatura local demasiado alta causa el riesgo de carbonización del aceite.
• Detección: La imagen térmica infrarroja muestra que la velocidad de oxidación del aceite se acelera 2 – 3 veces cuando la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del enfriador es superior a 15 °C.

2. Vibración de tubería intensificada

• Fenómeno: el arranque y parada frecuentes del compresor conducen a la pulsación del flujo de aire, causando la resonancia de la tubería, causando el riesgo de fuga en la conexión de la brida.
• Estándar: API 618 requiere que la velocidad de vibración de la tubería se controle por debajo de 7.1 mm / s.

IV. Optimización de la solución

1. Esquema de transformación de conversión

• Principio: la velocidad del motor se regula mediante el convertidor de frecuencia para lograr la coincidencia dinámica de la producción de gas y el consumo de gas.
• Beneficios: la tasa de ahorro de energía puede alcanzar el 20 – 50%, los tiempos de arranque y parada se reducen en un 90%, y la vida útil del equipo se prolonga en 2 – 3 años.

2. Sistema de Control Centralizado

• Configuración: Implementar el control de enlace de varios compresores, ajustar automáticamente el número de unidades de funcionamiento de acuerdo con la demanda de gas.
• Caso: Después de la transformación de una empresa de alimentos, la eficiencia de operación del equipo se mejora en un 35% y la tarifa anual de electricidad se ahorra 180,000 yuanes.

3. Optimización de la red de tuberías

• Mejora: acortar la longitud de la tubería, aumentar el diámetro de la tubería, reducir el número de codo y reducir la pérdida de presión.
• Cálculo: el consumo de energía del compresor se puede reducir en un 3 – 5% por cada disminución de la caída de presión de la tubería en 0,05 MPa.

4. Esquema de expansión del tanque de gas

• Función: Aumentar la capacidad de almacenamiento de gas para amortiguar las fluctuaciones de gas y reducir el tiempo de arranque y parada del compresor.
• Selección de tipo: se recomienda configurar el volumen del tanque de almacenamiento de gas de acuerdo con el 15 – 20% del consumo máximo de gas.

Se recomienda que las empresas establezcan un sistema de gestión de eficiencia energética (AEMS) para monitorear y analizar los datos de funcionamiento del compresor en tiempo real. Para el problema del exceso de producción de gas, se debe adoptar la transformación de frecuencia variable y el esquema de control centralizado, y la optimización de la red de tuberías y la expansión del tanque de almacenamiento de gas deben implementarse simultáneamente. Al seleccionar equipos, se recomienda elegir productos con función de ajuste inteligente y certificación de evaluación de eficiencia energética del sistema de aire comprimido ISO 11011. Realizar auditorías periódicas de eficiencia energética, y se recomienda actualizar el sistema cada dos años para mejorar continuamente la eficiencia energética.