一种压缩空气系统和控制方法技术方案

一种压缩空气系统和控制方法，包括空气压缩机中至少有一台空气压缩机具有变频器；检测组件用于对出口管道内的用气参数进行检测；阀门组件，连接在吸气阀和油气分离器之间，用于形成空气压缩机内部空气循环，降低空气压缩机进出口的压差,减少启动和卸载的扭矩；功能切换模块用于改变空气压缩机电力拖动方式，使空气压缩机在工频和变频控制之间切换；控制器用于根据检测的参数变化计算和调整变频器的输出频率以调整供气；系统在需求压力范围内求出效率最高的压力，将此值赋值PID控制空气压缩机动作；当多台空气压缩机工作时，设置加卸载压力值，控制变频器的启停；计算露点温度，自动启停干燥机和实现能效最优运行，提高工作效率，降低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种压缩空气系统和控制方法
本专利技术涉及一种压缩机领域，尤其涉及一种压缩空气系统和控制方法。
技术介绍
在工业生产领域压缩空气是必不可少的一种动力源，现有工厂因生产需量不同，均装置对应产气量的空气压缩机组及配套设施，压缩空气系统是生产领域的主要能耗动力源之一。空气压缩机在生产压缩空气时需要消耗大量电能，以普遍的生产100PsiG(7Kg/cm3G)压缩空气系统为例，吸气量为100ICFM的空气压缩机工作一个小时大约需要消耗20HP的电能，空气压缩机的能源利用率非常低只有20.8％左右。大部分空气压缩机站的工作模式是：设定加卸载压力(或空气压缩机组间有阶梯加卸载压力)，卸载一定时间停机，管网压力低于启动压力时增加空气压缩机台数启动，冷干机不管能否达到空气被压缩到压力对应的露点温度而一直工作。由于工厂的环境是不断变化和生产工艺需求不同，对压缩空气要求最低压力也是不同的，但空气压缩机生产商只制造一定压力范围的空气压缩机，使用者并不知道在满足的压力范围内哪个供气压力值空气压缩机效率最高，及冷干机的露点温度何值最节能。若为了安全供气设定偏高的供气压力，空气压缩机供气管道到干燥机出气总管段的压力损失不断增大，增加空气压缩机供气压力的能耗。这种的空气压缩机站运行管理方式存在较大的能源浪费，在如何合理使用压缩空气及空气压缩机工作效率如何提升，既满足工艺生产需求，又能动态调节各参数是空气压缩机站始终处于最高能效状态运行，已成为空气压缩机行业需要解决的关键技术问题。同时，现有的空气压缩机站设备计算机管理系统，只是实现设备自动远程的启停和状态监测，管网的压力过高或过低，由依赖操作人员判断增加机组投入运行或停止运行，或原预先的管理程序设定的空气压缩机组轮循启停，并不能计算用气负荷量来选择空气压缩机机组中的何台最适于启停运行，也不能实时计算每台空气压缩机的工作效率或输入功率比kW/(m3.min-1)和统计显示空气压缩机的能耗。实际上，压缩空气系统的运行是否合理可以被检测，如果存在操作弊病和设计有问题，经过工艺改进之后，压缩空气系统将来的运营费用和其运行维护成本大大降低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种工作效率更高，维护成本更低的一种压缩空气系统和控制方法。本专利技术的技术解决方案是：一种压缩空气系统，包括：至少一台变频器，还包括空气压缩机模块，与所述变频器连接，用于压缩空气系统生产压缩空气；检测组件，连接于所述空气压缩机模块，用于对空气压缩机模块出口管道内的用气参数进行检测；控制器,分别连接所述变频器、检测组件和空气压缩机模块，用于根据接收的参数信号,生成控制信号，并对具有所述变频器的空气压缩机模块)进行控制；并根据参数的变化来计算并调整变频器的输出频率。其中，所述空气压缩机模块包括：与电机连接的空压机头，与所述空压机头出气口连接的油气分离器，以及连接在所述空压机头进气口处的吸气阀；还包括：阀门组件，连接在所述吸气阀和油气分离器之间，用于形成空气压缩机内部空气循环，降低空气压缩机进出口的压差,减少空气压缩机启动和卸载的扭矩；干燥装置，与所述油气分离器连接，用于经空气压缩机出口压力和进口温湿度确定冷冻式干燥机的设定温度，自动启停冷冻式干燥机；其中，所述空气压缩机模块还包括压力检测组件，与所述油气分离过滤器连接，用于实时检测油气分离器进出口的压差，根据所述压差设定压差增大极限报警。其中，所述阀门组件进一步包括依次连接在所述吸气阀和油气分离器之间的用于消除噪音的消音器，用于降低压差和卸载扭矩的电磁排气阀和用于维持压力的第二压力维持阀。其中，所述检测组件包括：温度传感器，连接在所述空气压缩机模块的排气出口，用于检测空气压缩机出口的排气温度；压力传感器，连接在所述空气压缩机模块的排气出口，用于检测空气压缩机出口的排气压力；流量计，连接在所述空气压缩机模块的排气出口，用于检测空气压缩机出口的排气流量；温湿度传感器，连接在所述空气压缩机模块的入口处，用于检测入口温湿度信息；以及所述控制器还用于根据所接收的对应的参数信号的变化来计算并调整所述变频器的输出频率。本专利技术还提供了一种压缩空气控制系统，包括至少一台工频空气压缩机，所述工频空气压缩机还包括具有变频器的空气压缩机，用于改变电力拖动方式为变频控制，所述控制系统还包括：空气压缩机模块，与所述变频器连接，用于压缩空气系统生产压缩空气；检测组件，连接于所述空气压缩机模块，用于对空气压缩机模块出口管道内的用气参数进行检测；控制器,分别连接所述变频器、检测组件和空气压缩机模块，用于根据接收的参数信号,生成控制信号，并对具有所述变频器的空气压缩机模块)进行控制；并根据参数的变化来计算并调整变频器的输出频率。功能切换模块，连接于所述空气压缩机模块和控制器之间，用于改变空气压缩机电力拖动方式，使空气压缩机在工频和变频控制之间切换；控制器，分别连接所述变频器，检测组件和空气压缩机模块，用于根据检测组件检测的参数的变化来对至少一台空压机从工频切换至变频,以调整空压机系统的供气；对已经切换的变频空压机，根据检测的参数变化计算和调整变频器的输出频率。其中，所述功能切换模块包括星三角/软启动器、变频器和开关组件，所述开关组件一端连接星三角启动/软启动器和变频器，所述开关组件另一端连接所述空气压缩机模块，用于切换空气压缩机拖动方式。其中，所述空气压缩机模块包括电机,作为所述变频器和软启动器电源总开关的进线开关；所述开关组件包括第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器，所述变频器的一端接口U1/V1/W1连接于所述进线开关，所述变频器的另一端接口U2/V2/W2连接于所述第一断路器；所述软启动器的一端接口连接于进线开关，所述软启动器另一端接口连接于所述第二断路器；所述第三断路器和第四断路器与电机形成星三角形连接，所述第一断路器、第二断路器、第三断路器的一端分别与所述电机连接，用于第一断路器闭合，电机实现变频控制；第二断路器闭合，电机实现软启动控制；第三断路器和第四断路器闭合，电机实现星三角启动。本专利技术还提供了一种压缩空气控制方法，用于调整压缩空气系统的供气，所述方法包括：检测压缩空气出口管道的用气参数,根据参数的变化来对至少一台空气压缩从工频切换至变频控制,以调整压缩空气系统的供气；对已经切换的变频空气压缩机，根据检测的参数变化计算和调整变频器的输出频率。其中，所述计算包括：在需求压力范围内求出效率最高的压力，将此值赋值PID控制变频空气压缩机的变频器输出频率，维持压缩空气系统的效率最高压力点；当多台空气压缩机工作时，设置加卸载压力值，控制变频器的频率输出或启停，维持效率最高压力供气；根据露点温度的计算，自动启停干燥装置；实现自动能效监控。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过改进压缩空气系统的流程工艺制造、自动化管理控制方式，解决了诸多工程实际问题；本专利技术通过把至少一台工频电机改为变频器拖动的电机，并通过改进工艺技术，增加阀门和检测仪表，减小了设备的启动电流，根据压力自动调节输出频率，实现了电机的节能控制；根据环境温湿度和压力情况计算露点温度，实现冷干机的自动启停，降低能耗；增加压差传感器，判断过滤器的压力损失并提示需要更换或者清洗的报警信息，以上整体提高了压缩空气系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩空气系统，其特征在于，包括：至少一台变频器，所述压缩空气系统还包括：空气压缩机模块(200)，与所述变频器(101)连接，用于压缩空气系统生产压缩空气；检测组件(300)，连接于所述空气压缩机模块(200)，用于对所述空气压缩机模块(200)出口管道内的用气参数进行检测；控制器(400),分别连接所述变频器(101)、所述检测组件(300)和所述空气压缩机模块(200)，用于根据接收的参数信号，生成控制信号，并对具有所述变频器的空气压缩机模块(200)进行控制；并根据参数的变化来计算并调整所述变频器(101)的输出频率。

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气系统，其特征在于，包括：至少一台变频器，所述压缩空气系统还包括：空气压缩机模块(200)，与所述变频器(101)连接，用于压缩空气系统生产压缩空气；检测组件(300)，连接于所述空气压缩机模块(200)，用于对所述空气压缩机模块(200)出口管道内的用气参数进行检测；控制器(400),分别连接所述变频器(101)、所述检测组件(300)和所述空气压缩机模块(200)，用于根据接收的参数信号，生成控制信号，并对具有所述变频器的空气压缩机模块(200)进行控制；并根据参数的变化来计算并调整所述变频器(101)的输出频率。2.根据权利要求1所述的压缩空气系统，其特征在于，所述空气压缩机模块(200)包括：与电机连接的空压机头(201)，与所述空压机头(201)出气口连接的油气分离器(202)，以及连接在所述空压机头(201)进气口处的吸气阀(203)；还包括：阀门组件(204)，连接在所述吸气阀(203)和油气分离器(202)之间，用于形成空气压缩机内部空气循环，降低空气压缩机进出口的压差,减少空气压缩机启动和卸载的扭矩；干燥装置(205)，与所述油气分离器(202)连接，用于经空气压缩机出口压力和进口温湿度确定冷冻式干燥机的设定温度，自动启停冷冻式干燥机。3.根据权利要求2所述的压缩空气系统，其特征在于，所述空气压缩机模块(200)还包括：压力检测组件(206)，与所述油气分离过滤器(202)连接，用于实时检测油气分离器(202)进出口的压差，根据所述压差设定压差增大极限报警。4.根据权利要求2所述的压缩空气系统，其特征在于，所述阀门组件(204)进一步包括依次连接在所述吸气阀(203)和油气分离器(202)之间的用于消除噪音的消音器(70)，用于降低压差和卸载扭矩的电磁排气阀(71)、和用于维持压力的第二压力维持阀(72)。5.根据权利要求1所述的压缩空气系统，其特征在于，所述检测组件(300)包括：温度传感器(10)，连接在所述空气压缩机模块(200)的排气出口，用于检测空气压缩机出口的排气温度；压力传感器(20)，连接在所述空气压缩机模块(200)的排气出口，用于检测空气压缩机出口的排气压力；流量计(30)，连接在所述空气压缩机模块(200)的排气出口，用于检测空气压缩机出口的排气流量；温湿度传感器(35)，连接在所述空气压缩机模块(200)的入口处，用于检测入口温湿度信息，以及所述压力传感器(20)，温度传感器(10)和流量计(30)分别与所述控制器(400)相连，所述控制器(400)还用于根据所接收的对应的参数信号的变化来计算并调整所述变频器的输出频率。6.一种压缩空气系统，包括至少一台工频空气压缩机，其特征在于，所述工频空气压缩机还包括具有变频器(101)的空气压缩机，用于改变电力拖动方式为变频控制，所述系统还包括：空气压缩机模块(200)，与所述变频器(101)连接，用于压缩空气系统生产压缩空气；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明生，李先安，
申请(专利权)人：深圳思步工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44