气压机和空压机在石化行业应用十分普遍。气压机是将炼化过程中产生的石油气加压液化回收，空压机则为企业提供生产用气。由于石化企业的生产是连续不间断的，因此要求气压机和空压机常年连续运行，如果停止运行，轻则影响生产，重则造成设备及人身事故。

在设计选用气压机和空压机的电动机容量时，通常是按设备满负荷长时间运行来选择的，故设计容量一般都偏大。在实际运行中电动机的负载率偏低，且轻载运行的时间所占比例很大。如采用变频调速运行，则可大大提高电动机的运行效率，达到节能的效果，并可减小机械的磨损，延长设备的寿命。

对于气压机，为了防止入口压力过低造成气压机喘振，一般通过反飞动阀向入口侧反送气，造成重复作功而浪费大量电能。采用变频调速后，可以通过调整气压机的转速来保持入口压力恒定在设定的范围内运行，不开火炬阀和反飞动阀，保证比较佳的节能效果。

对于空压机，一般采用调整出口门开度来调整出口压力，当出口门开度减小时，电动机的运行功率减小并不多，空压机运行在低效状态，同样造成大量电能浪费。如果用变频器调速，则可根据需要的用气量动态调节空压机的出口压力恒定，提高了空压机的运行效率，达到节能的目的。

二、空压机变频调速节能改造

某石化集团公司一厂有活塞式空压机三台，制气量为40m3/h和20m3/h；电动机功率分别为250kW一台，130kW两台。每台空压机出口有气压罐，通过阀门连接到总气管上。气压罐上装有自动放气阀，在气压过高时可自动开启放气阀以保证空压机的安全。要求出口压力不小于0.45MPa，大于0.5MPa时自动排空。根据生产用气量的变化，一般运行一台大机或运行两台小机即可满足生产用气的需要；在用气高峰期，短时运行一大一小两台空压机。

 

在空压机的运行中有四大问题是用户一直致力解决的：
(1) 如何提高供气质量 (2) 如何节约高额的电费开支 (3) 如何降低工作环境的噪音 (4) 如何延长空压机的使用寿命（检修周期）

2.1 原空压机电控系统的缺点

1.                    空压机电动机采用星/三角起动方式，起动电流大，对设备和电网的冲击大

2.                    供气压力主要靠增减空压机的运行台数来调整，供气质量差。为了避免气压机的频繁起停，当少开一台空压机时，供气压力偏低，不能满足生产用气的要求；多开一台时，供气压力又偏高，电耗高，供气成本高。

3.                    由于空压机全速运转，且要用出口阀门调整供气压力，造成空压机房噪声大。

4.                    系统排气压力高，管径的配置达不到空压机气体的流速要求，造成管路压降偏高，减荷能耗大。

2.2 变频恒压供气系统设计和工作原理

通过对三台空压机进行变频调速节能改造，能够稳定供气管网的压力，达到恒压供气的目的。既降低了供气能耗，又降低了空压机房的噪音，也延长了设备的使用寿命。

每台空压机采用一台变频器驱动，采用一拖一带工频旁路设计方案。当变频器故障时，空压机可切换到工频旁路运行，以保证供气系统的可靠性。

 

恒压供气控制由系统DCS完成：由储气罐压力传感器向DCS提供压力信号，与控制台的压力设定信号进行比较后经PID运算，向变频器送出频率指令信号，控制变频器的输出频率，从而控制空压机的转速，达到恒压供气的目的。DCS系统送出的频率指令信号为4~20mA电流信号，相对于0~100%调速范围。由于变频器电流信号输入端子的阻抗为250Ω，若将三台变频器的信号端子串联，总阻抗为750Ω，超出了DCS输出信号的负载能力，所以采用一只500Ω标准电阻，将4~20mA电流信号转换成2~10V电压信号，再并联接到三台变频器的电压信号输入端子VG，让三台变频器同步运行，且任何一台都可以随时投入和退出运行。