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  • 发布时间:2020-08-20
    据不完全统计,全国风机、水泵、压缩机就有1500万台电动机,用电量占全国总发电量的40%-50%,这些电动机大多在低的电能利用率下运行,只要将这些电动机电能利用率提高10e%,全年可节电300亿kw以上。现有风机调节方式为风机运行时,只有靠调节风门或风道挡板的开度来满足生产工艺对风量的要求。风机机械特性为平方转矩特性,我们把这种方法称为节流调节。在节流调节过程中,风机固有特性不变,仅仅靠关小风门或挡板的开度,人为地加管路的阻力,由此大管路系统的损失,不利于风机的节能运行。现谈一谈采用调速控制装置,通过改变风机的转速,从而改变风机风量以适应生产工艺的需要,这种调节方式称为风机的调速控制。风机以调速控制方式运行能耗最省,综合效益最高。交流电机的调速方式有多种、变频调速是高效的最佳调速方案,它可以实现风机的无级调速,并可方便地组成闭环控制系统、实现恒压或恒流量的控制。   变频器原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交一直一交方式:vvvf变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为igbt三相桥式逆变器,且输出为pwm波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。变频调速的原理是根据异步电动机的转速:转差率。从上式可知改变供电频率,即可改变电机的转速。   在生产过程中所需要的风量是经常随工艺及操作的需要不同程度调节的,而传统的调节方案是通过放风阀来调节的,用来带动风机的电动机本身转速是不可调节的,因此大量的风量通过放风法放掉,也就是说,造成电能的大量的浪费,根据鼓风机风量和转速成正比关系。   鼓风机的风压和转速的平方成正比。   鼓风机所需的功率与转速的立方成正比。   从上述关系可知,如果我们使用改变转速来实现改变风量的方法,就不至于把大量的风量白白放掉,从而节约了大量的电能。同时还加设备的使用寿命,提高电动机功率因数,改善了工人的操作条件,降低了环境噪音等。   2.1风机的变频改造方案根据风机配置特作如下变频改造方案:变频调节是一种高效的调节方式。鼓风机采用变频调节,不会产生附加压力损失,节能效果显著,调节风量范围0%-00%,适合调节范围宽,且经常处于低负荷下运行的场合。但是,当风机转速下降,风量减小时,风压将发生很大变化,由风机比例定律:可知,当其转速降低到原额定转速的一半时,对应工况点的流量、压力、轴功率各下降到原来的1/2、1/4、1/8,这就是变频调节方式可以大幅度节电的原因。   3.1变频调速节能系统特点3.1.1变频器调速范围宽,变频器调速范围能适应各种调速设备的要求,频率范围0.00~50.00hz可调;3.1.2控制精度高,变频器的数字设定分辨率为±。01%,模拟设定分辨率为。1%;3.1.3动态特性好,变频器采用自关断器件igbt速度快,且采用svpwm控制模式,负载电压和频率受控变频器的cpu,故调节速度快,系统的动态性能好;3.1.4控制功能强,能满足各种不同的控制系统,通过端子可与各种频率设定信号连接,如:010v,4-20ma.可通过端子控制正反转等多种操作;3.1.5通过合理调整转矩提升,转矩限定功能,电流限幅功能参数,可满足大起动转矩,运行中负载突化也不会引起跳闸等事故;3.1.6变频器可与上位计算机或者可编程控制器plc)通信,实现远程设定或修改变频器参数,监控变频器的运行状态等信息,从而组成工业以太网,实现集中控制;3.1.7保护功能齐全,变频器有25种保护功能,对过压、欠压、过流、过载、过热均能通过计算机高速计算并给予保护,且能对发生故障的原因给予纪录;3.1.8变频器内部有电机防噪装置,在线调节载波频率,实时改变电机的运行噪声。   4变频调速在电动机及设备上的应用的优势电动机在启动阶段,往往采用自藕变压器降压启动或星一三角)启动方式,这两种方式虽然能降低启动电流对电动机的损害,但仍有高达额定电流5~6倍的启动电流,严重危害着电动机、水泵、单向阀、管路系统的使用寿命电流一时间图见)。   使用变频调节以后,由于使用了spwm技术,实现了真正意义上的软启动和缓冲停机,从根本上消除了启动电流对电动机及其它设备的危害,大大延长了设备的使用寿命。另外,设备在全电压启动、运行、停止的过程中,由于无法进行及时有效的调节,会产生严重的水锤、机械噪音加、震动加剧等现象,这些现象都具有极大的破坏性,会引起管道破裂或瘪塌、损坏阀门和固定件,并会加进线变压器的负荷状况。采用了变频调节后,可以通过延长升、降速时间来延长起动或停机的过程,即使在运行过程中,也可以通过对工作频率点的选择,跳过容易引起设备共震的工作点,从而使水泵叶片、单向阀、管路系统承受的应力大为减小,轴承的磨损也大大减轻,设备的工作寿命将大大延长。   在风机、水泵、压缩机等应用领域,引入变频调速控制技术,能达到很好的节能效果,同时,也降低了电机启动时对电网的冲击,提高了设备的功率因数,延长了机械系统的使用寿命,提升了系统的可靠性,另外,因为变频器强大的保护功能,对设备起到了很好的保护作用,有效降低了设备的维护成本。近几年,随着变频调速技术的不断推广与应用,从实践结果来看,得到了良好经济效应与社会效应,并且,也得到用户的广泛认同。 责任编辑:任江强
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  • 发布时间:2020-08-20
    炼钢厂引风机叶轮粘灰控制幸福堂谢明亮吕伟2,董元龙2(1.武汉科技大学,湖北武汉,430081;2.武汉钢铁(集团)公司,湖北武汉,430080)体清灰的思路,并计算了供气压力。现场实际运行效果表明,风机运行周期超过1个月。   某炼钢厂一次烟气净化系统上的3台引风机,由于叶轮粘灰严重,每运行15~20d,就需停机清理叶轮上的粘灰,每台风机每次清灰量达30~40kg.由于叶轮粘灰严重,引起风机叶轮振动加大,这不仅容易引发安全事故,而且影响到生产的正常进行,加了设备的维护工作量。为了解决风机叶轮粘灰问题,过去曾采取了一些措施,但此问题没有得到彻底解决。   引风机叶轮结构参数为:叶片进口直径为900mm,叶轮外径为1600mm,叶片进口、出口安装角分别为35和50°。风机最高转速为2700~2800znin,风机最低转速为600~800min.通过现场调查发现,叶轮粘灰主要是在叶片的非工作面上,特别是在进口段。   1现有的喷水清灰运行分析※一喷水速度(绝对速度一叶轮旋转线速度(牵连速度)w―水流作用于叶片上的速度(相对速度)由绝对速度=牵连速度(;) 相对速度(w)知,要使喷水有效地作用于叶片的非作用面上,速度w与速度之间的夹角应大于50由式⑴计算m:喷水清灰系统运行分析。由沿程损失hf用下式计算:取局部阻力损失hm=h/,则总阻力损失h为为了满足喷水速度,必须提高喷水压力,因此需大提升水压所需的能量,同时加了喷水量,使得风机壳上排水孔无法满足及时排水的要求,从而发生目前常常出现的风机叶轮浸泡于水中的现象,使喷水清灰失去意义。   上述分析表明,喷水清灰无法有效地清除叶片非工作面上的积灰,不能达到预期的清灰效果,特别是在叶片进口段。风机的实际运行也证实了这一点。   2气体喷吹清灰的理论分析 1)(3)::01喷嘴出口处的气体压力,pa;气体常数。   由男,武汉科技大学化工与资源环境学院,副教授。   对于常温下的空气,由式(4)可得喷嘴出口处气体的极限速度为542m/s.当取管道内气体的平均压力为4mpa时,则管道内气体的平均流速为542x(2/4)=271m/s.当管道内气体平均速度为271m/s时,根据式(2),同时取局部阻力损失hm=2h/,则克服流动阻力损失所需的压力p为0.22mpa考虑到供气压力的波动及喷气运行的安全性,取安全系数为1.2,则供气压力为p=(p01 p02)x1.2=0.5mpa用压力为0.5mpa的压缩气体即可以对叶片上的粘附物产生有效的作用力。   3气体喷吹清灰的实际运行效果氧气顶吹转炉炼钢的冶炼周期为36~40min,吹氧冶炼时间一般为16min.在吹氧期内,引风机处于运行的高速区(一般在2700/nin左右),在吹氧期以外,为了节省能耗,引风机处于调速过程(升速或减速)或处于低速运行之中,最低转速可/min,其持续时间可达5min.因此,这为风机喷气清灰提供了必要条件。   利用风机转速控制四通电磁阀的开启,当引风机转速下降到某一设定值时,四通电磁阀接通,延续1min后关闭。   在全部的测振点中,风机机壳270处的振动最大,该点上测振结果如所示。中,振动值较小的两条曲线为喷气清灰时的测振结果,振动值较大的两条曲线为喷水清灰时的测振结果。从中可以看出,喷气清灰较大幅度地减小了风机的振动,延长了其运行周期。   4结论无论是采用何种清灰方式,清灰介质一定要直接作用于叶片的非工作面上,只有这样,才能达到满意的清灰效果。对于本研究实例,理论计算结果表明,在喷嘴出口处,介质流速应不小于40m4.根据叶片上的粘灰分布情况,在叶轮的出口处,可以不设置喷嘴清灰,因此,可以减少运行费用。   当喷气清灰运行在理论计算压力之下时,能达到满意的清灰效果。   无需改变喷气系统在机壳上的安装位置,与现有的喷水系统安装位置相同。
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  • 发布时间:2020-08-20
    华电乌达热电厂一期2x150mw热电技改工程是原国家经贸委批复的“国家双高一优,以大带小,热电联产&dquo;项目选用由无锡华光锅炉股份有限公司制造的蒸汽流量为480/h的超高压再热cfb循环流化床锅炉,可燃烧矸石等劣质煤种,通过石灰石脱硫,具有环保、清洁的优势,12机组自投产发电以来,创造了比较好的经济效益。   1引风机及液粘调速器引风机是火电厂重要的辅助设备之一,它将锅炉燃烧产生的高温烟气经除尘装置后排向烟道,用来调整锅炉炉膛负压。   华电乌达热电公司选用的锅炉采用超高压参数中间再热机组方案设计,与150mw等级汽轮发电机组相匹配,可配合汽轮机定压(滑压)启动和运行,蒸发量为480/h过热器出口温度为540工每台锅炉装有2台引风机。   引风机电机参数。   电机型号电机功率/kw额定电压/kv额定电流/a功率因数额定转速/(min转速比祝调节方式输入转速/(mn输出转速要求/(mn液粘调速器参数。   型号额定扭矩パn.m)输入转速/(mn表1引风机存在问题序号引风机存在问题是否主要原因1液粘调速故障率高,平均故障率达到每日1次是2电机转速快、振动大、噪音大。机械磨损大是3电机轴承温度篼绝缘不良,是4液粘调速器故障频繁,引风机漏油严重,平均每月需加100kg润滑油是5调节阀门需要不断调整开、关状态否6调节阀门开、关频繁造成阀门损坏否7操作方法不当,导致阀门等设备损坏否8协调能力差,导致故障不能及时解决否要2引风机改造的必要性改造前,引风机的转速是通过液粘调速器进行调整,而风量是通过调节风机入口挡板开度来实现,虽然己经采用了高效离心风机,但实际运行效率并不高,主要有4个原因。   随着发电机发电负荷的变化,锅炉的送风量、引风量也相应变化,而引风机出力调整是通过调节风机入口挡板开度来实现的,这样就会导致节流损失严重。   异步电动机在启动时启动电流一般达到电机额定电流的8~10倍,对厂用电形成很大冲击。   强大的冲击转矩对电机和风机的使用寿命存在很大的影响。   液粘调速器的各种弊端也是引风机耗能大的一个重要因素。   液粘调速器是一种以液体为介质,靠液体动量矩的变化传递能量的装置,工作时是通过一导管调整工作腔的充液量,从而改变传递扭矩和输出转速来满足工况要求111.因此,对工作腔及供油系统需经常维护及检修。液粘调速器调速属耗能型调速方式,在调速范围较大时,产生机械损耗和转差损耗,消耗能量,效率较低,节能效果一般。   液粘调速器故障时,无法再用其他方式使其拖动的风机运行,必须停电检修。采用液粘调速器时,在低速向高速运行过程中,延迟性较明显,不能快速响应,此时的电流较大,易引起跳闸,影响系统稳定性。液粘调速器本身控制精度差,调速范围窄通常在40%~90%之间)。在高速运行时,液粘调速器有丢转现象,严重时会影响工作的正常进行。   由此可见,若继续使用液粘调速器,将制约电厂实现节能降耗、降低生产成本、提高生产效率、加企业竞争力的目的。所以,有必要对引风机进行节能和调节性能的改造,满足机组整体调节性能的需要。   3分析原因锅炉引风机存在问题见表1锅炉引风机运行数据:145mw负荷下风门开度为60%,电机电流为110a.可以看出,由于风机电动机设计有一定裕度,且风机风门开度较小,亦有较大裕量,因此,正常生产过程中,风门挡板两侧必定形成较大的风压差,造成较大损失。   通过对引风机存在问题的调查与运行数据分析决定拆除引风机液粘调速装置。   4改造过程变频器是在不改变电机原有性能的前提下,根据负荷的大小来改变电机的供电频率和电压,以实现电机转速的调节,达到节能的目的。   采用高压变频器对引风机的电动机进行转速调节,使引风机的挡板全开,从而改变转速来调节风量,使风机挡板内外风压基本一致。将原来定速运行的截流损耗及高速风压损耗降到最低,使引风机在长期运行中的用电量大比例地减小,使发电机组的吨煤耗电量下降,进而提高发电机组的吨煤发电比。   41高压变频节电原因由于设备设计余量大而导致的“大马拉小车&dquo;现象121、电机定速旋转不可调节等原因,导致资源浪费很大,而变频调节彻底解决了这一问题。   由于负载挡板或阀门调节导致的大量节流损失,变频改造后也不再存在。   (4)异步电动机功率因数由变频前的0.85左右变成变频后的095以上。   42变频器改造方案()变频器有较高可靠性,长期运行无故障。   (2)变频器有旁路功能,一旦出现故障,可使电机切换到工频运行。   具有逻辑控制能力,可以自动按照吹氧周期升降速。   有共振点跳转设置,能使电机避开共振点运行,让风机不喘振。   43变频器的可靠性设计变频器本体在设计上从以下几方面保障变频器的可靠运行:变压器采用干式变压器并配置自控风冷;采用功率单元串联技术,用成熟的低压变频技术实现高压变频输出;采用特制的绝缘型材及板材,充分保证绝缘要求;脉宽调制波形发生器采用fpga硬件生成,避免了软件死机的缺陷;功率单元采用单元故障旁路措施,大大提高变频器的整体可靠性;控制与功率单元间采用光纤通讯,可靠性及抗干扰性大大提高;逻辑控制采用西门子pdc及触摸屏,极大提高了工作可靠性;控制回路电源采用双电源,其中一路取自变频器主回路,可自动切换;单元柜采用独特的并联风道,配以德国原装进口风机。   44改造后锅炉引风机变频系统改造后的引风机变频调速系统采用交一直一交、高一高方式,输入侧直接接6kv电压等级的电源,输出连接6kv异步电动机,―hvf系列高压变频器柜由功率单元柜(含控制柜)、变压器柜、进线柜3部分组成。   此次改造对引风机进行变频改造,每台风机新增1台高压变频器,共配置2台变频器,将变频器接入到原有的风机电机与高压开关柜中。在正常情况下,每台变频器拖动单台风机电机运行。为改造后的锅炉引风机变频系统图。图中qf保留用户原高压进线开关柜,qsj,qqs3与变频器配套供货。进线柜的qs!,qs2机械互锁、防止误操作。6kv电源经变频装置输入刀闸q3到高压变频装置,变频装置输出经出线刀闸qs送至电动机;6kv电源还可经旁路刀闸qs直接启动电动机。进出线刀闸和旁路刀闸的作用是:一旦变频装置出现故障,即可马上断开进出线刀闸qs,将变频装置隔离,手动合旁路刀闸qs,在工频电源下启动电机运行。   正常时,在控制室通过调节高压变频器的目标给定频率通过4~20ma信号输出到高压变频器)来调节风量。   异常时,即变频器出现故障而又无法自动排除时,变频器自动跳机。如为自动工频切换,则变频器内的操作为:qs分真空接触器,qs自动合真空接触器,变频器转为工频运行;如为手动工频切换,则qs分闸后,送一跳闸信号至开关柜断路器使dl联锁跳闸,同时输出一故障信号至控制室。   46变频改造前后对比引风机改用变频调速后,在降低风机转速运行的同时,噪音也大幅度降低,同时消除了因调节挡板控制风量而造成的管网内气流紊乱、风量调节不准确以及管网振动和炉膛燃烧不稳等缺陷。   使用高压变频器后,风机挡板不需要频繁调整,挡板开度保持在一个比较大的范围内,通过调节变频器的输出频率改变电机的转速,达到调节风量的目的,满足运行工况的要求。   由于变频调速驱动系统本身具有软启动功能,使引风机实现软启动,避免了由于电动机直接启动引起的电网冲击和机械冲击,从而可以防止与此有关的一系列事故的发生。   变频调速改造后,由于对电机实现真正的软启动,对电机、挡板、高压开关、轴承等设备以及电网的启动冲击大大减少,它们的使用寿命得以延长,也大幅度节省这些设备的维护费用。   以上进线柜刀闸与变频装置配套供货elecfonicpublishi足了电厂峰荷动态调节的需要hi并且与pcc系统实bookmak2变频器高精度宽范围的无级调速功能,全面满现真正的无缝连接。   47变频器系统组成高压变频器系统由4部分组成,分别是高压开关柜、变压器柜、单元柜及控制柜。   高压开关柜的主要功能为电源的进线、出线以及工频旁路,它主要由3个高压刀闸以及输出侧的电压霍尔传感器、电流霍尔传感器组成。   风机部分由冷却风机和相关风机电机组成。这部分在变压器柜的上方,室内空气从进气口进入单元柜,经过单元使其冷却,最后吸进风机部分,从柜顶排出。由于风机的运行,在距变频器1m处的标称加权声级可能超过70db.变压器柜装有向输出单元提供三相电压的输入移相变压器;变压器二次侧有各单元输入电缆的连接点;变压器柜内装有温度监测设备及冷却风机。   单元柜每相输出安装有9个单元何包含2个冗余单元选件)每相的输出电压为单元的串联电压。断开每个单元的三相输入电源、2路输出连接、光缆插头和固定螺栓后可将其与柜体分离并拆下;所有单元的机械和电气参数均一致,可以方便地进行互换;每个单元有独立的控制板,通过光缆构成隔离通讯链与系统通讯。   功率单元柜每相输出安装有6个功率单元,每相的输出电压为单元的串联电压。独立的输出单元安装在单元柜内;所有单元的机械和电气参数均相同;每个单元有独立的控制板用来与系统通过光纤进行通讯。   8变频器控制特性变频器在dcs画面控制时,为了保障引风机电机的正常散热,变频器内部设定了最低运转频率,一般频率下限为20h即当给定频率低于20hz时,变频器自动识别为20h当给定频率高于20hz时,变频器按给定频率调节转速。   采用36脉冲整流,输出每相6个功率单元串联,三相共18个功率单元。   独立的输出单元安装在功率单元柜内;所有功率单元的机械和电气参数均相同;每个单元包含独立的控制板用来与系统通过光纤进行通讯。   5改造后的收益1直接经济效益经计算,工频条件下耗电量:1机发电量平均为145万m.h的2台引风机平均每小时耗电量均为145万腿。h的2台引风机平均每小时耗电量为14401wh经过对比后:平均每小时的节电量480kwh年节电量3456000m.h(年正常运行时间按300d计算)若电价为024元八腿。h)则年节电收益82944万元。实施所产生的直接费用即引风机变频改造费用为197万元,则收回成本所需时间为238年,3年内即可收回投资成本。   52其他间接收益高压变频器卓越的软启动/亭止功能(可以零转速启动)减小了启动冲击电流对电动机和电网的冲击,减小了电机故障,延长了电机的检修周期和使用寿命;同时还避免了冲击负荷对电网的不利影响。   变频改造后原调节阀门全开,不需要再作任何调节,可延长阀门使用寿命,减少检修维护费用。   变频改造后,原液力偶合器取消,节省了液力偶合器的维护费用。   高压变频器特有的平滑调节以及引风机电机的转速降低,减少了风机及电机的机械磨损,降低了轴承、轴瓦的温度,减少了检修费用,延长了设备的使用寿命。   采用自动控制,进一步提高了设备运行控制和系统运行管理的自动化水平,从而真正实现自动调节,大大强了运行的安全可靠性。   变频器对电机的保护功能齐全,大大提高了电机运行的安全稳定运行。   6应用推广火力发电厂辅机很多,大部分厂用电量都是消耗在这些辅机上,降低了每台辅机的单耗就达到了节能降耗的目的。华电乌达热电厂引风机加装变频调速装置改造实施完成后,取得了明显的节电效果,并获得了较好的经济效益和社会效益。 责任编辑:任江强
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  • 发布时间:2020-08-20
    发电厂电气主接线型式的选择,既要保证系统稳定性和可靠性,又要考虑运行的灵活性和建设的经济性。一般来讲,应根据电网规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境以及自动化规划月要求等条件来确定。通常工程设计中,经过技术经济比较,进出线回路在6回及以上、在系统中具有重要地位的超高压配电装置,可采用一个半断路器接线。   一个半断路器接线,特别适宜于220kv以上的超高压、大容量系统中,但使用设备较多,特别是断路器和电流互感器,投资较大,二次控制回路接线和继电保护都比较复杂。据估算,目前发电厂或变电所330kv及以上电压等级采用一个半断路器接线较多,约占80%以上。由于它的接线结构的特殊性,所需用的断路器和电流互感器较多,因此一个半断路器的继电保护和二次接线较复杂。如:安装单位的划分、电流电压互感器的配置、同步电压的取得、隔离开关的闭锁接线等都是设计过程中需要认真考虑的问题。   2接线特点一个半断路器接线是一种没有多回路集结点、由两个元件(线路或发变组)引线用三台断路器接往两组母线组成一个半断路器接线,每一回路经一台断路器接至母线,两回路间设一联络断路器形成一串,又称二分之三接线方式。具有运行调度灵活、可靠性高和操作检修方便等特点。   可靠性高。任一台断路器检修和另一台断路器故障时,不切除两回以上的线路;甚至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故障)的极端情况下,功率仍能继续输送。运行时,两组母线和同一串的断路器都投人工作,称为完整串运行,形成多环状供电,具有较高的供电可靠性和运行灵活性。   运行调度灵活。正常运行时,两段母线和全部断路器都工作,一个回路由两台断路器供电,形成多环状供电,调度灵活。   操作检修方便:隔离开关只作为检修电器,避免了隔离开关作操作时的倒闸操作;检修断路器时,可任意停下检修;母线保护的电流回路是固定接线,较简单;出线回路均单独设电压互感器,二次电压不需要切换。   占地面积小:与双母线接线比较,占地面积较小。   3二次回路设计由于一个回路连接两台断路器,一台中间断路器与水平夹角是3*,上导流板与水平夹角是7°。   (2)在弯头内均匀加装两个弧面导流板,内弧板弯曲半径是r1666mm,弧角85°,外弧板弯曲半径是r2334mm,弧角5改造效果上述改造方案在机组小修中实施,改造后效果明显,在一次风机启动和正常运行时风道的振动值大幅下降,噪音明显减小,彻底解决了一次风机出口风道的振动问题。 责任编辑:任江强
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  • 发布时间:2020-08-20
    多商要介绍了应用于南钢180m2烧结机上的六种新技术,它们克服了以往风机的许多不足点,使得现在的风机在配置、结构上更加合理、科学,同时它们的可靠性也得到大大提高。   1概述南京钢铁集团有限公司180m2烧结机工程是其生命工程一炉卷、2000m3高炉工程的重要组成部分,它与2000m3高炉是一对一的关系,其投产以后作业率高低将直接影响高炉的生产,换言之,也将直接影响公司的整体效益。而主抽风机作为烧结机的心脏设备,它在全局中的重要性不言而语,故此,相关技术人员多次在武钢、涟钢、唐钢、鞍钢等厂家考察,并将变频软启动等新技术应用到南钢180m2烧结机主抽风机上。   2180m2烧结机主抽风机概况经过有关技术人员的考察知道:目前国内还没有能制造6500kw且转速为looo/min烧结风机主电机的厂家,同时也没有能制造风量为18500m3/min的烧结主抽风机本体的国内厂家。因此公司决定全套引进英国豪顿公司制造的风机,具体参数见表1.表1风机参数表含尘介质烧结烟气入口流12入口压力人口温度风机转速静压效率电机功率3六种新技术在180m2烧结机主抽风机上的应用烧结用主抽风机是烧结工艺的关键设备,而老式烧结风机普遍存在以下问题:采取直接启动的方式,对电网的冲击较大,并且经常烧电机。   风机的振动与噪音较大。   风机突发性故障率较高。   风机的转子在叶片严重磨损后,就报废了。   联轴器在更换易损件时,不方便。   针对上述存在的问题,我们在决定180m2烧结机主抽风机技术方案时,采用了变频软启动、炭环密封、膨胀节及隔音罩、在线检测与控制、科学的转子结构以及挠性联轴器等技术。   3.1变频软启动由于电机的功率与风机转子的转动惯量(19400kg.in2)过大,如果采用直接启动方式,则对电网、电机、及风机轴瓦的要求将是十分高的,有些技术到目前还没有达到它所要求的标准。故此,采用了降压起动中的变频软启动,根据要求,额定功率为4000kw的软起动系统足以满足要求。一旦达到同步速度,变频器就将被旁路。   从可以发现:随着转速的逐步升高,扭矩缓慢地增加。这样就完全避免了启动过程中对电网的冲击以及对电机的损伤。   3.2风机主轴与机壳之间的密封老式的密封方式是采用石棉根进行密封,而石棉根是不耐磨的,故此,使用寿命很短,风机在此处漏风很严重,降低了其效率。   而此次180m2烧结机主风机的轴向密封采用了三段式单炭环密封',炭环内侧磨损后,它靠其外侧的弹簧压力进行自动补偿,从而起到密封作用,它的正常寿命可达到一年。其详细结构如示:3.3膨胀节及隔音罩的使用噪音是一种严重的污染,由于以前的风机未采取有效的措施,风机在运行过程中,噪音都比较大,往往不达标,危害了操作人员的身心健康。180m2烧结机主抽风机机壳经过200mm厚隔音材料处理后,其噪音水平为距机壳lm处85db(a)。联接管道包括膨胀节也进行噪音防护,使其噪音水平与风机外壳相一致。进、出口的膨胀节吸收了机壳热胀冷缩而产生的位移量,降低了风机的振动,从而降低了噪音。隔音罩是用消音材料制作的,它将风机全部罩起来,对噪音进行进一步的吸收。   3.4检测与控制系统的应用老式风机的配置只有一次仪表,操作人员和点检人员只能通过仪表上显示的数据,再根据个人经验来判断风机是否处于正常运转状态。一次仪表显示出的测点数据不全面,难以给操作人员和技术人员判断风机运行状态提供充分数据。当风机出现异常情况时,技术人员也只有根据不全面的数据与个人经验来分析、判断风机存在何种故障隐患和可能在何时发生故障。由于分析故障时带了个人经验及原始的点检方法手摸、起子听等,故判断结果也千差万别、因人而异,可靠性很低,突发性故障率较篼,往往严重影响了生产。   180m2烧结机主抽风机有了一套完整的检测与控制系统,弥补了上述的不足。它对主驱动电机nde轴承油压、温度、振动,主驱动电机de轴承油压、温度、振动,主驱动电机绕组温度、空气温度、漏水,冷却水流量、压力,电机冷却进水、冷却出水,油冷却器冷却出水、冷却进水,风机de轴承油压、温度、振动,风机nde轴承油压、温度、振动,风门温度、位置、限位开关关闭、限位开关打开都进行了检测、监视或监控。   电机和风机轴承外壳的振动监控将通过水平放置的速度传感器来实现。范围为0~20mm/s的转速输出将被作为4~20ma信号传送给plc,并显示在op270上。温度监控将通过pt100传感器来实现,pt100输出将被传送到plc,并显示在op270上。   3.5转子结构的改进本风机的叶轮设计采用后弯形叶片,使风机的压力流量曲线稳定,且可以减少自身能量的消耗。流线形叶片是为取得高效率而不断改进的结果。叶片采用整体衬板,所以带衬板的叶片组合仍为流线型。衬板采用螺栓连接,分割合理,便于更换。   叶轮采用部分中盘,减少了积灰,从而减小了磨损。剩余的中盘全部带(下转第43页)。17.经验交流加固,避免了更大的损失。   2.3设计桩距尺寸掌握不当,也将直接影响桩的质量桩距过大,会造成承台过大,加大工程造价;过小,将会使先施打的相邻桩发生位移、断桩事故。规范、规程规定灌注桩最小桩距为三倍桩径,我们认为偏小。以设计直径40厘米沉管灌注桩为例:在软土中实测的桩径可达42-50厘米,中心距为1.2米的两相邻桩的净距仅为70~80厘米。成桩过程中侧土体的侧向挤压将使己成桩的相邻产生位缩径,甚至是断桩的事故。我们认为相邻桩的最小中心距宜为设计径的3.5-4倍。这样虽然承台(梁)略大些,但对减少或避免桩位位移、缩径或断事故的发生,将有显著的作用。   也丧丧也也必企必必必必企必必丧也必必必必73(上接第17页)衬板以减少腐蚀。   叶轮由钢板加工而成,焊接轮毂使叶轮成为―个整体。叶轮的入口部分及静态入口箱经过仔细设计及加工,以减小风机人口损失,使风机进气合理。在叶轮的最后的加工打磨之前,叶轮经过消应力处理。叶轮的强度为不带衬板的四倍,叶轮没有焊接件,衬板可于现场方便更换。   在设计工况下运行,风机本体设计寿命不低于5年,风机叶片衬板设计寿命不低于5年。   3.6使用了性能好的联轴器以前的烧结主风机与电机间一般情况下都使用弹性圈柱销联轴器,在更换柱销时很不方便。180m2烧结机主抽风机使用了挠性联轴器。以缓冲联接时的少量偏心。它的易损件是“蛇&dquo;形高强度板簧,在更换时十分方便。   3结语通过实际工程的事故教训,可以得出这样的结论:无论是从经济造价、工程效益,还是从适应性角度出发,用沉管灌注桩作基础,在软弱地基土上建造多高层房屋,都有着其它基础形式无可比拟的优势,这已被近年来采用沉管砼灌注桩建造的越来越多的多高层建筑所证实。但是,为数不少的工程事故告诉我们:在不同的地基条件下采用沉管灌注桩,必须结合具体情况采用与其相宜的施工设备和合理的施工工艺,稍有疏忽,断、缩径事故将会随时随地发生,这将会提高工程造价,推迟施工工期,增加基础工程施工及事故处理的难度,造成不可挽回的损失,同时,也将直接影响着沉管砼灌注的使用与推广其结构如示: 4结论以上六种成熟新技术的应用,能使180m2烧结机主抽风机寿命大大延长,方便操作、检修与故障诊断,对提高风机作业率有更充分的保证,改善了操作人员的工作环境,它使得风机更加科学、更加可靠了。 责任编辑:任江强
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  • 发布时间:2020-08-19
    引风机和排粉风机由于磨损而严重影响其强度,因而要频繁地更新维修,不但影响了其机械性能,而且缩短了使用寿命,有时甚至引发重大事故,这己成为火力发电厂安全运行的主要隐患之一。   多年来,用过许多表面强化方法,包括表面堆焊耐磨材料、热喷涂、喷焊、表面涂覆各种高分子涂料、表面淬火或化学热处理等。以上各种工艺中,使用较多的是表面喷涂(如镍基碳化钨等)、喷焊(如fe-05等)和堆焊(如fe-05、3a焊条等)等工艺。但表面喷涂所使用的材料硬度不是太高,耐磨能力也不太强,对于引风机和排粉风机来说,防磨能力很难令人满意。喷焊工艺是在叶轮叶片上加焊防磨衬板,然后在收稿曰期:2005-其上喷焊耐磨材料(如fe-05等),这样做易使风机叶轮产生较大的变形,且局部的高温也易产生应力集中,这势必影响叶轮的机械性能和强度,缩短叶轮的使用寿命。堆焊工艺(如fe-05、a焊条等),虽然热影响及变形小于喷焊工艺,但因其防磨层面积有限,其耐磨效果也不太好。   与以上的这几种防磨方式相比较而言,表面机械式固定加粘接陶瓷块的新工艺由于不必输入热量,而且陶瓷块的耐磨性能也比其它材料优异,所以得到了广泛的应用。   2引风机和排粉风机的工况特点由于引、排粉风机工作的介质中含有大量的固体粒子(煤粉、粉尘等),而且很多是硬度较高的硬质颗粒,它们以极高的速度运动,在风机叶轮叶片进(气)风口、工作面、中(后)盘端面、叶片工作面与中(后)盘之间的焊缝等表面碰撞和摩擦,致使风机快速磨损。由于很多电厂除尘效果不好,介质中含尘量较大,叶轮在高速运转下磨损加剧,而磨损破坏了风机叶轮的运转平衡,降低了叶轮的强度,造成风机剧烈振动,甚至发生严重的飞车事故。   3风机的磨损部位及磨损机理3.1风机的磨损部位如所示,风机叶轮磨损的部位是靠近中(后)盘区域的叶片进气端、工作面、出口端、主焊缝及中(后)盘端面,其中进气端磨损最为严重。当介质气体进入叶轮时,运动方向由轴向转为径向,且受其自身惯性的影响,较多的大直径颗粒移动到中(后)盘,与中(后)盘端面发生碰撞,使之产生磨损。大部分小直径颗粒由于自身惯性力较小,气流粘性作用的影响相对较大,使颗粒与气流的跟随性增强,因此颗粒的运动轨迹与气流子午流线十分相似,使之沿与叶片进口气流角十分接近的角度进入叶轮。由于叶片进口气流角并不等于叶片进口几何角,因而存在着气流冲角,所以仍有少量小直径颗粒会同叶片进气端产生碰撞,从而造成叶片进气端的磨损。对于大直径颗粒,因自身的惯性较大,与气流的跟随性较差,故以不同于叶片进口气流角的方向冲向叶轮,使得较多的大直径颗粒与叶片进气端、工作面等发生碰撞,从而造成叶片进气端、工作面的磨损。由于叶轮叶片对气体介质不间断地做功,使气体介质不断冲刷叶片工作面及出口端,造成叶片工作面及出口端的剧烈磨损。   风机叶轮的磨损过程可分为3个阶段,第一阶段:饱和磨损阶段。风机叶轮由钢板焊接而成,流道表面存在一定的粗糙度。当风机最初运转时,在颗粒的碰撞磨损下将表面磨得比较光滑,因而磨损速度也由开始的较快而变得稳定;第二阶段:稳定磨损阶段。由于第一阶段磨损后叶轮流道表面已被磨得比较光滑,所以在第二阶段,磨损比较稳定,持续的时间也比较长,因而是通风机运转的最佳阶段;第三阶段:急剧磨损阶段。虽然第二阶段的磨损比较稳定,但由于风机长时间运转,致使叶轮磨损达到一定程度后,流道的尺寸和角度将与气动设计工况下的尺寸和角度产生较大差别,造成气体介质冲击、脱流漩涡等的强度增大,磨损速度也急剧加快,这就影响了风机的正常运行。   3.2风机的磨损机理1磨料磨损与叶轮碰撞后沿叶片工作面滑动或滚动的大直径颗粒对工作面产生了一定的压应力,使滚动的颗粒压出印痕,滑动的颗粒形成微观犁削。犁削后堆积在两旁和前缘的材料,在受到随后颗粒的反复作用下,导致材料产生加工硬化或其它强化作用,因而造成叶片工作面的低应力擦伤型磨料磨损。   3.2.2腐蚀磨损风机使用过程中,由于介质中含有少量炉气、水份等,且引风机工作温度通常可达250°c、排粉风机工作温度可达150*c,受温度的影响,很容易在内金属表面形成水汽露点,为腐蚀提供了条件。由于发生化学作用而产生一层松脆腐蚀物,当腐蚀物被磨掉,露出新鲜表面又很快腐蚀磨掉,腐蚀加速磨损,磨损加速腐蚀。   3冲蚀磨损风机正常运转过程中,流经叶轮的介质处于紊流状态,介质中颗粒的形状处于随机取向。   其中以小角度冲击叶轮表面的颗粒,在以尖角与表面接触时,接触点很小的面积上将集中很高的冲击压力。冲击压力的垂直分量使颗粒压入材料表面,冲击压力的水平分量使颗粒沿大致平行于材料表面的方向移动,使材料表面接触点产生横向塑性变形,从而切出一定量的微体积材料,造成了叶轮流道表面的微切削磨损。   其中以大角度冲击叶轮表面的颗粒,在冲击压力垂直分量作用下,使颗粒压入材料表面而形成弹塑性变形。到颗粒停止压入运动为止,最终形成了不能恢复的塑性变形冲击凹坑,在凹坑边缘还有塑性变形挤出的堆积物。由于冲击坑边缘堆积物重新受到挤压变形和位移而从材料表面剥落。从而引起了一定量的微体积材料损失,并造成叶轮流道表面的变形磨损。实际上,颗粒对叶轮流道表面的磨损常与微切削磨损及变形磨损同时存在。磨损量为两种磨损复合作用的结果。小冲角时以微切削磨损为主,变形磨损为辅;大冲角时以变形磨损为主,微切削磨损为辅;30°~40*冲角时复合磨损量达最大值。值得注意的是:当颗粒的水平冲击压力(取决于颗粒的硬度、形状、冲角、冲击速度、叶轮材料的表面硬度等)较小时,颗粒不能压入材料表面而直接产生塑性变形或塑性流动。但大量的颗粒反复冲击,也将造成材料的疲劳剥落,即疲劳磨损。   综上所述,引风机和排粉风机叶轮磨损的原因是很复杂的,可看作是介质颗粒的冲蚀磨损、低应力擦伤型磨损和腐蚀磨损联合作用的结果。3种磨损形以冲蚀磨损为主,低应力擦伤型磨损和腐蚀磨损为辅;同时低应力擦伤型磨损和腐蚀磨损将加剧冲蚀磨损。   4耐磨工程陶瓷的选择工程陶瓷材料具有密度小、熔点高、硬度大、化学稳定性好和耐腐蚀等优点,并且在一定程度上克服了传统陶瓷的脆性,提高了材料使用的可靠性,可用它制成各种耐磨件,并在摩擦学领域中得到了越来越广泛的应用。自我厂2003年开发出陶瓷耐磨风机以来,它的耐磨性较其它耐磨风机有了大幅度的提高,并具其独特的优点,有广阔的发展前景。   常用的工程陶瓷主要有两类:一类是金属与碳、硅、氧、氮等非金属的化合物;另一类是非金属之间的化合物,包括硼或硅的碳化物、氮化物等。用于陶瓷风机中的工程陶瓷,要求具有高硬度、高强度并还应有优良的耐磨蚀性能。同时,根据风机的磨损特征、叶轮所要求的耐磨寿命、工程陶瓷的价格等多种因素综合考虑,选择了氧化铝al23工程陶瓷作为引风机和排粉风机防磨用的陶瓷材料。其主要技术指标见表1.表1序号项目名称指标主要原料成分氧化铝al2()3洛氏硬度/hra抗压强度/mpa抗弯强度/mpa体积密度/(g/cm3)热膨胀系数/(106/*c)5耐磨工程陶瓷在风机上的应用根据相关资料介绍,目前陶瓷与叶轮的连接大概有3种型式。   5.1粘接型主要采用有机或无机粘接剂将耐磨工程陶瓷块粘接在叶轮的叶片及中(后)盘等极易磨损的部位。   由于粘接剂在高温下粘接强度急剧下降,且叶轮转速较高,线速度较大(通常大于120m/s),故此类型陶瓷防磨叶轮仅能应用于低温工作环境,并且其工作稳定性较差,安全性也不太可靠。据电厂反馈的信息来看,此类叶轮若应用于引风机和排粉风机,则陶瓷块易脱落,陶瓷块脱落后影响叶轮平衡,造成风机振动值增大,最终导致风机不能正常运行。   5.2钎焊型这是在叶轮的表面上,钎焊工程陶瓷后制成的高温陶瓷耐磨风机。它的制作工艺比较复杂,首先要在陶瓷接合面上,印刷喷镀金属胶并在干燥后作烧结处理,然后将一块铜板置于做过表面处理后的金属衬板与陶瓷之间,铜板的两面均敷有银焊料,最后将它们焊接成一体。   这种风机的陶瓷片与金属基体的结合强度非常高,耐热性能也显著提高,普遍应用在气体温度为400~500°c的场所。但此类风机制作工艺很复杂,造价很高,且通常的引风机和排粉风机的工作温度仅为250*c、150°c,因此这类陶瓷防磨工艺较少应用于引风机和排粉风机上。   5.3整体型风机叶片或叶轮采用烧结整体成型的工艺,全部用工程陶瓷制作。由于陶瓷叶片或叶轮从成型到烧结、加工、制作工艺都极为复杂,故一般只用于机号不大的轴流式风机。   综合考虑,以上3种型式的陶瓷耐磨风机均不宜应用于引风机和排粉风机,经过反复调查、研究、考证,最后选择了一种有别于现有的陶瓷防磨工艺,采用机械式连接 粘接剂粘接的工艺来制作陶瓷耐磨叶轮。其制作工艺为叶轮y拼装金属卡条y卡条焊接y清理卡条表面y涂粘接剂y安装陶瓷块y陶瓷块止退处理y外露焊缝防磨处理y叶轮动平衡y超速试验y整体检查叶轮具体防磨型式见。   耐磨叶轮在制造过程中,进气端金属卡条塞焊于叶片进气端部,u型陶瓷块卡接在上面。叶片工作面上的金属卡条垂直于叶轮中、后盘,塞焊于叶片上,陶瓷块卡接在上面,其中,靠近中、后盘为一件j型陶瓷块,用于保护主焊缝及中、后盘端面,其余为直条型陶瓷块。每一陶瓷块与金属卡条的结合部均涂抹耐高温的粘接剂,用于实现陶瓷块的机械卡接、粘接双重保护。   此种工艺制作的陶瓷耐磨叶轮,叶轮与金属卡条为焊接、陶瓷块与卡条采用机械式卡接,连接安全可靠。在陶瓷块与卡条的结合部,涂覆粘接剂,使陶瓷块与卡条的连接更为可靠,即使陶瓷块破裂,也不会脱落,增加了叶轮运转的安全性、稳定性。卡条处于陶瓷块内侧,气体介质不会直接冲刷卡条,卡条不存在磨损问题。   这种工艺制作的陶瓷耐磨叶轮,制作工艺简单,陶瓷块与叶轮的连接安全可靠,几乎无热影响区,不会造成应力集中,且工程陶瓷密度小(3.5g/cm3),质量远低于通常使用的钢质防磨衬板,叶轮总质量减轻,增加了风机主轴承的使用寿命。由此可见,此种陶瓷耐磨叶轮与其它类型的耐磨叶轮相比,具有很大的优越性。   6应用耐磨陶瓷后其风机性能及效果为验证陶瓷耐磨叶轮的使用性能,在某电厂对陶瓷防磨叶轮与堆焊fe-05防磨的叶轮进行了使用对比。经过半年的运行,检查发现,引风机叶轮上的陶瓷块几乎未磨损,排粉风机叶轮上的陶瓷块磨损也十分轻微。而堆焊fe-05防磨的叶轮,引风机叶轮的fe-05防磨层大部分磨损,必须重新堆焊fe-05;排粉风机叶轮不仅fe-05防磨层己磨光,防磨衬板也磨得变成很薄,特别是叶轮进口端,叶片己磨掉了100mm50mm,必须修补叶片、更换防磨衬板、重新堆焊fe-05防磨层才能继续运行。   试验证明,在引风机和排粉风机叶轮上加装耐磨工程陶瓷块,是一项可靠和有效的耐磨防磨措施。只要施工仔细,严格按工艺操作,就可以保证陶瓷块不会脱落,可确保风机安全和稳定运行。 责任编辑:任江强
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  • 发布时间:2020-08-19
    锅炉引风机是锅炉的重要辅机,也是关键设备。   引风机轴承一般采用稀油润滑,该润滑方式阻力小,冷却作用好,但对密封要求高,因为漏油不仅影响环境卫生,更重要的是如不及时补充,轴承可能因缺油而烧毁。我厂6炉2台引风机自2001年扩容改建后,漏油问题长期得不到有效解决,经常需加油,既费事、又浪费,同时还污染环境,影响机组的安全运行,曾被迫采用油脂润滑,代价是轴承寿命缩短。为了解决漏油问题,我们决定对引风机传动组油封进行技术改造,取得了理想的效果,也为其它风机等转动设备轴封漏油处理提供了依据。   1风机概况型号引风机为悬壁式,传动组为2个独立的枕式轴7承箱组成,轴承为双列向心球面滚子轴承(型号3632)传动组结构如所示,采用稀油油浴润滑,侧盖上加羊毛毡进行封油,防止润滑油泄漏和防粉尘进入,润滑油采用一次水冷却。   2漏油分析旋转来实现润滑。引风机传动组轴承侧盖与主轴圆柱面间隙配合,轴承油室内外虽无压差,但轴承滚动体带动油液旋转时,使油液在油室内飞溅,同时使油液具有沿着主轴向外游移的趋势。由于轴与侧盖是直通密封,侧盖上有4道空腔环,油液越过空腔环慢慢向外移动直至密封毛毡,当密封毛毡吸油饱和后便向外渗漏,这便是传动组泄漏的主要机理,也是这种密封形式必然造成的结果。   据相关:接触式密封(毛毡)一般使用在毡封圈与轴接触处的圆周速度不超过45m/s的情况下,而本传动组接触式密封处的圆周速度分别为:稀油润滑是依靠滚动轴承的滚动体带动油液的71994-2015chinaacademicjoual60)=9.28m/sri、r2、di、d2分别为毛毡接触处住主轴的半径与直径。   显然,在此种速度下的磨损较快,可以认为传动组不适宜用这种密封形式,另外风机的振动也会造成主轴与毛毡的间隙增大,使漏油量加剧,因此我们决定对密封结构进行改造。   3油封改造通过分析认为,泄漏的来源有3个方面:①飞溅到主轴上的油液;②飞溅到端盖上的回流油液滴到主轴上;③部分直通间隙的油液。   3.1改造原则采用无接触密封形式,消除磨损因素,确保长周期运行。   新增零部件应便于加工制作与装配调整,并确保轴系动静平衡。   侧盖机座加工后,确保原有的性能不变。   尽量保留原传动组的主体设计,减少改造费用。   3.2改造实施根据以上原则,总结相近单位的使用情况并考虑各种因素,最终改造结果如。   拆装。挡油环用螺钉固定在主轴上,起挡住油液大量向外(油室)飞溅的作用。   把轴承侧盖上车上出一圈深5mm左右的回油沟槽,再钻,=4mm孔到油室,起将沿主轴泄漏的油液送回油室的作用。轴承座与侧盖加工类似。   取消密封毛毡,直接用直径略小*o*型圈,形成无接触迷宫密封,消除磨损,小端盖加垫子密封,同时在该腔室底部钻1个9=4mm回油孔至油室,进行第二次回油,达到引入漏出的油液回到油室的目的。轴承座与侧盖加工类似。   挡油环在轴上紧固时,保证与轴承座留出1~2mm的轴上膨胀间隙。轴系的串动控制在0.2mm左右,确保运行过程中动静部分不发生摩檫。   一4改造效果该引风机传动组自改造投运至今,经过了2个月的考验,其运行平稳,声音正常,油位基本保持不变,甚至看不到泄漏的痕迹,解决了一个转动设备密封泄漏的老大难问题,确保现场的清洁,运行人员普遍反映良好。该方法已在其他风机进行推广使用,效果理想。   1)用30mm铁板制作2种内挡油环,见。挡油环内镶*o*型圈,阻止轴上的油游移和方便
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  • 发布时间:2020-08-19
    m机7节能潜力分析及对策上篇风机是用于排送气体的机械的总称,根据其排气压力p的高低,分为通风机(p15000pa)、鼓风机(15000pa&l;风机产品的品种分为离心式压缩机、轴流式压缩机、离心式鼓风机、罗茨鼓风机、叶式鼓风机、离心式通风机和轴流式通风机共7大类。   虽然轴流式压缩机和离心式压缩机的功率较大,如国内生产的轴流式压缩机的功率最大可达38265kw,离心式压缩机的最大功率可达16000kw.但是台数很少,风机的主要产品应该是量大面广的通风机。   所以,风机产品的节能潜力分析和对策,其重点要放在通风机产品。   风机在节能中的地位和作用据1990年不完全统计,全国风机的拥有量约400万台,正在使用的约285万台。这些风机绝大多数采用电动机驱动,素有“电老虎&dquo;之称,因而风机的节能具有十分重要的意义。   据1982年原机械工业部调查,风机用电约占全国发电量的10%;据1988年原冶金部的规划资料,我国金属矿山的风机用电量占采矿用电的30%;钢铁工业的风机用电量占其生产用电的20%;煤炭工业的风机用电量占全国煤炭工业用电的17%.冶金工业以沈阳冶炼厂为例,风机用电量占该厂用电的25%.由此可见,风机节能在国民经济各部门中的地位和作用是举足轻重的。   风机节能的国内外现状国内风机节能现状造成风机电耗过大的因素风机内效率低。国内风机行业生产的各类风机,大部分内效率较低。   风机系列型谱不全。由于风机,特别是通风机的系列型谱不全,用户选用风机时在产品目录和样本上找不到中国通用机械工业协会风机分会徐常武石雪松适宜的品种和机号,因而被迫选用代用型号的风机,结果导致了多耗电能。   风机装置效率低。一是风机的变速机构比较落后。二是调节方法比较落后,大部分还是采用调节。由于上述原因,尽管有的风机内效率较高(达86%)但其装置效率并不高。   风机的实际的工作点偏离最高效率工况点。   风机的配套电动机容量选取偏大。   管路系统设计不合理,增加了管网阻力,降低了风机使用的效率。   风机使用中采用了不适宜的效率低的调节方法,降低了风机的调节效率。   管理不善。无严格、科学的开停机规定及措施,过早开机或过晚停机都将造成电能的浪费。   据某煤炭公司对148台矿井主通风机的调查,运行效率在70%以上的仅占10%左右;运行效率低于55%的竟达59%.据某钢铁联合企业的调查,通风机的平均运行效率只有40%左右。某发电厂锅炉鼓引风机的最高运行效率只有国内在风机节能工作中采取的主要措施推广使用高效节能风机。改造低效的旧式风机,开发高效的系列化的节能风机,并在国民经济各个领域推广使用,是风机节能根本措施。   更换使用中的旧风机,对使用效率低又没有改造价格的风机,采取逐步淘汰的措施。   尽可能地采用经济性好的调节方法。   利用引进技术开发高效节能风机。经过20多年的努力,风机制造企业对此己做了大量工作。例如,上海鼓风机厂和沈阳鼓风机厂分别引进了德国tlt公司和丹麦诺文科公司的动叶可调轴流通风机技术;成都电力机械厂和沈阳鼓风机厂引进了德国k.k.k公司的静叶可调轴流通风机技术等。   gm通用机械国外风机节能现状矿井主通风机节能。美国煤矿使用的主风机以轴流式为主,目前己大量采用运行中可以改变叶片角度的液压式动叶可调轴流式风机,节能效果好。   压式动叶调节的轴流通风机,其运行效率可保持在俄罗斯是以使用离心式矿井风机为主的国家。由于致力于改进气动性能,使其最大静压效率从72%增加到88%,平均静压效率从52%增压75%.矿用局部通风机(局扇)节能。以日本三井三池制作所为代表的低噪声混流式局部通风机,可通过改变叶高和叶片安装角度获得所需要的性能。该风机的最高效率接近电厂锅炉鼓、引风机节能国外电厂锅炉鼓、引风机以轴流式为主,其最低效率为84%,最高为90%.烧结引风机节能日本荏原公司生产的叶轮能直径为5m的烧结引风机,其全压效率可达90%;俄罗斯生产的烧结引风机最高效率可达83%.高温风机节能英国siocco公司生产的高温风机,采用桨式叶轮(无盖盘径向直叶片叶轮),其全压效率可达排尘风机节能德国的研宄结果表明,为避免积灰,叶片宜采用弧面成斜面,叶片角控制在38*58*之内。其全压效率可达87%.曝气鼓风机节能瑞士苏尔寿公司生产的超大型离心式曝气鼓风机,其调节范围为额定流量的35%~107%,多变效率达82%.日本川岭崎重工机械会社生产的gm型齿轮组装式鼓风机,其调节范围为65%~100%,多变效率可达高炉鼓风机节能国外高炉鼓风用的轴流式压缩机,多变效率最高达90%,采用全静叶可调机械后操作范围扩大到额定流量的550%.离心式压缩机节能有代表性的多轴组装式压缩机是美国英格索兰公司制造的cenac型压缩机,其等温效率可达74%.日本日立公司生产的dh型离心压缩机的等温效率己达82%.日本神户制钢所在引进美国vc型离心压缩机、改进美国vc离心压缩机的基础上,经过改进制成了大流量半开式三元叶轮,叶轮的绝热效率为9风机节能技术的发展趋势通风机通过应用叶轮、蜗壳等元件的研宄成果,以及进一步提高制造精度,力求使各种通风机的效率平均提高5%.有的离心通风机己采用了三元叶轮,效率提高10%;大型离心通风机出现了采用较大直径和较窄宽度叶轮、较高转速的高效结构,其最高效率可达87%以上,效率较高的轴流式通风机,最高效率己达92%.从而使产品本身就是节能产品。   在运行中的调节节能方面,除了采用较先进的动叶可调、双速电动机、液力耦合器及交流电动机的各种方法调速外,对大型通风机又出现了调速节能的新装置一一多级液力鼓风机未来将会大力开展节能型鼓风机的研制工作。如日本对蜗壳及叶轮等通流部分的形状作了适当改进,有效地防止了涡流及流动分离的产生,其绝热效率比原来的鼓风机提高5%;瑞士制造的大流量离心式鼓风机,每级均没有进口导叶,其多变效率可达82%;日本制造的多级离心式鼓风机,采用进口导叶连续自动调节后,节能率达20%;高速单级离心式鼓风机采用高周速、高压比、半开式径向三元叶轮后,其效率可提高10%;还有的在鼓风机主轴的另一端设有尾气透平,回收尾气排放时的膨胀功率达到节能目的。   高炉煤气余压回收透平发电装置(top压力能经透平膨胀作功,驱动发电机发电的能量回收装置。   该装置既节能,又符合环保要求。目前,该装备发展最快、水平最高的是日本。   离心式压缩机将会越来越多地采用三元流动叶轮,使效率平均提高2%5%.如美国研制出的管线压缩机的三种大流量三元叶轮,叶轮效率可达94%~95%;日本的单轴多级离心压缩机的效率水平也进一步提高,其首级的大流量半开式三元叶轮的绝热效率达94%.其调节方式将会更多地采用汽轮机或燃气轮机驱动,以改变转速来达到节能目的。   二、风机节能的途径与潜力风机节能途径与潜力总体上可分为两大类。一类是从产品设计角度来提高风机在设计点和变工况区的效率,尽量使风机本身就是节能产品;另一类是从产品在观场实际运行的情况来尽可能地提高其实际运行效率(有的称其为装置效率)。其总目标都是减少功耗。   从产品设计角度来挖掘风机节能潜力,其主要承担者是风机制造厂、与风机专业有关的大专院校及科研院所。设gm通用机械计人员在设计风机新产品时最注重的性能指标就是效率(即节能)。从设计方面考虑,提高风机效率的方法有多种,但最主要的措施有如下几点:①采用三元流动叶轮,可使在同等流量、压力条件下的风机效率提高5%~10%;②新型风机设计好之后,为了验证其设计效果,需要制造出风机模型进行试验,若达不到预期效率目标,还要做设计修正、再试验,直至满意为止;③计算机技术善改之后,出现了模拟试验研宄的计算流体技术普级之后,出现了模拟试验研宄的流体动力学方法cfd(compuaionfluiddynamics),只需重新计算一次即可评估改进设计是否有效。虽然也需要一次排能试验,则是为了进一步验证所设计的产品性能。   提高风机产品效率毕竟是余地很小,真正节能的巨大潜力还在广大风机用户。   风机用户按风机的运行特征是恒速机组成变速机组分别归纳的节能措施如下:恒速机组高效风机替换低效风机小叶轮换大叶轮;截短叶轮外径;减少级数,拆摘叶片减少其数目;前(中、后)导叶控制,静叶可调;改变动叶安装角,动叶可调;台数组合控制,串一并联;on-off开关控制;进口成出口节流;变叶片宽度;变扩压器安装备;联合调节及微机控制等。   变速机组变频调整、调压调速、电磁调速、变极对数调速、串级调速(成转子串电阻)、无换向器电动机调速、蒸汽轮机成燃气轮机等原动机的变速、液力耦合器、液力调速离合器、机电一体化装置(如微机控制等)、多级液力变速传动装置(msvd)及其他(如三角带传动等)。   1.管道安装结构设计与节能风机及其系统的节能取决于风机必须是高效率的节能型风机;风机的运行工况必须在所预选而高效率工作区内。   因而,必须精确确定系统的阻力一一流量关系,为风机给出正确的压力和流量值。   急度流场对管道截面上速度和压力分布的影响在气流转弯前后,特别是在它的后面内侧,出现较大的涡压。流线弯曲受离心力的作用,破坏了缓变流条件,静压沿截面不再为常数,流速沿截面的分布就不均匀。在转变处装设导叶能迫使气流沿内壁流动,从而防止了附面层脱体与涡流的产生。这样,既可使流速沿截面的分布均匀,又可减少阻力。   急变流均对风机性能的影响风机使用现场常用的调节装置有闸门、蝶阀等。除全开外,在它们之后都将出现涡压。开度越小,涡压越大,而且在主流区沿截面上的流速分布也将出现严重地不均匀。   试验表明,在进气箱中用调节叶片(百叶窗式)调节时,风机性能曲线都有以下的共同特点:当调节叶片安装角在0*30*间差别级不大;当调节叶片安装角自0*向30*变化时,效率曲线略向左移,最高效率略有下降。   所有这些特点都是由于调节后叶轮入口处气流获得正预旋引起的。   2.风机的运行调节与节能根据流体力学理论,气体的流动过程将伴随着损失。例如,气体流过节流装置后,气流的压力会相应减少,也就是它们损失了风机的有用功。由于这一切都是在风机输送气体的过程发生的,这就浪费了风机的能量。   风机工况点是风机在某一转速下的性能曲线与管网阻力特性线的交点。风机实际运行时,并非永远停留在设计工况点上。它将随用户的需要或外界条件的变化而变化,也就是风机实际上处于变工况下工作。要想使风机的风压或风量达到某一目标值,就需要对风机或管网进行人为地控制,并称调节。通过有效地调节,实现在保证风机能够稳定工作的条件下,既要满足生产对流量或压力的要求,又能最大限变地节能。简言之,调节的目的就是满足性能要求,扩大(稳定)工况,实现节能,防止喘振。   风机采用不同的调节方式都可达到同一目的,但节能效果各不相同。   根据理论分析及实践证明,可得出如下4个方面的结对于鼓风机和压缩机,出口节流调节方式耗功最多。   尽管相对流量(实际流量0与设计流量0.之比)减少时,功率并相应减少。如当0=0.650.时,所对应的功率减少到原来的80%左右,但与其他调节方式相比,耗能仍居首位。   如果相对流量变化不大时(或称调节深度小时),几种调节方式耗动差别不大。即调节方式对节能效果影响不大,甚至不仅不节能,反而因调节装置的存在多耗功(如液力耦合器)。   要慎重选择调节方式,以期获得最大效益。   变速调节曲线接近理想曲线。所以,变速调节方式优越,特别是采用变频电动机调速的节能方案为最佳,但需要增设变频装置。对于中小容量的变频调速建议积极试用;由于大容量高电压变频调速装置价格较高,应结合具体情况,综合比较,决定取舍。总之,既要考虑调节性能,也要考虑设备初投资、可靠性及经济性等,全面评价调节方式的优劣。
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  • 发布时间:2020-08-19
    水泥高温风机叶轮的快速修复安广析,杨位臣(鲁南水泥有限公司,山东滕州277531)产到2300/d),分别于1990年和1991年投产,2台高温风机一直运转平稳,叶轮从未检修、更换过。2004年6月在例行检查时发现,2号风机叶轮叶片磨损出较大缺口,运行至9月,该风机出现较大振动,且时常报警、跳停,停机检查发现叶片磨损严重超差,已不能继续运转。遂决定在现场不拆卸叶轮的情况下实施抢修。从停机到恢复运行仅用60多个小时,减少了事故损失。   1高温风机简介1600-6;额定转速995/min;额定功率1600kw;液力耦合器型号yotc-1000;输出功率610~1800kw.2施工准备(由原风机叶片尺寸决定);j557电焊条20kg;氧气3瓶;乙炔1瓶。   角向磨光机、便携式振动测量仪各1台(套);动平衡试块6件。   3施工方法不拆除外壳,直接在壳体上割出检修方孔,能容一人坐在外壳上接触到叶轮进行检修作业即可,以加快施工速度。等施工完毕后再原样恢复。   根据现场叶轮磨损情况,在叶片上划出切割线,将叶片磨损变薄的部分全部割下。用角向磨光机将切口周围打磨干净,清除焊渣、毛刺等杂物,以利下一步的焊接工作。   根据割下的叶片尺寸,下料剪切叶片备件。备件钢板与叶轮接触的三面要打磨出单边坡口。   焊接采用冷焊法,直流反接。焊接中要掌握好匀。焊条收弧时要注意填满弧坑。背面用角向磨光机仔细清根,确认无缺陷后重复上述步骤,焊满背面。焊后要仔细清除药皮,务必除净。   人员离开检修方孔,确认安全后启动电动机。   液力耦合器由低到高缓慢调整叶轮转速,用测振仪分别测量两个轴承座的水平、垂直方向的振动值。转速分别在200、400、600、800、900、950/min时稳定运行30min,记录轴承振动值及温升情况。   在提速运转过程中,若出现振动值超差应立即停止提速,稳定运行,测量振动值及振动方向,以确定平衡块定位位置。   以上步骤需反复进行,直至各振动值在标准允许范围之内。最后2号高温风机的振动值为:叶轮转速930/min时,传动侧轴承水平振动1.2mm/s,垂直振动0.8mm/s;非传动侧轴承水平振动l.lmm/s,垂直振动0.8mm/s,完全符合规定。   恢复检修方孔,回转窑点火升温并顺利投料生产。生产中高温风机运行平稳,在线测振仪显示:回转窑投料152/h,叶轮转速845/min时,传动侧轴承水平振动100|jlm,垂直振动50|xm;非传动侧轴承水平振动90|xm,垂直振动46|xm,完全满足生产需要。   4注意事项检修中叶轮叶片的划线切割、叶轮切口打磨、叶片备件的加工准备、叶片的焊接等工序,最好由一人来完成,以保证加工量的均匀性。若实在不能由一人完成,至少也应是一个工序由一人完成。   叶轮动平衡前一定要将叶轮全部仔细清理干净,包括叶轮上的结皮、积灰以及焊渣、药皮等,以保证动平衡的真实性。这一点非常重要。   若条件允许,动平衡试验最好用现场动平衡仪进行。这样既可节约时间,又能提高精度。   风机修复后一直平稳运行,运转率在95%以上。   在2005年1月计划检修中检查发现焊缝仍清晰可见,几乎看不出磨损,断定可以长期运转。由此看来,此方法既可用于事故抢修,也可用于正常计划检修,以降低维修费用,缩短检修时间。   焊接速度,最好一遍能填平焊缝,尽量使焊材填充均匀。
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  • 发布时间:2020-08-19
    在锅炉风机控制中的应用变速控制的节能效果。   1引言锅炉蒸汽是企业的主要动力,对企业的生产及安全至关重要。通常要求炉膛负压保持在某基本负压范围内,如果炉膛负压过大,既增加引风机的电耗,又会造成炉内燃料的浪费;如果炉膛负压过小,不但影响燃料的充分燃烧,进而影响到锅炉蒸汽的质量,还会危及设备和操作人员的安全。近年来控制系统功能不断增强,特别是构成的系统具有抗干扰能力强对电源质量要求低控制可靠及响应灵敏等优点,使凡在工业控制中的应用更加广泛。我们采用plc控制,节能效果非常明显,提高工厂的自动化水平。   宜宾学院张雪平我们采用,和变频器构成自动控制系统,控制鼓风机和引风机的转速,实现鼓风机引风机的自动起停及紧急停机;根据炉膛负压和烟气氧量实现鼓风机引风机的变频调速运行;实现锅炉本体排空阀紧急疏水阀出口蒸汽阀的自动控制;能及时调节汽包水位主蒸汽温度炉膛负压烟气含氧量。   根据控制要求,炉膛负压是个重要的参数,负压过大,则漏风严重,总的风量增加,烟气热量损失增大,同时引风机的电耗增加,不利于经济燃烧;负压偏正,炉膛要向外喷火,不利安全生产。控制系统根据炉膛负压调节引风机和鼓风机转速,控制进出炉膛的风量,使炉膛负压维持在2000~3000pa之间。   控制系统保留了挡板手动控制系统。我们选择欧姆龙公司用;扩展功能强,本身具有18路输入和12路输出,最高可扩展到100点;精度高,多量程的人机和从模块用于反馈控制。基本指令处理时间为72ms,平均无故障时间达30万小时。   燃气锅炉控制要求锅炉系统主要包括蒸汽系统,软化水处理系统,给水系统,燃烧系统,排污系统,凝结水系统,疏水系统等。天然气由工艺系统送来,经过滤分离,调节压力连锁降至300~500pa送至燃烧器。空气由鼓风机从锅急停炉顶部吸入,经地下风道送至炉前风箱,经调风与天然气混合,进入炉膛燃烧。烟气由引风机经地下烟道引出,送进烟囱,排入大气。原来鼓风机和引风机的风量分别由其出风口档板控制,人工操作。鼓风机引风机旦启动均满负荷运行,操作不便,且风余量大,极大浪费能源。   手动氧气变送器负压变送器引风柄器,电位器,引风机系统控制原理炉膜氧量变送器通过输出24ma信号作为鼓风机变频器模入信号,控制鼓风机转速范围,论文得到两院院士关注技术创新只做速度控制。炉膛负压检测量通过,输出信号作为引风机变频器的模入信号控制引风机转速。当自动控制系统出现故障时,变频器模入信号通过电位器手动给定,排除故障后恢复为自动控制方式。这种方式控制简单,操作方便,可靠性高。   该控制系统考虑了连锁保护,一旦鼓风机或引风机停机,或者变频器出现故障,既报综合故障信号,立即实现连锁,锅炉系统停炉,保证锅炉安全。如果因锅炉汽包液位低炉膛负压超高或超低炉膛熄火等原因引起,应立即输出信号使引风机和鼓风机停机。   为保证锅炉安全运行,要求plc控制程序设计为先启动引风机,2分钟后才能启动鼓风机;停机时,必须先停鼓风机,5分钟后才能停引风机;引风机因故障而停机时,必须立即停止鼓风机。若变频器有故障时,可以转入手动控制,工频运行,故障排除后,恢复为变频运行,从而更有效地保证锅炉的安全运行。   4应用效果该控制系统用于宜宾热电厂2#燃气锅炉,锅炉型号322025400,蒸发量为20万,以前采用档板调节风量时,大多数时间风门开度只有60%左右,节流涡流损失很大,直接反映为电动机能耗高,经济性差。采用plc控制的变频调速系统后,工作频率显在35~40hz,系统投运一个月的情况统计显,平均日节电200kw.h左右,节电率达40%,降耗明显;系统采用软启动方式,使电动机启动电流大幅下降,减少了厂用电压的波动,减少了空气开关触头操作机构行状态,电动机风机的轴承磨损和机组振动大为减少。  5结束语对于中小型热电厂,近年来受电网调控的限制,有的机组经常处于低负荷运行,采用plc控制,能保证锅炉处于良好的运行状态,节能降耗非常明显,控制可靠,操作方便,提高了锅炉操作的安全性,且对原有系统的改造工作量不大,投资小,回报高,经济效益明显。
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