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煤氣加壓羅茨風(fēng)機(jī)與離心式增壓風(fēng)機(jī)的區(qū)別視頻講解
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風(fēng)機(jī)型號轉(zhuǎn)速各排氣壓力下的進(jìn)口流量Qs(m3/min),所需軸功率La(kW)及所配電機(jī)功率Po(kW)電機(jī)SpeedInlet?volume?Qs(m3/min)?shaft?power?required?La?(kW)?and?motor?power?Po(kW)?at?each?discharge?pressure極數(shù)Typer/min9.8kPa19.6kPa29.4kPa39.2kPa49.0kPa58.8kPa68.6kPa78.4kPa88.2kPa98.0kPaMotor?polnQsLaPoQsLaPoQsLaPoQsLaPoQsLaPoQsLaPoQsLaPoQsLaPoQsLaPoQsLaPoPJAS-190?730Δ22.16.61121.311.21520.315.718.519.520.33018.724.93018.129.43717.533..54516.643.1558?970Δ31.98.41130.714.518.529.720.63028.926.73728.132.84527..945.15526..37525.663..110.21538.917.62237..132.44536.339.84535.747.15535.154.77534.662.17534.269.59033..111.21541..926.93740.134.84539.342.75538.750.67537.158.57536.666.47536.274.39035.882..218.545.820.63044.829..64543..654..571.49041.179.99040.788.Δ50.21318.54922..23747.240.35546.449.47545.858.57545.267.69044.776.79044.385..994.91104
高品質(zhì)富鈦料中試線工程焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)
甲方：攀枝花攀鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司
攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
攀鋼集團(tuán)冶金工程技術(shù)有限公司
乙方：四川省鼓風(fēng)機(jī)制造有限責(zé)任公司
二○○九年五月二十二日
攀枝花攀方）與（以下簡稱乙方）就簽訂以下技術(shù)協(xié)議本協(xié)議作為合同附件，與商務(wù)合同具有同等法律效力。%
最低月平均相對濕度：～36％
1.1.2 地震烈度：7度
1.2 供水條件
供水溫度：≤30℃
供水壓力：≥0.35MPa
水 質(zhì)：懸浮物20mg/1~30mg/1
2. 總說明
2.1 本技術(shù)協(xié)議的置于% 62.5 20 8.1 2 2.3 4.9 0.2 1.3 入口煤氣溫度： ≤41℃；
1.4 入口煤氣壓力： 4kPa（G）；
1.5 介質(zhì)密度： 0.452Kg/m3（20℃，760mmHg）；
1.6 雜質(zhì)含量：H2S≤1000mg/Nm3，萘≤200mg/Nm3,焦油≤50mg/Nm3, NH3:≤50mg/Nm3
1.7 煤氣相對濕度： 飽和；
1.8 焦?fàn)t煤氣輸送量： 124Nm3/h(根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈼l件計(jì)算實(shí)際輸送量)；
1.9 加壓機(jī)升壓： 73.5kPa；
1.10 煤氣加壓機(jī)功率： 15KW。
2. 技術(shù)要求
2.1 流量與壓力不得有負(fù)偏差；
2.2 振動速度均方值：≤6.3mm/s；
2.3 軸承溫升：≤85℃；
2.4 油箱溫升：≤60℃。
2.5 使用壽命
2.5.1轉(zhuǎn)子組≥5年；
2.5.2 密封≥1年；
2.5.3 軸承使用壽命＞2年；
2.5.4 整機(jī)壽命15年，非易損件2年；
2.5.5 加壓機(jī)的檢修周期≥6個(gè)月，年運(yùn)行時(shí)間不少于8000小時(shí)，在煤氣含塵量≤10mg/m3時(shí)保證不泄漏時(shí)間不小于15000h；
2.5.6 保證期內(nèi)（1年）滿足設(shè)備正常運(yùn)行，因賣方原因造成的設(shè)備質(zhì)量問題，由賣方負(fù)責(zé)免費(fèi)更換。
2.6風(fēng)機(jī)噪聲值：在正常情況下機(jī)組噪音≤85dB（A）；
3. 結(jié)構(gòu)型式為蘿茨式；
3.1將羅茨鼓風(fēng)機(jī)、電機(jī)、出口消聲器、彈性接頭、壓力表等風(fēng)機(jī)運(yùn)行所需的附件安裝在一個(gè)鋼制基座上，其結(jié)構(gòu)緊湊、配置齊全、安裝方便、具有良好的保護(hù)功能。風(fēng)量穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，使用壽命長。
3.2鼓風(fēng)機(jī)機(jī)殼進(jìn)、排氣口采用具有良好聲學(xué)技術(shù)特性的異形口結(jié)構(gòu)，很好地緩解了氣壓的沖擊，減少了氣流脈動，從聲源上有效地降低了氣動。
3.3葉輪型面采用三葉復(fù)合葉輪型線，內(nèi)泄漏量小，容積效率高，密封性好，單位能耗低。
3.4機(jī)殼、墻板、葉輪、主、副油箱采用高強(qiáng)度灰口鑄鐵（HT200），主要零部件均采用數(shù)控設(shè)備和專用機(jī)床加工。
3.5傳動齒輪材質(zhì)采用20CrMo合金鋼，經(jīng)滲碳、淬火、精磨，精度等級達(dá)GB10095-88的5級，齒面硬度達(dá)HRC56~62，傳動平穩(wěn)，機(jī)械噪音低。
3.6軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼。軸與葉輪經(jīng)鍵聯(lián)接結(jié)合成轉(zhuǎn)子，其結(jié)合為過盈配合，轉(zhuǎn)子采用獨(dú)特的定位方式。從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上有效的保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)使風(fēng)機(jī)現(xiàn)場維護(hù)維修變得極為方便。
3.7 轉(zhuǎn)子經(jīng)過嚴(yán)格動平衡，平衡精度達(dá)G2.5級，振動小，風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。
3.8采用SKF軸承。
3.9密封型式；選用組合密封，密封效果好。
3.10出口消聲器：用于消除鼓風(fēng)機(jī)排氣氣流噪聲，其阻力小，消聲效果好。
3.11超壓安全閥：是機(jī)組上的一個(gè)保險(xiǎn)裝置，當(dāng)系統(tǒng)工作狀態(tài)異常，阻力高于風(fēng)機(jī)工作壓力額定值時(shí)，安全閥開啟，將氣體排出進(jìn)行卸載，防止風(fēng)機(jī)和電機(jī)過載。對系統(tǒng)進(jìn)行自動保護(hù)。
3.12彈性接頭：由橡膠鋼骨架壓制而成，具有良好的隔振作用。
4 加壓機(jī)的性能曲線的允許偏差：
a) 保證點(diǎn)的風(fēng)量：±2%；
b) 保證點(diǎn)的全壓：±2%；
c) 軸功率偏差：不大于2% 。
5. 在全部運(yùn)行條件下加壓機(jī)的最大允許振幅，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
6. 加壓機(jī)的設(shè)計(jì)、制造應(yīng)符合風(fēng)機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
7. 應(yīng)保證加壓機(jī)從滿負(fù)荷至最低負(fù)荷的所有運(yùn)行條件下，工作點(diǎn)均應(yīng)落在風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的最小流量點(diǎn)的范圍內(nèi)，且避開喘振區(qū)域；
8. 設(shè)備泄漏率為零；
9. 風(fēng)機(jī)整體噪聲達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（距風(fēng)機(jī)機(jī)殼外1米處的噪聲不得大于85分貝）。
10 對電氣設(shè)備的基本要求
10.1 煤氣加壓機(jī)配15KW電機(jī)，電機(jī)防護(hù)等級為IP54，絕緣等級為F級，防爆等級為dⅡBT4，電機(jī)選用=電機(jī)；
10.2 電動機(jī)的額定容量，應(yīng)大于煤氣加壓機(jī)軸功率的20～30%；
10.3 電動機(jī)為全電壓啟動；
10.4 電機(jī)的振動符合國標(biāo)有關(guān)規(guī)
四川變溫吸附脫硫設(shè)計(jì)公司
石灰石-石膏法以石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石首先經(jīng)過破碎粉磨系統(tǒng)形成粉狀后，與水?dāng)嚢杌旌闲纬晌諠{液。在吸收塔中，煙氣中底部進(jìn)入，頂部噴石灰石漿液，煙氣中的SO2與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，并被鼓入的空氣氧化，最終生成反應(yīng)物石膏。吸收塔一般分層設(shè)置，目前常采用三層噴淋，以提高脫硫效率。石灰石-石膏法脫硫工藝一般含煙氣收集、石灰石漿液制備、吸收、石膏處理等幾個(gè)主要生產(chǎn)系統(tǒng)。濕法脫硫+SCR脫硝組合工藝中脫硝原理與前述SCR脫硝原理一致，這里不再贅述。
1.3解決問題的構(gòu)想（1）改善原料氣的質(zhì)量，在一級加氫反應(yīng)器前增加過濾裝置，進(jìn)一步除去煤氣中含有的油類雜質(zhì)。（2）重點(diǎn)針對硫醇及噻吩的脫除問題，對一級加氫系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與改造，緩解二級加氫的生產(chǎn)負(fù)荷。2.一級加氫工藝的改進(jìn)一級加氫反應(yīng)器出口有機(jī)硫含量分布，分子結(jié)構(gòu)較為簡單且副反應(yīng)較少的COS與CS2含量共計(jì)約67mg/m3；加氫活性較差、且易發(fā)生副反應(yīng)的硫醇、噻吩含量約為35mg/m3，因此需要分別設(shè)計(jì)具有針對性的脫除方案。
溶劑吸收脫除H2S，優(yōu)點(diǎn)是脫除率高、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝成熟、經(jīng)驗(yàn)豐富且易生產(chǎn)副產(chǎn)品；缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、溶劑再回收困難、設(shè)備操作穩(wěn)定性要求高、易造成二次污染。2.2脫硫醇工藝2.2.1抽提氧化工藝抽提氧化工藝是在氫氧化鈉水溶液中加入磺化鈦箐鈷或聚鈦箐鈷，作為脫除LPG中硫醇的高效催化劑，硫醇與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硫醇鈉，在催化劑作用下硫醇鈉發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二硫化物，進(jìn)而達(dá)到脫硫醇的目的［31］。
垃圾填埋氣脫碳,干法脫硫需考慮煙氣及原料中的金屬離子對催化劑的催化活性的影響。2.5煙氣系統(tǒng)與煉焦工段的融合性問題2.5.1脫硫脫硝與煉焦工段的融合性問題脫硫脫硝工段的正常操作不能影響焦?fàn)t系統(tǒng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。一般通過設(shè)置引風(fēng)機(jī)安全連鎖來保證，一是引風(fēng)機(jī)停機(jī)信號與旁通閥門的連鎖來保證引風(fēng)機(jī)突然停機(jī)后煙氣的快速出口問題；二是設(shè)置引風(fēng)機(jī)與焦?fàn)t交換機(jī)室的安全連鎖，若引風(fēng)機(jī)停機(jī)焦?fàn)t煤氣立即拉正，高爐煤氣調(diào)至小流量；三是設(shè)置引風(fēng)機(jī)停機(jī)信號與焦?fàn)t閘板閥的連鎖，引風(fēng)機(jī)停機(jī)后，煙氣閘板閥自動打開，保證焦?fàn)t總煙道與煙囪的連接。通過上述三個(gè)安全連鎖保證了焦?fàn)t的正常加熱。
7、焦?fàn)t煤氣含有H2（55~60%），CH4（23~27%），CO（5~8%），CO2（1.5~3.0%），N2（3~7%），O2（<0.5%），c2h4(2~4%)；密度為0.45~0.50Kg/Nm3。高爐煤氣定義高壓鼓風(fēng)機(jī)（羅茨風(fēng)機(jī)）鼓風(fēng)，通過熱風(fēng)爐加熱后進(jìn)入了高爐，這種熱風(fēng)和焦炭助燃，產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙熱的焦炭產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳在上升的過程中，還原了鐵礦石中的鐵元素，使之成為生鐵，這就是煉鐵的化學(xué)過程。鐵水在爐底暫時(shí)存留，定時(shí)放出用于直接煉鋼或鑄錠。這時(shí)候在高爐的爐氣中，還有大量的過剩的一氧化碳，這種混和氣體，就是“高爐煤氣”。
四川變溫吸附脫硫設(shè)計(jì)公司,由上面的反應(yīng)方程式可以看出，F(xiàn)e2O3吸收H2S變成Fe2S3，隨著沼氣的不斷產(chǎn)生，氧化鐵吸收H2S，當(dāng)吸收H2S達(dá)到一定的量，H2S的去除率將大大降低，直至失效。二、干法脫硫裝置的再生與利用Fe2S3是可以還原再生的，與O2和H2O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)可還原為Fe2O3，原理如下：2Fe2S3·H2O+3O2＝2Fe2O3·H2O+6S綜合以上兩2反應(yīng)式，沼氣脫硫反應(yīng)式如下：H2S+1/2O2＝S+H2O(反應(yīng)條件是Fe2O3·H2O)由以上化學(xué)反應(yīng)方程式可以看出，F(xiàn)e2O3吸收H2S變成Fe2S3，F(xiàn)e2S3要還原成Fe2O3，需要O2和H2O。
機(jī)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、密封性強(qiáng)、安裝維修比較方便。它不但能水平輸送，也能傾斜或垂直提升輸送；能多點(diǎn)加料，也能多點(diǎn)卸料，輸送機(jī)工藝布置較為靈活。由于殼體是封閉的，這在輸送物料時(shí)，對改善工人的操作條件和防止環(huán)境污染等方面都有較突出的優(yōu)點(diǎn)
氣力輸送機(jī)，是一種先進(jìn)的物料搬運(yùn)機(jī)械。吸糧機(jī)是我司研制的氣力輸送設(shè)備之一，該設(shè)備是專門為面粉廠、糧食貯備庫、農(nóng)場、車站、碼頭、糧油加工、釀造等行業(yè)而設(shè)計(jì)制造，使糧食在運(yùn)輸和倉儲過程中的散裝、 散運(yùn)、散卸、翻倉、倒垛、補(bǔ)倉、出倉的流程操作更省人工、更便捷。
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原標(biāo)題：鼓風(fēng)機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展
一、鼓風(fēng)機(jī)在冶金行業(yè)的應(yīng)用
風(fēng)機(jī)在冶煉行業(yè)占有重要的位置。從礦石到煉制成鋼要經(jīng)過礦石燒結(jié)、煉鐵和煉鋼等主要冶煉過程，即鋼鐵冶煉的全部工藝流程中都需要風(fēng)機(jī)。
圖1 冶金行業(yè)流程圖
1、燒結(jié)用風(fēng)機(jī)
冶煉用的礦石在冶煉之前對礦石要進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)要用燒結(jié)機(jī)，而燒結(jié)爐則需用煙氣主抽風(fēng)機(jī)和冷卻通風(fēng)機(jī)。
2、焦?fàn)t煤氣輸送羅茨鼓風(fēng)機(jī)
焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐中料粒的支撐劑和疏松劑，而煉焦?fàn)t內(nèi)的煤氣須經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出后，一部分作為煉焦?fàn)t的燃料，一部分加壓后送往鋼廠作為燃料，另一部分用作生產(chǎn)其它副產(chǎn)品。
焦?fàn)t煤氣輸送的典型代表產(chǎn)品是羅茨鼓風(fēng)機(jī)其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)組由電動機(jī)、齒輪增速機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)、潤滑系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)組成。機(jī)殼為水平剖分式結(jié)構(gòu)，軸承箱下面有橫縱向定位鍵槽，以保持機(jī)體良好對中，并能適應(yīng)機(jī)殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄成一體，增強(qiáng)剛度便于拆卸檢修。
轉(zhuǎn)子由主軸、葉輪、隔套、平衡盤和半聯(lián)軸器等組成；葉輪采用高強(qiáng)度合金鋼焊接結(jié)構(gòu)。
軸承分為支撐軸承和止推軸承兩部分，支撐軸承為橢圓瓦滑動軸承，止推軸承為米切爾雙面止推滑動軸承。
密封設(shè)在級間、葉輪進(jìn)口、平衡盤外圍及軸兩端，均為迷宮式拉別令密封。
圖2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)
3、高爐鼓風(fēng)機(jī)
在生鐵冶煉過程中，必須用高爐鼓風(fēng)機(jī)向高爐輸送一定量助燃的空氣（或氧氣）以提高爐內(nèi)溫度。此外，還需要將燃燒空氣送到熱風(fēng)爐里的離心通風(fēng)機(jī)。
氧氣對鋼鐵工業(yè)在于強(qiáng)化冶煉過程。在煉鋼方面用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，平爐熔池吹氧煉鋼，電爐氧氣煉鋼等多種。特別是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼已成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條主要途徑。煉鋼用氧量非常之大，它是使用空氣分離設(shè)備從空氣中采用深度冷凍法而取得。每套制氧機(jī)中必須使用空氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、加熱鼓風(fēng)機(jī)和透平膨脹機(jī)，即一般所稱的”制氧四大機(jī)”。
4、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵風(fēng)機(jī)
轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)是指轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收以外的各揚(yáng)塵點(diǎn)的煙氣收集和除塵。其中包括轉(zhuǎn)爐兌鐵、轉(zhuǎn)爐吹煉、吹氬站、鐵水扒渣站及鐵水倒罐站等的煙氣除塵。
5、鋼廠動力站用離心式壓縮機(jī)
離心壓縮機(jī)是在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。主要特點(diǎn)是整體組裝式結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)、齒輪箱、中間氣體冷卻器及潤滑油系統(tǒng)用1個(gè)公用底座。進(jìn)口設(shè)置有進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片，是優(yōu)化壓縮機(jī)非工況點(diǎn)運(yùn)行性能的最經(jīng)濟(jì)的方法。進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況自動調(diào)節(jié)，可以在氣流變化中實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)出口的定壓輸出。
6、化鐵爐用風(fēng)機(jī)
除鋼鐵冶煉工藝過程中需用風(fēng)機(jī)外，一般機(jī)械鑄造工廠常用的化鐵爐（如沖天爐、油爐及煤粉爐等），都需用鼓風(fēng)機(jī)（高壓通風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)）壓送足夠的空氣加以助燃。
7、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置
高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置是利用高爐爐頂煤氣壓力能經(jīng)透平膨脹作功，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量回收裝置。TRT裝置既回收了原減壓閥泄放的能量（約占高爐鼓風(fēng)機(jī)所需能量的30%），又凈化了煤氣，并且改善了高爐爐頂壓力的控制品質(zhì)。
二、未來的發(fā)展趨勢
冶金工業(yè)所用的風(fēng)機(jī)種類盡管有許多種，但相對來講有一定難度，能代表風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造水平的可分為3種，即軸流式壓縮機(jī)、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)和煤氣輸送羅茨鼓風(fēng)機(jī)。這3種風(fēng)機(jī)，國外的技術(shù)水平高于國內(nèi)，國外的先進(jìn)技術(shù)水平就是國內(nèi)應(yīng)積極努力的未來發(fā)展趨勢。
圖3 冶金行業(yè)工作圖
1、軸流式壓縮機(jī)
軸流式壓縮機(jī)具有效率高，容量大，性能調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn)。目前國外1000m3以上的高爐皆采用軸流壓縮機(jī)。作為高爐鼓風(fēng)用的軸流壓縮機(jī)，其流量已達(dá)10000m3/min，壓力達(dá)0.69MPa,功率已達(dá)70000kW。
近年來，為提高軸流壓縮機(jī)的效率，國外多放在隔聲、消聲上，其措施是：（1）采用加厚鑄造機(jī)殼，減弱噪聲散射；（2）采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴(kuò)散。利用電子計(jì)算機(jī)作為調(diào)節(jié)的中樞指令系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軸流壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)自動化，運(yùn)行最佳化。
2、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)機(jī)配套的主抽煙機(jī)，其耗電量大約占燒結(jié)廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質(zhì)為燒結(jié)煙氣，含塵量大，因此，提高效率，降低能耗，加強(qiáng)耐磨措施，提高使用壽命，仍是燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)課題。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量取決于燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)面積；壓力取決于燒結(jié)料層的厚度。
燒結(jié)機(jī)的大型化（已可生產(chǎn)1000m2的燒結(jié)機(jī)）和厚料層（已達(dá)700mm），促使燒結(jié)引風(fēng)機(jī)向錦工量、高負(fù)壓方向發(fā)展。燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的最大流量為40000 m3/min，最高壓力為19620Pa，最大功率為14500kW。
由于制造工藝條件和運(yùn)輸條件等因素的限制，特大型燒結(jié)機(jī)配套的燒結(jié)引風(fēng)機(jī)往往采用雙機(jī)并聯(lián)形式。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的耐磨措施：
?。?）鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2，而且可避免煙氣對中盤的沖刷；
?。?）葉片上裝有可更換的耐磨襯板（襯板表面堆焊碳化鎢）；
（3）由可更換的錐盤保護(hù)中盤不受磨損；
?。?）機(jī)殼裝有渦形襯板和側(cè)襯板；
（5）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹酯、石英粉加水玻璃等涂料；
（6）表面強(qiáng)化處理 表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。
目前，國外正在進(jìn)行關(guān)于燒結(jié)引風(fēng)機(jī)氣動設(shè)計(jì)計(jì)算的二相流（固體微粒和燒結(jié)煙氣）的研究，試圖從空氣動力學(xué)方面來進(jìn)一步解決燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的磨損問題。
3、煤氣輸送羅茨鼓風(fēng)機(jī)
該裝置發(fā)展快、水平高。
隨著冶金行業(yè)發(fā)展，煤氣輸送作為冶金行業(yè)工藝?yán)镏匾沫h(huán)節(jié)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選擇尤為關(guān)鍵。適宜的羅茨鼓風(fēng)機(jī)會減少噪音，提高工作效率，制作質(zhì)量幅度上升。隨著科技的發(fā)展，未來的羅茨鼓風(fēng)機(jī)會實(shí)現(xiàn)自動化、一體化、高效化。
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我司（無錫羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠）是主要從事于生產(chǎn)L系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)的專業(yè)廠，生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)已有30多年歷史，今天就來說如何對高壓鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造。
本文對焦?fàn)t煤氣加壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，在焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)控制系統(tǒng)中運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)對其進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)煤氣加壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的自動調(diào)節(jié)，有效的穩(wěn)定了焦?fàn)t煤氣母管壓力，保證安全運(yùn)行，并且達(dá)到節(jié)約能源的效果。解決了兩臺鼓風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，靠調(diào)節(jié)回流閥無法實(shí)現(xiàn)壓力恒定這個(gè)始終困擾焦?fàn)t生產(chǎn)的難題。
關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)、高壓變頻器、壓力PID閉環(huán)控制、鼓風(fēng)機(jī)無擾切換
一、前言
天鐵冶金集團(tuán)有限公司焦化廠現(xiàn)有58型焦?fàn)t兩座和JN43-80型焦?fàn)t一座，以及配套的備煤、煤氣；凈化、輔助化工原料回收、污水處理等一套完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，年產(chǎn)焦炭112萬噸，焦?fàn)t煤氣5億立方米，焦油45000噸，粗苯13000噸，硫酸銨15000噸，以及日處理污水2400噸的能力。
隨著焦炭產(chǎn)量提高，煤氣收集壓力增大，原抽氣鼓風(fēng)機(jī)一運(yùn)兩備的運(yùn)行方式在夏季高溫天氣情況下已不能滿足生產(chǎn)要求，主要原因是煤氣壓力增大、溫度增高，若不能及時(shí)排出將可能發(fā)生爆炸。焦?fàn)t生產(chǎn)工藝中，集氣管煤氣壓力的控制效果將直接影響焦?fàn)t的生產(chǎn)。如果爐內(nèi)壓力過高，會導(dǎo)致焦?fàn)t冒黑煙，煤氣外泄，嚴(yán)重污染環(huán)境，給現(xiàn)場工人的工作和健康造成極大影響和危害；如果爐內(nèi)壓力過低，炭化室將出現(xiàn)負(fù)壓操作，會吸入大量空氣，浪費(fèi)大量的煤氣，嚴(yán)重影響焦炭和煤氣的產(chǎn)量和質(zhì)量，并且長期負(fù)壓操作將會影響焦?fàn)t的正常生產(chǎn)及壽命。
如果要鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施兩運(yùn)一備運(yùn)行方式，通過調(diào)整回流閥（也稱小循環(huán)閥）的開度來調(diào)節(jié)煤氣總管壓力，由于鼓風(fēng)機(jī)前后壓差較大，使得調(diào)節(jié)閥輕微動作，總管壓力就會發(fā)生劇烈波動，超過工藝容許范圍。因此會引起回爐煤氣壓力及外網(wǎng)用戶煤氣量均發(fā)生劇變，造成焦?fàn)t煤氣量不足或外網(wǎng)用戶不能正常生產(chǎn)，并且煤氣回流造成能量浪費(fèi)。通過多方調(diào)研，焦化廠的技術(shù)人員提出使用變頻調(diào)速來改變鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)集氣管的壓力方案。
高壓變頻器的產(chǎn)業(yè)化在80年代中期才開始形成，但隨著大功率電力電子器件的迅速發(fā)展和巨大的市場推動力，高壓變頻器十多年來的發(fā)展非常迅速，使用器件已經(jīng)從SCR、GTR、GTO發(fā)展到IGBT、IECT、IGCT（SGCT）等，功率范圍從幾百kW到幾十MW，技術(shù)已經(jīng)成熟，可靠性得到保證，應(yīng)用越來越廣。天鐵冶金集團(tuán)有限公司焦化廠在考察對比了國內(nèi)外多家高壓變頻器生產(chǎn)廠家后,決定選用北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A系列高壓變頻器。HARSVERT-A系列高壓變頻器性能穩(wěn)定,可靠性高,并且已在電力、冶金、石化、市政供水、水泥等多個(gè)領(lǐng)域成功應(yīng)用，得到了用戶的普遍認(rèn)可和市場的長久考驗(yàn)。
二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
1.系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)
天鐵集團(tuán)焦化廠有三臺D1350-1.237/0.887煤氣鼓風(fēng)機(jī)，平時(shí)采用一運(yùn)兩備方式，夏季才用兩運(yùn)一備方式。根據(jù)實(shí)際工況要求設(shè)計(jì)主回路電氣結(jié)構(gòu)圖，選用HARSVERT-A型高壓變頻器一拖一和一拖二成功方案。
1.1電氣主回路原理
以1#鼓風(fēng)機(jī)為例說明，工作原理是由3個(gè)真空接觸器KM11、KM12、KM13以及2個(gè)高壓隔離開關(guān)QS11、QS12組成（見圖一），其中KM11、KM12、KM13為高壓真空接觸器，用于變頻和工頻的電動切換。QS11和QS12為高壓隔離開關(guān)，一般情況下處于合閘狀態(tài)，僅在變頻器檢修時(shí)拉開，用于電機(jī)工頻運(yùn)行情況下對變頻器進(jìn)行安全檢修。3#、4#風(fēng)機(jī)的主回路工作原理也類似。
特點(diǎn)：
1）可以實(shí)現(xiàn)工/變頻自動切換功能。在變頻器出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動切入工頻電網(wǎng)中，斷開變頻器時(shí)，負(fù)載不用停機(jī)，滿足現(xiàn)場不能停機(jī)要求。
2）易實(shí)現(xiàn)一運(yùn)兩備和兩運(yùn)一備運(yùn)行方式。即一臺變頻運(yùn)行，一臺變頻備用，一臺工頻備用；兩臺變頻運(yùn)行，一臺工頻備用。
1.2HARSVERT-A高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平電壓源型拓樸方式
其優(yōu)點(diǎn)是采用輸入多重化設(shè)計(jì)，高次諧波含量非常小，輸出采用單元模塊串聯(lián)，使得諧波含量極低，在無輸出濾波器的情況下，可使THD<0.3％，堪稱“完善無諧波”高壓變頻器；極低的轉(zhuǎn)矩紋波和電機(jī)噪聲；功率因數(shù)可達(dá)0.95；對電機(jī)絕緣無損害，電纜長度無限制；便于冗余設(shè)計(jì)。中文操作界面便于維修。
2.自動化網(wǎng)路設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)由主控PLC、旁路柜控制PLC、高壓變頻器、上位機(jī)組成。其中主控系統(tǒng)采用西門子S7-300PLC、旁路柜內(nèi)置西門子S7-200-PLC、上位機(jī)監(jiān)控選用組態(tài)王軟件。通訊網(wǎng)路在底層采用Profibus DP總線，主控PLC和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通訊。西門子S7-300PLC作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，處理人機(jī)界面對系統(tǒng)的各種請求，對整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對集氣管壓力的PID調(diào)節(jié)，維持管網(wǎng)的壓力恒定。自動旁路柜集成有S7-200PLC,完成變頻工頻切換功能。上位機(jī)系統(tǒng)采用用戶熟悉的組態(tài)王監(jiān)控軟件，與PLC的連接采用以太網(wǎng)方式?？紤]現(xiàn)場工況，對安全性、可靠性、穩(wěn)定性要求都很高，我們現(xiàn)場控制級采用Profibus DP總線連接，監(jiān)控操作級采用Ethernet方案，接入焦化廠局域網(wǎng)主服務(wù)器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視。配置上：西門子S7-200配置EM277 Profibus 總線模塊，S7-300選用315-2 DP,并配置CP341-1T 以太網(wǎng)模塊，PLC集成的DP接口用于連接S7-200，以太網(wǎng)模塊CP343-1T用于和上位機(jī)的以太網(wǎng)連接。
控制網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：良好的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、軟硬件的開放性以及友好的人機(jī)界面，上位機(jī)按冗余控制配置等優(yōu)點(diǎn)。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
3.軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)系統(tǒng)選用亞控公司生產(chǎn)的組態(tài)王軟件。該軟件具有友好的人機(jī)界面，支持以太網(wǎng)絡(luò)?？梢院芊奖愕膶?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視等功能。報(bào)表、報(bào)警功能強(qiáng)大，支持OPC，支持多種型號的PLC通訊。
軟件設(shè)計(jì)過程中，由于上位機(jī)的程序組態(tài)王不直接支持西門子的以太網(wǎng)通訊協(xié)議，因此需要利用OPC Server來作為過渡。這樣也使得局域網(wǎng)上的機(jī)器可以方便調(diào)用該機(jī)的參數(shù)，便于遠(yuǎn)程監(jiān)視。
S7-300 PLC采用Step 7軟件編程。軟件采用模塊化編程方式，把系統(tǒng)的各個(gè)工作編成一個(gè)個(gè)功能塊，在一個(gè)OB中調(diào)用，方便易用，便于用戶理解修改。支持梯形圖、語句表。采用一些容錯(cuò)程序設(shè)計(jì)，加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4.主要控制設(shè)計(jì)
4.1 油路冷卻系統(tǒng)自啟控制
每次鼓風(fēng)機(jī)啟動前先啟動液壓油泵，讓油流入升速器中，冷卻摩擦產(chǎn)生熱量，否則鼓風(fēng)機(jī)不能啟動。在運(yùn)行中如果主油泵壓力達(dá)不到要求，輔助油泵自動啟動，并能根據(jù)油溫自動加熱。并對油路的堵塞情況、不同點(diǎn)的油溫檢測。
4.2 鼓風(fēng)機(jī)變頻、工頻自動切換控制
一臺鼓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，當(dāng)變頻器故障跳閘時(shí)，系統(tǒng)會自動切換工頻運(yùn)行，同時(shí)，小循環(huán)回流閥立即打開，機(jī)前煤氣壓力控制靠調(diào)節(jié)的小循環(huán)閥開度來實(shí)現(xiàn)。為了減小機(jī)前壓力無擾動切換，小循環(huán)開度初始值設(shè)為50%。
4.3 兩臺鼓風(fēng)機(jī)無擾動切換控制
當(dāng)1#鼓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，要停機(jī)檢修變頻器或風(fēng)機(jī)時(shí)，投入3#鼓風(fēng)機(jī)。操作先用2#變頻器啟動3#鼓風(fēng)機(jī)，同時(shí)停 1#變頻器。由于機(jī)前壓力實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制，使得1#變頻按照設(shè)定的減速時(shí)間，平滑停車，進(jìn)口閥門流量緩慢減小。相反，3#鼓風(fēng)機(jī)按照設(shè)定加速時(shí)間，轉(zhuǎn)速平滑上升，進(jìn)口閥門流量緩慢增加。這樣保證機(jī)前集氣母管壓力恒定，實(shí)現(xiàn)兩臺鼓風(fēng)機(jī)無擾動切換，解決原控制系統(tǒng)下兩臺鼓風(fēng)機(jī)切換時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)管網(wǎng)壓力發(fā)生劇烈波動的問題。（詳見系統(tǒng)流程圖）
4.4 機(jī)前壓力PID閉環(huán)控制
對于壓力、流量等被調(diào)參數(shù)來說，對象調(diào)節(jié)通道時(shí)間常數(shù)T0較小，而負(fù)荷又變化較快，這時(shí)微分作用和積分作用都要引起振蕩，對調(diào)節(jié)質(zhì)量影響很大，故不采用微分調(diào)節(jié)規(guī)律。因此，焦?fàn)t煤氣壓力自動調(diào)節(jié)控制、小循環(huán)閥自動調(diào)節(jié)都采用PI調(diào)節(jié)。P值越大，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，I值越小，積分作用越強(qiáng)
4.5 壓力傳感器掉線控制
對于一些可靠性要求非常高的控制系統(tǒng)，被控對象提出多點(diǎn)采集的理論，因此在機(jī)前母管上取兩個(gè)壓力采集點(diǎn)。把這兩點(diǎn)的壓力值送入PLC S7-300中比較，如果差值大于某個(gè)值，就認(rèn)為壓力值小的傳感器故障。這樣保證采集壓力值的準(zhǔn)確性，從而保證系統(tǒng)可靠性。
4.6 緊急故障預(yù)案措施
鼓風(fēng)變頻控制系統(tǒng)在主控室設(shè)計(jì)有緊急操作箱。在控制系統(tǒng)癱瘓情況下，操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過硬連接線斷開變頻器上下接觸器，甩開變頻直接工頻啟動，小循環(huán)系統(tǒng)自動倒入原來老控制系統(tǒng)，以防止事故擴(kuò)大。例如：Profibus總線電纜故障了，鼓風(fēng)機(jī)處于失控狀態(tài)，機(jī)前壓力靠風(fēng)機(jī)慣性緩慢減小，這時(shí)控制系統(tǒng)會發(fā)出聲光告警，報(bào)通訊故障，需要人工迅速干預(yù)切換為老控制方式下。
4.7 兩臺上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)熱冗余控制
兩臺上位機(jī)同時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)主上位機(jī)A故障退出時(shí)，從上位機(jī)B仍然能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，這樣保證系統(tǒng)的安全性、可靠性。
三、結(jié)束語
用高壓變頻器控制鼓風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)機(jī)前集氣母管的壓力恒定控制，大大改善了焦?fàn)t生產(chǎn)及現(xiàn)場環(huán)境，完全達(dá)到了生產(chǎn)工藝要求。PLC控制技術(shù)、PROFIBUS總線技術(shù)和高壓變頻技術(shù)的完美結(jié)合，使得集成自動化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單，節(jié)能高效明顯等優(yōu)點(diǎn)。解決了兩臺鼓風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行靠調(diào)節(jié)回流閥無法實(shí)現(xiàn)壓力恒定和相互無擾動切換，這個(gè)始終困擾焦?fàn)t生產(chǎn)的難題。
焦?fàn)t鼓風(fēng)機(jī)高壓變頻器控制系統(tǒng)的成功應(yīng)用，對于改善環(huán)境、提高煤氣回收量和質(zhì)量，都具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，值得推廣。
好了，今天的如何對高壓鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造分析就到這里，想了解我司更多關(guān)于L系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)的信息請聯(lián)系我們。
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