鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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負壓風機廠家直供_太原小店區(qū)質(zhì)監(jiān)分局排查采暖鍋爐隱患大支撐跨
引言
目前我國石油、化工、制冷、化肥等企業(yè)正朝著大型化、集中化、高效化、低成本的方向發(fā)展，這樣就對化工流程的核心設備，離心壓縮機有了更高的要求。這幾年為了滿足用戶對大流量、高壓比、級間加氣等壓縮機的要求，我公司設計了很多大型、高壓的壓縮機。例如現(xiàn)在的空壓機流量基本上都在 36000 ～ 5 2000 Nm ³ /h 范圍內(nèi) , 葉輪直徑基本上都在 900mm ～ 1200 mm 之間。甲醇壓縮機在 2006 年時，基本上都是年產(chǎn) 10 萬噸甲醇項目 , 而在 2007 年到現(xiàn)在基本上都是年產(chǎn) 20 噸甲醇項目 , 裝置年產(chǎn)量翻了一倍。 最近還設計制造乙烯三機即丙烯壓縮機、裂解氣壓縮機、乙烯壓縮機，徹底地打破了國外發(fā)達國家的壟斷，實現(xiàn)了乙烯三機的國產(chǎn)化。這對石油化工的高產(chǎn)化、國產(chǎn)化有著重要的意義，但對于壓縮機的本體結(jié)構(gòu)設計和設計計算的難度也越來越大。
1 大支撐跨距壓縮機在現(xiàn)實工作中的應用
大支撐跨距是指壓縮機驅(qū)動端支撐軸承和非驅(qū)動端支撐軸承之間的距離與葉輪最大內(nèi)孔直徑的比值簡稱 L / D 。這是衡量一臺壓縮機是否穩(wěn)定的一個重要指標，是離心壓縮機轉(zhuǎn)子動力學分析的一個重要的內(nèi)容。隨著離心壓縮機大型化、多級化的發(fā)展，這個指標越來越受到人們的重視。它主要是由于壓縮機的級數(shù)過多而導致壓縮機轉(zhuǎn)子過長而產(chǎn)生的。
1.1 氣體分子量與壓縮機級的關(guān)系
氣體的分子量越小越難壓縮，比如在氫氣壓縮機中，一級葉輪的壓比大概只有 1.0 ～ 1.12 ，例如，云南云維集團 20 萬噸甲醇壓縮機 , 氫氣的含量為 68% ，平均分子量為 11.55, 氣體在壓縮機中的總壓比為 2.6 ，該壓縮機用了 9 級壓縮 , 有兩個級間冷卻器、 1 個防喘振冷卻器，機型為 3BCL529 。而在分子量較大的壓縮機中氣體比較容易壓縮，但由于要控制馬赫數(shù)不能大于 1 ，所以葉輪的周速不能過高。
1.2 葉輪的轉(zhuǎn)速和做功
同一型號的葉輪做功能力的大小與驅(qū)動機能提供的功率和轉(zhuǎn)速有關(guān)，足夠大功率的作用是為了使主軸能夠傳遞足夠的扭矩確保壓縮機的正常運行；葉輪的轉(zhuǎn)速越高，葉輪對氣體做功越多，即氣體的壓升越大，但是由于受到驅(qū)動機、葉輪周速、材料強度、馬赫數(shù)等方面的限制。壓縮機靠提高轉(zhuǎn)速來提供做功的能力是有限的。
1.3 離心壓縮機中常用的葉輪
葉輪對氣體的做功能力與葉輪的工作效率有關(guān)，葉輪的效率主要取決于葉輪的氣動型線即葉輪的葉片型線。目前常用的葉輪有大三元葉輪、高效二元輪、二元輪。大三元葉輪采用三元葉片，葉輪的出口角角度大，是效率最高的葉輪，其效率在 83% ～ 90% 之間，但是大三元葉輪流量的工作范圍較小。二元葉輪的葉片是二元葉片，葉輪的出口角較小，流量的工作范圍較大。高效二元輪介于大三元葉輪和二元輪之間。這 3 種葉輪常常搭配使用。為了提高設計工作效率葉輪基本級已經(jīng)標準化，平均效率已達到 80% 以上，提高的空間很有限。
通過增加壓縮機的級數(shù)來提高葉輪的工作轉(zhuǎn)速已成為提高壓縮機整機工作壓比最有效最直接的方法。于是出現(xiàn)了云南云維的 20 萬噸甲醇項目的 3BCL529 、 2MCL609 、 BCL6010 等超長的機組。
2 技術(shù)難點分析及設計過程介紹
產(chǎn)品 2MCL609 是典型的大支撐跨距壓縮機�，F(xiàn)結(jié)合理論與實際，對該產(chǎn)品的技術(shù)難點及計算過程簡單介紹如下。
離心壓縮機的級數(shù)按照文獻 [1] 的介紹一般少于 9 級，但將壓縮機的級數(shù)設計到 9 級甚至 10 級是在提高壓縮機轉(zhuǎn)速、提高葉輪的工作效率等辦法的基礎之上，還無法達到用戶要求參數(shù)時，而最后采用的一種方法。壓縮機的級數(shù)越多壓縮機的轉(zhuǎn)子越長，驅(qū)動端的支撐軸承和非驅(qū)動端支撐軸承之間的距離越大，也就是在這里所說的 L / D 。 L / D 的數(shù)值一旦超過了規(guī)定的數(shù)值，壓縮機轉(zhuǎn)子的強度分析就成為必須考核的內(nèi)容。強度分析結(jié)果不合格，將導致結(jié)構(gòu)方案乃至氣動方案的更改。
強度分析主要包括單個葉輪的強度分析和轉(zhuǎn)子軸系的動力學分析。單個葉輪的強度分析包括葉輪應力計算、半開式葉輪的輪 盤自振頻率分析、半開式葉輪的葉片自振頻率分析；轉(zhuǎn)子軸系的動力學分析主要是轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性分析，包括氣體激振分析軸和鍵的強度計算�；剞D(zhuǎn)剛體質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量計算及軸向推力計算、平衡盤尺寸確定也在其中。
氣體激振是轉(zhuǎn)子動力學分析的關(guān)鍵內(nèi)容。氣體激振是指在壓縮機中由于葉輪內(nèi)部發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離而產(chǎn)生的對機器的氣體激勵。對于大分子量及壓力高的的離心壓縮機，如化肥裝置中的 CO 2 壓縮機和合成氣壓縮機，在方案設計中需要考慮此類問題。自激振動是指壓力高、分子量較大的氣體在通過平衡盤等密封時，由于壓比高而有可能達到音速進而誘發(fā)對轉(zhuǎn)子的氣體激振。
據(jù)獲悉，發(fā)改委會同環(huán)保部等部門編制的《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》基本編制完成，近期將上報國務院。節(jié)能環(huán)保已被列為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之首。規(guī)劃將把高效節(jié)能技術(shù)和裝備、高效節(jié)能產(chǎn)品、節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)、先進環(huán)保技術(shù)和裝備、環(huán)保產(chǎn)品與環(huán)保服務六大領域列為重點支持對象,換氣負壓風機，在財政、稅收、金融等方面提供政策支持。
具體而言，在節(jié)能產(chǎn)業(yè)方面，一是發(fā)展高效節(jié)能技術(shù)和裝備，包括鍋爐窯爐、電機及拖動設備、余熱余壓利用裝備、節(jié)能監(jiān)測技術(shù)和裝備，重點示范推廣稀土永磁無鐵芯電機、基于吸收式換熱的新型熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù)等;二是發(fā)展高效節(jié)能產(chǎn)品，包括家用和商用電器、照明產(chǎn)品、建材產(chǎn)品和汽車等，重點研發(fā)和示范具有自主智能財產(chǎn)權(quán)的新型節(jié)能汽車及配套系統(tǒng)，重點推廣能效等級為1、2級的高效節(jié)能產(chǎn)品;
三是發(fā)展節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)，推動節(jié)能服務公司為用能單位提供節(jié)能診斷、設計、融資、改造、運行等“一條龍”服務，以節(jié)能效益分享方式回收投資的市場化節(jié)能服務模式。
在環(huán)保產(chǎn)業(yè)方面，一是發(fā)展先進環(huán)保技術(shù)和裝備，包括污水、垃圾處理，脫硫脫硝，高濃度有機廢水治理，土壤修復，監(jiān)測設備等，重點攻克膜生物反應器、反硝化除磷、湖泊藍藻治理和污泥無害化處理技術(shù)裝備等;二是發(fā)展環(huán)保產(chǎn)品，包括環(huán)保材料、環(huán)保藥劑，重點研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范膜材料、高性能防滲材料、脫硝催化劑、固廢處理固化劑和穩(wěn)定劑、持久性有機污染物替代產(chǎn)品等;三是發(fā)展環(huán)保服務，建立以資金融通和投入、工程設計和建設、設施運營和維護、技術(shù)咨詢和人才培訓等為主要內(nèi)容的環(huán)保產(chǎn)業(yè)服務體系，加大污染治理設施特許經(jīng)營實施力度。
在資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)方面，重點發(fā)展共伴生礦產(chǎn)資源、大宗工業(yè)固體廢物綜合利用，汽車零部件及機電產(chǎn)品再制造，再生資源回收利用，餐廚廢棄物、建筑廢棄物、道路瀝青和農(nóng)林廢棄物資源化利用，重點解決共性關(guān)鍵技術(shù)的示范推廣。
據(jù)有關(guān)行業(yè)協(xié)會和專家測算，截至2009年底，國內(nèi)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達1.71萬億元，在節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)協(xié)會注冊的節(jié)能服務公司500多家，城鎮(zhèn)污水垃圾運營企業(yè)1000多家。預計2010-2016年，城鎮(zhèn)污水垃圾、煙氣脫硫脫硝設施建設投資可達6000多億元，運營服務規(guī)模將超過6000億元。
業(yè)界爭議已久的“風電并網(wǎng)國家標準”已經(jīng)完成送審稿，年底前將報批國家標準化管理委員會，隨后進行發(fā)布。
相比之前國家電網(wǎng)的企業(yè)標準,負壓風機降溫方案，新國標將對在建和新建的風電場和風電機組在有功功率、無功功率、功率預測和低電壓穿越能力等方面提出更嚴格的要求。
與此同時，來自上游的風電企業(yè)和制造廠商，也將面對這份全新的“標準”考驗：如果不能達標，電網(wǎng)將有權(quán)不予吸納該電場的發(fā)電，而電場也無法受 《可再生能源法》全額保障行收購框架的保護。
年底完成報批
目前在風電并網(wǎng)方面，一直沿用的是2005年發(fā)布實施的《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，但該文件屬于指導性文件，對并網(wǎng)標準并沒有太多具體的限定內(nèi)容。2009年，國家電網(wǎng)對此進行了修訂，形成《風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》和《國家電網(wǎng)風電場接入系統(tǒng)設計內(nèi)容深度規(guī)定》，作為企業(yè)標準執(zhí)行，但并不具有強制的約束力。
不過，最后形成的“風電并網(wǎng)標準”是在該企業(yè)標準的基礎上形成的，一份是由中國電力工程顧問集團公司牽頭起草的 ,水簾廠家;《大型風電場并網(wǎng)設計技術(shù)規(guī)范》，一份是由中國電力科學研究院牽頭起草的 《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》。
前者屬于行業(yè)標準，將有望于年內(nèi)發(fā)布。后者將代替2005年的《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》正式成為國家標準。據(jù)知情人士透露，新國標已經(jīng)完成送審稿，年底前將報批國家標準化管理委員會，隨后進行發(fā)布。
與裝機的突飛猛進相比，風電的并網(wǎng)容量卻增速緩慢。根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，截至2008年底，中國風電裝機容量累計達1221萬千瓦，但實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電的只有894萬千瓦，還有近三分之一的風電未實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。
“目前仍有900萬千瓦機組空轉(zhuǎn)或空置。”一位不愿具名的風電業(yè)內(nèi)人士稱，“風電并網(wǎng)的緩慢，與風電并網(wǎng)標準制定的不同步也有很大關(guān)系。”在該人士看來，介于風力發(fā)電的間歇性和上網(wǎng)調(diào)峰的不穩(wěn)定，電網(wǎng)則始終對此心有顧慮，但具有了相關(guān)國家標準后，電網(wǎng)將有義務吸納所有符合條件的風電。
“嚴格”的國標
一位參與標準制訂和修訂的相關(guān)人士告訴記者，并網(wǎng)國標的送審稿與此前征求意見的初稿相比基本沒有改動，但相比之前的企業(yè)標準，國標將對在建和新建的風電場和風電機組在有功功率、無功功率、功率預測和低電壓穿越能力等方面提出更為嚴格的要求。
“比如在低電壓穿越方面，我們不僅保留了風電場并網(wǎng)點電壓跌至20%額定電壓時，風電場內(nèi)的風電機組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運行625毫秒的規(guī)定，還要求對于總裝機容量在百萬千瓦以上風電基地內(nèi)的風電場，在低電壓穿越過程中不僅要在曲線以上不脫網(wǎng)，還必須在電網(wǎng)下降過程中具有動態(tài)無功支撐能力。”上述人士表示。
此外，風電場的有功功率、無功功率和功率也都在原有國網(wǎng)企業(yè)標準的基礎上提出了新的規(guī)定。不僅如此，還加入了風電場功率預測等新要求。
根據(jù)國標的要求，風電場必須配置風電功率預測系統(tǒng)，對未來48小時進行短期風電功率預測并具備對15分鐘～4小時進行超短期風電功率預測功能。
“目前西北和東北電網(wǎng)已經(jīng)開展功率預測方面的研究并進行了相關(guān)要求，”上述業(yè)內(nèi)人士表示，“這些標準都是在參考當前的風電機組、風電場和國外標準的基礎上調(diào)研完成的，新標準更利于電網(wǎng)對風電的消納吸收，讓電網(wǎng)更加安全。”
國標還對風電場和風電機組提出了接入系統(tǒng)測試的規(guī)定，其中包括風電場有功與無功控制能力測試、電能質(zhì)量測試和風電機組低電壓穿越能力測試等。
“如果風電場的技術(shù)符合該國家標準，就在《可再生能源法》全額保障行收購框架范圍之內(nèi)，電網(wǎng)企業(yè)就有義務全額收購其發(fā)電項目的上網(wǎng)電量；反之，電網(wǎng)就可以不予收購。”上述參與制訂標準的人士表示。
考驗
面對嚴格的標準，有專家提出了質(zhì)疑，認為電網(wǎng)能夠在60萬千瓦的火電機組發(fā)生故障切機時果斷應對，相對容量較低的風電機組切機卻被嚴加限制。甚至有一些風電企業(yè)擔心，電網(wǎng)公司會以不符合并網(wǎng)技術(shù)標準為理由，拒絕讓部分已建成的風電場并網(wǎng)，令投資無法收回。
也有專家表示擔心，認為目前廣泛投入使用和投產(chǎn)的上萬臺雙饋型風機有可能因此退出風電市場，若進行改造，單機費用將高達70萬元。
對此，中電聯(lián)標準化中心副主任劉永東表示，國標主要針對新建和在建的機組及項目，不是所有風電場都要變化，已經(jīng)中標和上網(wǎng)的不在此次標準范圍之內(nèi)。
當前國內(nèi)雙饋風機的80%以上份額來自華銳風電，據(jù)其副總裁陶剛表示，現(xiàn)在華銳生產(chǎn)的雙饋新機型都能通過國標測試，甚至比國標更嚴格。另一家風機設備制造廠商，金風科技的研發(fā)部并網(wǎng)研究室主任喬元也表示，目前金風投放市場的1.5MW主流機型風機也都能滿足新的國家標準，2.5MW及以上的機型正在進行相關(guān)測試，達到新標準也沒有問題。
但從整個生產(chǎn)格局來看，除個別研發(fā)能力較強的企業(yè)外，行業(yè)還普遍存在自主創(chuàng)新能力不強、風電設備投資相對過熱的問題。國家能源局新能源司副司長史立山日前透露稱，當前70多家風電設備制造企業(yè)中，真正具備生產(chǎn)能力的只有10家左右，真正形成批量生產(chǎn)的就3家。
“現(xiàn)在的新機型只要稍微進行技術(shù)研發(fā)和改進就可以實現(xiàn)新標準的要求，成本也不高，問題在于想不想改進。”華銳風電的技術(shù)總監(jiān)陳黨慧也向本報記者表示。
劉永東也表示，新標準制訂前期制定方已對標準涉及的各方進行了相關(guān)調(diào)研，特別是針對大部分風機廠商進行了研討，目前的大部分風機都能夠達到標準，現(xiàn)在的問題在于一些風電企業(yè)是否愿意增加投資成本和改變現(xiàn)狀。“從征求意見的反饋來看，沒有太大的意見。”
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