业界
INDUSTRY

如何为压缩机选择一款经济高效的电机

如何为压缩机选择一款经济高效的电机
  可靠性是关键因素,但还须考虑功率、电网和用户工厂设计

  选择驱动低密度聚乙烯(LDPE)和空气分离设备压缩机的大型电机时,用户考虑的因素包括投资成本、环境影响和长期可靠性。简而言之,用户期望用尽可能低的总拥有成本使用一款经济高效的电机。
 
  LDPE和空气分离设备压缩机的成功运行牵动着巨额资金,包括气体和化学品的销售额、设备运行的能源成本以及有关运行可靠性、维护和停机方面的成本。
 
  最终用户都知道应该避免停机成本。以一台平均年产25万吨LDPE的设备为例。如果设备每年运行8000小时,产品销售价格是10000元/吨,那么每小时的LDPE生产价值约为31.2万元。所以,24小时的生产价值就是750万元。对于一台40万吨的设备来说,每天的生产价值将高达1200万元。
 
  电能消耗和二氧化碳(CO2)排放也对总拥有成本产生重大影响。计算LDPE和空气分离设备电机的总拥有成本时,电力成本是最大的组成部分。对电能消耗的改进估计可使每台电机在20年使用寿命中节省340万元的电能。实现的节约可以显著影响利润,同时还具有巨大的环境效益,即在这20年里减少大约86吨的CO2温室气体排放。 
 
  1、可靠性是重中之重
 
  LDPE和空气分离设备的操作人员通常希望各过程能连续运行数年。而实现最佳的可用性和可靠性需要一个高效的维护计划。当执行设备维护时,运维人员必须以高效的方式完成。为了做到这一点,用户需要采用现代化的维护手段和先进的理念。
 
  常见的选择是由定速同步电动机驱动往复式压缩机。除了这些高价的硬件设备以外,建造LDPE厂房时还希望将3D建模、有限元方法(FEM)分析等现代工程工具和先进的配件作为解决方案的一部分。
 
  空气分离企业通常采用“制造-拥有-运营”模式。客户不仅关注初始投资成本,而且更重要的是,还需关注持续运行、用电量、可用性、停机和维护成本。这些构成设备的总拥有成本,任何一家气体制造商或设备厂商,都需要尽量使这些成本最小化。驱动压缩机的电机通常使用时间很长,需要以较高的电能效率运行,并遵照定制的维护计划。
 
  从总拥有成本角度来看,意外停机是致命的。因此在做出任何购买决定之前,必须充分考虑维护问题。人们通常期望设备能够100%不停歇地运行。虽然这是不现实的,但我们可以采取必要的预防措施,最大限度地减少维护时间和意外停机。
 
  应与可以提供阶段性维护计划的供应商合作,以便制定无忧的维护计划并确保随时可以得到全面的支持。预测性维护现在变得越来越重要,并且可以对总拥有成本产生积极的影响。
 
  2、考虑电网和功率
 
  电机并非孤立运行,而是需要依赖于电网。大型电机可以对连接网络产生影响,从而导致各种干扰并直接或间接影响总拥有成本。因此解决方案是制造启动电流低的大型电机,从而避免对电网造成不当影响,并减少对昂贵、复杂的开关设备的需求。
 
  与感应电机不同的是,同步电机可以始终控制转子电流。同时可以利用可编程逻辑控制器(PLC)或自动调压器(AVR)解决方案配置功能并引入继电器和保护装置。因此高度灵活,可以满足所需的特定启动方式和浪涌电流。
 
  由于设计简单、成本低,直接启动(DOL)通常是LDPE压缩机电机的首选启动方法。对于功率较高的电机,可能需要更精确地控制启动事件。这种情况下,可以采用很多解决方案。对于体积最大的超大型压缩机电机,用户可能希望使用变速驱动器(VSD)或自耦变压器启动方式。
 
  总而言之,通过全面分析,用户可以选择出最有效的启动策略,这将有助于减少干扰并降低总拥有成本。
 
  功率因数与电机对电网的影响密切相关,所以应包括在任何总拥有成本计算中。同步电机设计会补偿供电网络所需的功率因数,因此可以控制无功功率。如果需要控制功率因数或补偿无功功率,则可以使用同步电机代替感应电机。
 
  同步电机的功率因数通常在1.0到0.8(超前)范围内。当功率因数超前时,电机会对电网产生无功功率。尽管可以通过电容器组处理无功功率,但有时客户仍需要支付无功功率费用。
 
  3、满足工厂需求的设计
 
  如今,总拥有成本的直接优势推动着人们追求更高的功率和负载:电机越大,可以驱动的压缩机越大。机组功率越高,意味着设备可以采用较少的压缩机组获得同样的产量,从而节省工程时间、空间和投资成本。
 
  冷却是另一个需要考虑的关键方面。适当的冷却器可以实现最高的输出、可靠性、运行时间和效率,从而为总拥有成本带来优势。
 
  若不考虑安全问题,那么总拥有成本的计算便是不完整的。LDPE和空气分离过程涉及潜在的爆炸性化学环境,必须管理并尽量降低风险。
 
  如果不遵守安全法规和标准,可能会导致设备损坏、人员受伤、生产损失和政府部门的罚款,从而增加用户的总拥有成本。
 
  总拥有成本
 
  为更大型压缩机选择合适的电机时,必须考虑许多变量:购买价格、每台设备生产时的能源和运行成本,以及停机和维护费用。用户应系统地分析在设备预期使用寿命期内的所有成本因素,并得到准确的总拥有成本估值。
如何为压缩机选择一款经济高效的电机
 
  • 温馨提示:如果您喜欢本文,请与我们联系索取原文。
    E-mail: magazine@compressor.cn