電機(jī)空壓機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試與分析
秦宏波12，胡壽根1，黃軍輝1
（1上海理工大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院，上海200093；2上海市節(jié)能服務(wù)中心，上海200040）
摘要：在對(duì)我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)能效現(xiàn)狀和空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)的。眭能測(cè)試和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行闡述。通過系統(tǒng)分析實(shí)例證明了應(yīng)用系統(tǒng)方法對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試和分析，列于提高空壓機(jī)系統(tǒng)能效具有重要意義。
關(guān)鍵詞：電機(jī)系統(tǒng)；空壓機(jī)；性能測(cè)試
中圖分類號(hào)：tm301. 4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1673-6540(2010)03-0061-05
0 引 言
電機(jī)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、被拖動(dòng)裝置、傳動(dòng)控制系統(tǒng)及管網(wǎng)負(fù)荷，其耗電量約占全國(guó)用電量的百分之60和工業(yè)用電量的百分之80，萁中風(fēng)機(jī)、泵類和空壓機(jī)的用電量分別占全國(guó)用電量的百分之10. 4、百分之20. 9和百分之9.4。2007年我國(guó)各類電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘考s為7. 28億kw，耗電量約為19 566萬kwh。目前，我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)主要存在兩方面問題：一是電動(dòng)機(jī)及被拖動(dòng)設(shè)備效率低，電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等設(shè)備陳舊落后，效率比國(guó)外先進(jìn)水平低百分之2~5；二是系統(tǒng)匹配不合理，“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低百分之10~20。因此，我國(guó)在制定節(jié)能中長(zhǎng)期規(guī)劃時(shí)將電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能列入十大重點(diǎn)節(jié)能工程，可見提高電機(jī)系統(tǒng)的能效水平對(duì)于我國(guó)的能源節(jié)約和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)具有重要意義。
雖然空壓機(jī)在電機(jī)系統(tǒng)耗電中也占有較大比重，在大多數(shù)工廠中要占其全部能耗的拜耳百分之10~40，但與風(fēng)機(jī)和泵系統(tǒng)的節(jié)能工作起步較早有所不同，近幾年國(guó)內(nèi)、外才開始重視空壓機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能和優(yōu)化問題，并且通過建立便攜式性能測(cè)試系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而提出空壓機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化方案的也比較少。本文介紹了可以進(jìn)行空壓機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試和數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有便攜性，可以對(duì)企業(yè)在用的空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和分析，對(duì)于在用空壓機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化可以提出改造建議，也可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行空壓機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)：
l 空壓機(jī)系統(tǒng)組成
典型的壓縮空氣系統(tǒng)主要由空壓機(jī)、動(dòng)力源、控制器、空氣處理設(shè)備、附件及管路分配系統(tǒng)等組成。空壓機(jī)吸人周圍大氣中的空氣并增壓至系統(tǒng)設(shè)定的壓力排人管道中，往復(fù)式、螺桿式和離心式空壓機(jī)目前應(yīng)用最為廣泛；動(dòng)力源為空壓機(jī)運(yùn)行提供動(dòng)力，以電動(dòng)機(jī)為主；控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)空壓機(jī)產(chǎn)生氣體的數(shù)量；空氣處理設(shè)備除掉空氣中的雜質(zhì)及水分，其他附件保持系統(tǒng)正常運(yùn)行；管路分配系統(tǒng)把壓縮空氣傳送到需要的地方。
根據(jù)全生命周期成本分析理論，建立在10年運(yùn)行時(shí)間基礎(chǔ)上，設(shè)備初始投資和維護(hù)費(fèi)用約分別占?jí)嚎s空氣系統(tǒng)全生命周期成本的百分之12，而電動(dòng)機(jī)消耗的電能費(fèi)用則占到百分之76。
2測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
壓縮空氣系統(tǒng)流量和壓力動(dòng)態(tài)變化非�？�，在許多系統(tǒng)中大量的空氣負(fù)荷隨機(jī)運(yùn)行，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致壓縮空氣系統(tǒng)供氣側(cè)和需求側(cè)之間的不平衡。為了客觀反映壓縮空氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化過程，必須同時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄系統(tǒng)流量、空壓機(jī)功率和系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)壓力等幾個(gè)參數(shù)。
壓縮空氣測(cè)試系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)記錄儀、流量傳感器、壓力傳感器、功率／電流傳感器和計(jì)算機(jī)五部分組成，如圖1所示。
(1)數(shù)據(jù)記錄儀擁有16個(gè)通道，可以接收來自于傳感器的4~ 20 ma標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，通過串行口可以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信。記錄儀采樣記錄間隔可以根據(jù)測(cè)試需要進(jìn)行設(shè)定，最小為1秒／次，在一般的測(cè)試中可以設(shè)為10秒／次。記錄儀除了可以由220 v電源進(jìn)行供電外，還配有呵充電電弛，在沒有220 v電源供應(yīng)時(shí)使用，兩者之間可以自由切換，充分體現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的靈活性。
(2)功率／電流測(cè)量�？諌簷C(jī)電機(jī)功率的變化可以采用功率傳感器或者電流傳感器來實(shí)現(xiàn)。功率傳感器可以直接測(cè)試空壓機(jī)組的輸入功率，電流傳感器可以測(cè)試空壓機(jī)電機(jī)的運(yùn)行電流，并通過測(cè)試空壓機(jī)電機(jī)的供電電壓后經(jīng)過計(jì)算得出空壓機(jī)運(yùn)行功率數(shù)據(jù)。根據(jù)功率變化評(píng)估空壓機(jī)在 |
