[發明專利]一種空氣壓縮機組智能流量調節方法和系統

有效

• 申請號: 202110908794.1
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113586395B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 劉少權;王海軍;任道遠;朱偉;張亦凡;楊曉輝;王洪磊
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院有限公司
• 主分類號: F04B37/12
• 分類號: F04B37/12;F04B41/06;F04B41/02;F04B51/00;F04B49/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張夢瑤

本公開關于一種空氣壓縮機組智能流量調節方法和系統。所述調節方法包括以下步驟：上電并且初始化；針對每一個空氣壓縮機組，計算其歷史運行時間與歷史容積流量的乘積；以及基于計算的乘積并且根據流量需求與空氣壓縮機組的額定容積流量的比較，確定調節方案。利用這樣的方法和系統，能夠實現多機組聯動控制，使各機組保持在既不太高又不太低的轉速運行，并且能夠利用主控制器自動調控各機組的輪值運行。

技術領域

本公開涉及空氣壓縮機組，并且尤其涉及對空氣壓縮機組的智能流量調節。

背景技術

壓縮空氣日益廣泛地應用于各行業領域的生產過程中，特別是在煤炭采礦行業，既有氣動錨桿鉆機、氣動錨桿臺車、氣動工具、氣動機械手、氣力輸送固體顆粒物等動力用壓縮空氣，又可用于礦井壓風自救系統，為封閉空間或有毒有害氣體區域的作業人員提供呼吸所用空氣，保障勞動者生命安全和職業健康。

煤礦壓縮空氣站通常選用3臺空氣壓縮機為宜，2用1備，且空氣壓縮機的型號不宜超過兩種。其中備用機組的主要作用是確保空氣壓縮機定期檢修時的供氣要求，以及運轉中可能發生的事故需臨時停機時供氣量不影響生產的正常需求。

在煤礦生產過程中，實際用氣量是不斷變化的，因此需要調節空氣壓縮機的容積流量與實際用氣量達到平衡，并且要求調節的方法是經濟高效的，此外，還要使各空氣壓縮機輪值運行，避免有的機組因工作時間過長而疲勞，有的機組因長期不運行而銹蝕，使各機組磨損均勻和使用壽命均衡。

CN209083521U涉及一種節能型空壓機組，其中描述的一種節能型空壓機組包括主控制器、第一空壓機和第二空壓機。第一空壓機和第二空壓機的排氣端由氣管并聯后與冷干機連通，在靠近第一空壓機和第二空壓機排氣端的氣管上均設置有單向閥。根據用氣負荷情況，使第一空壓機和第二空壓機單獨或交叉運行，使空壓機保持合適的運行和待機間隔時間，達到較佳的運行效率，實現節能及嚴懲空壓機壽命的目的，并且在其中一臺空壓機損壞或保養時，另一臺可以保持應急運行，避免供氣中斷。

空氣壓縮機容積流量調節方法有電氣調速、機械、氣動等多種。空氣壓縮機的容積流量和轉速成正比關系，利用電氣調速進行容積流量調節的主要優點是機組結構不需任何變動，而且在調節工況下，空氣在壓縮機中的工作過程基本相同，因此電氣調速法是經濟高效、有發展前景的技術路線。

現有技術中的空氣壓縮機組調節方法存在以下缺陷：

(1)電氣調速時，在低轉速區域，空氣壓縮機中的內泄漏將導致排氣溫度明顯升高，而且電機在低轉速運行時效率較低，在過高轉速區域，潤滑油量不足可能導致機組發生故障。

(2)現有變頻調速技術主要是進行單機控制，多機組之間不能聯動控制，因此節能效果沒有最優化。

(3)現有控制策略主要是根據壓縮空氣儲罐和管道的壓力變化進行容積流量調節的，壓力受環境溫度和海拔高度等外部因素影響較大，因此調節精度不夠準確。

(4)各機組的輪值運行主要根據人工經驗手動控制，或者根據各機組工作時間自動控制，沒有考慮各機組負荷差異的因素，因此控制方法不夠科學合理。

為此，需要提供一種改善的空氣壓縮機組智能流量調節方法和系統。

發明內容

本公開提供一種空氣壓縮機組智能流量調節方法和系統，其中實現多機組聯動控制，使各機組保持在既不太高又不太低的轉速運行，并且能夠利用主控制器自動調控各機組的輪值運行。

根據本公開的一個方面，提供一種空氣壓縮機組智能流量調節方法，其特征在于，包括以下步驟：上電并且初始化；針對每一個空氣壓縮機組，計算其歷史運行時間與歷史容積流量的乘積；以及基于計算的乘積并且根據流量需求與空氣壓縮機組的額定容積流量的比較，確定調節方案。

在一個實施例中，將具有乘積最大值的空氣壓縮機組設置為備用狀態，并且使剩余機組開機運行。