森蘭變頻器在化工廠風機上的應用

作者：�？瓷�蘭科技股份有限公司

1引言 變頻調(diào)速技術因具有明顯的節(jié)電效果、方便的調(diào)速方式、較寬的調(diào)速范圍、運行可靠、完善的保護功能等優(yōu)點而被廣泛應用。濟南裕興化工總廠是一家生產(chǎn)硫酸的大型企業(yè)，年用電量巨大。如何節(jié)約電能已經(jīng)成為該廠降低本錢的重要措施。 2送風機變頻改造情況 2.1 改造前狀況 該供風系統(tǒng)采用350kW 380V風機，靠調(diào)節(jié)風道擋板控制送風量以適應生產(chǎn)負荷的變化。由于投建時風機選型較大，出現(xiàn)“大馬拉小車”情況，大部分電能被消耗在風道擋板上，從而使風機效率下降。 該系統(tǒng)在運行過程中還存在一些其他題目: (1) 風道擋板動作遲緩。手動運行時職員操縱不靈活，輕易造成風機振動，很難滿足最佳調(diào)節(jié)品質(zhì)。 (2) 風機擋板執(zhí)行機構(gòu)故障較多。 (3) 送風機在啟動時，固然采用了自耦降壓啟動方式，但啟動電流仍然較大，電機受到的機械、電氣沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子籠條斷裂的事故。 為了解決上述題目，決定對送風機控制系統(tǒng)進行改造，利用電機變頻調(diào)速方法實現(xiàn)送風量控制、電機軟啟動，達到節(jié)能和實現(xiàn)穩(wěn)定控制的目的。 2.2 改造方案簡介 在原電機與開關之間增加一套變頻裝置，并保存了原有工頻回路做旁路，其電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。 圖1中，變頻器采用成都�？瓷�蘭變頻器制造有限公司生產(chǎn)的SB61G375KW矢量型全能王變頻器，它是該系統(tǒng)的核心。變頻器的輸出電壓為0～380V，輸出頻率為0～400Hz。在實際使用中，變頻器上限頻率設置為50Hz。它由高性能數(shù)字處理器DSP控制，功率元件采用IGBT模塊，具有輸進、輸出波形好，諧波小等優(yōu)點。SB61G375變頻器保護功能齊全，包含了過壓、過流、欠壓、缺相、短路，過熱、瞬時停電保護等，能有效地保護電機及自身裝置，并且可查詢故障時各參數(shù)變化的記錄，大大地簡化了維護的工作量。 變頻器采用高精度調(diào)節(jié)電位器來給定輸出頻率，根據(jù)需要的風量在現(xiàn)場調(diào)速。電位器通過屏蔽線與變頻器控制器連接，并且設置了低通濾波器以進步控制精度。通過Y1端口的輸出頻率信號作為現(xiàn)場監(jiān)控。由于采用了電氣互鎖裝置，使系統(tǒng)不會出現(xiàn)誤操縱等意外事故。 由于該變頻器容量較大，為了減少dv/dt及di/dt對系統(tǒng)的干擾，在變頻器直流側(cè)增加了直流電抗器。并在柜體的透風散熱上也采取了不少措施，通過增大進、出風口面積等方法，使變頻器的升溫減到較小的程度，從而保證了該變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠運行。 3送風機變頻改造效益分析 根據(jù)流體力學可知，可從以下公式分析：風機電機的軸功率P與其風量Q、風壓H之間的關系是: P∝Q×H 當電機轉(zhuǎn)速從n1變化到n2時, Q、H、P之間的關系為: 電機消耗的功率與電機轉(zhuǎn)速的立方成正比，風機的風量與轉(zhuǎn)速成正比。當轉(zhuǎn)速降低時，風機所消耗的電能按3次方比例關系下降。而采用風道擋板調(diào)節(jié)風量時，電機消耗的功率約額定功率的90%，實際利用量較少，相當一部分能量消耗在風道擋板上，能量損失嚴重。 4采用變頻器改造的效果 該系統(tǒng)風機電機為350kW、額定電流629A、2極。原工頻工作時，均勻運行電流530～590A，取550A計算，每小時耗電約317kWh（有功）；在投進變頻系統(tǒng)運行后，均勻每小時耗電207kWh（有功），在變頻器輸進側(cè)（電源端）測試，電壓仍為380V，運行電流為280～320A，取300A計算；變頻系統(tǒng)功率因數(shù)取0.93；電價0.5元/kWh。 (1) 每小時節(jié)電 按有功計算，上式結(jié)果乘以上功率因數(shù)0.93 40%×0.93≈37% 每小時節(jié)電：317－207＝110(kWh) (2) 年效益 該風機為不停機運行，年運行365天，故年節(jié)電效益為： 365×24×0.9×110×0.5≈43.4(萬元) (3) 投資回收年限 該系統(tǒng)總投資20余萬元，每年收益43.4萬元。所以該項目投資回收年限只有半年；同時進步了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)本錢，效益十分明顯。系統(tǒng)使用至今運行穩(wěn)定，從未出現(xiàn)任何故障。 5結(jié)束語 該項目的最大意義是節(jié)能。與原有的工頻驅(qū)動方式相比，風機效率穩(wěn)定在理想的范圍內(nèi)，電動性能耗大大降低。特別是機組低負荷運行時，效果更明顯。同時進步了可靠性，延長了電機壽命。另外，由于風門全開，減少了風道的振動與磨損，進步了機械壽命�？傊�，變頻裝置節(jié)能效果好、調(diào)速先進、使用成熟、性能可靠，是理想的節(jié)能項目。

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收錄時間:2011年01月29日 18:07:03 來源:希望森蘭科技股份有限公司 作者:

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下文將對偏航控制系統(tǒng)的各機構(gòu)進行分析：

1、風速儀

風力發(fā)電機組應有兩個可加熱式風速計。在正常運行或風速大于最小極限風速時，風速計程序連續(xù)檢查和監(jiān)視所有風速計的同步運行。計算機每秒采集一次來自于風速儀的風速數(shù)據(jù)；每10min計算一次平均值，用于判別起動風速和停機風速。測量數(shù)據(jù)的差值應在差值極限1.5m/s以內(nèi)。如果所有風速計發(fā)送的都是合理信號，控制系統(tǒng)將取一個平均值。

2、風向標

風向標安裝在機艙頂部兩側(cè)，主要測量風向與機艙中心線的偏差角。一般采用兩個風向標，以便互相校驗，排除可能產(chǎn)生的誤信號�？刂破鞲鶕�(jù)風向信號，起動偏航系統(tǒng)。當兩個風向標不一致時，偏航會自動中斷。當風速低于3m/s時，偏航系統(tǒng)不會起動。

3、扭攬開關

扭纜開關是通過齒輪咬合機械裝置將信號傳遞PLC進行處理和發(fā)出指令進行工作的。除了在控制軟件上編入調(diào)向記數(shù)程序外，一般在電纜處安裝行程開關，當其觸點與電纜束連接，當電纜束隨機艙轉(zhuǎn)動到一定程度即啟動開關。以國內(nèi)某知名公司生產(chǎn)的1.5MW風機為例，當機身在同一方向己旋轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)(720度)，且風力機不處在工作區(qū)域(即10分鐘平均風速低于切入風速) 系統(tǒng)進入解纜程序。解纜過程中，當風力機回到工作區(qū)域(即10分鐘平均風速高于切入風速)，系統(tǒng)停止解纜程序，進入發(fā)電程序，但當機身在同一方向己旋轉(zhuǎn)2.5轉(zhuǎn)(900度)偏航限位動作扭纜保護，系統(tǒng)強行進入解纜程序，此時系統(tǒng)停止全部工作，直至解纜完成。當風速超過25 m/s時，自動解纜停止。 自動解除電纜纏繞可以通過人工調(diào)向來檢驗是否正常。當調(diào)向停止觸點由常閉進入常開狀態(tài)時，風機自動解除電纜纏繞，此時風力發(fā)電機應不處于維修狀態(tài)，因此自動調(diào)向功能在維修狀態(tài)時無法使用。

4、偏航編碼器

偏航編碼器是一個絕對值編碼器，可以準確記錄偏航位置。因為絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。

5、軟啟動器

軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路，使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。

圖1 軟啟動器控制電機的主電路圖

圖1為軟啟動器控制電機的主電路圖，圖2為電機啟動電壓變化曲線，圖三為軟啟動器的接線圖和電氣圖。

圖2 電機啟動電壓變化曲線

圖3 軟啟動器的接線圖和電氣圖

6、偏航機構(gòu)

偏航系統(tǒng)是由回轉(zhuǎn)支撐軸承、彈簧阻尼裝置和四臺電機驅(qū)動的齒輪傳動機構(gòu)組成的 。帶有內(nèi)齒的偏航軸承用螺栓連接在塔筒頂部，外環(huán)與機艙座連接，內(nèi)環(huán)與塔架法蘭連接。在偏航系統(tǒng)中驅(qū)動機構(gòu)一般都是由電機加減速機構(gòu)成，電機是偏航的動力來源，減速機是將電機輸出的高速轉(zhuǎn)變成低速的機構(gòu)，那么在一般的偏航系統(tǒng)中偏航剎車部分一般由兩部分組成，一個是安裝在驅(qū)動電機后端的電機電磁制動器，一部分是安裝在偏航軸承附近的液壓偏航。偏航時10個剎車盤處于半釋放狀態(tài)，偏航系統(tǒng)壓力約45bar; 自動解纜時剎車盤處于全釋放狀態(tài)。

偏航系統(tǒng)的作用

偏航系統(tǒng)是風力發(fā)電機組特有的伺服系統(tǒng)。它主要有兩個功能：一是使風輪跟蹤變化穩(wěn)定的風向;二是當風力發(fā)電機組由于偏航作用，機艙內(nèi)引出的電纜發(fā)生纏繞時，自動解纜。

偏航控制系統(tǒng)

偏航系統(tǒng)是一個隨動系統(tǒng)，風向儀將采集的信號傳送給機艙柜的PLC的I/O板，計算10分鐘平均風向，與偏航角度絕對值編碼器比較，輸出指令驅(qū)動四臺偏航電機（帶失電制動），將機頭朝正對風的方向調(diào)整，并記錄當前調(diào)整的角度，調(diào)整完畢電機停轉(zhuǎn)并啟動偏航制動。偏航控制系統(tǒng)框圖如下圖所示：

1 　通風機應用中不節(jié)能問題的評述

1.1 　選型設計中常見通病分析

1.1.1 　通風機管網(wǎng)阻力計算不準確的影響

　　實際通風除塵管道壓力損失，由于某些原因都會與計算結(jié)果有所不同，這是不可避免的，因而設計規(guī)范中的計算最大允許誤差為10%～15% 。任何忽視這種必要的程序計算，都將對通風機運行效能的發(fā)揮產(chǎn)生重大影響，必須給予高度重視。

　�。�1） 通風機管網(wǎng)阻力計算額定值不準確的原因：管網(wǎng)阻力計算的粗疏和采用阻力系數(shù)不夠準確；不合理的配置系統(tǒng)有效半徑；確定風機進氣條件不真實；選型隨意缺乏應有的準則；施工監(jiān)理忽視施工過程中現(xiàn)場設計變更的影響等。都會使計算結(jié)果與實際損耗誤差超過 30% 甚至更多，導致選型的額定性能與實際運行性能不匹配，結(jié)果實際運行性能發(fā)生改變。如果計算阻力比實際需要過大時，離心通風機運行引起流量增大，就會使實耗功率顯著增加，其結(jié)果是全壓內(nèi)效率降低，還使電機額定功率易超載，存在燒電機的危險，但對筆直傾斜的全壓曲線流量變化影響較小；反之必然引起運行流量減少，實耗功率隨之降低，風機內(nèi)效率下降。與此同時，由于流量減少，引起除塵系統(tǒng)風管內(nèi)流速降低，促使粉塵沉降。這兩種情況都會造成風機長期處于輕載低效不節(jié)能運行狀態(tài)。

　�。�2） 通風機選型全壓額定值不準確的后果：處理高溫爐窯所排出的廢氣，如選型引風機的負壓過大時，會破壞爐內(nèi)正常熱平衡，由于加大了引風量，使爐內(nèi)溫度下降而影響燃燒或加熱，導致熱源損失的能量增加；當引風機排送含塵廢氣，污染源處保持足夠密閉形成的負壓狀態(tài)，能夠有效地防止有害污染物擴散。如風機的負壓過大時，不僅使各點污染源處吸走過多的物料引起增加耗損，還增加除塵管道磨損和增大處理量，使負壓除塵器的料斗內(nèi)棚料，引起卸料困難。為此在運行中被迫停機間斷定時排料；此外，除塵器灰斗下部法蘭盤處若吸入雨水和濕氣還會使灰斗料板結(jié)，造成排料堵塞。

1.1.2　 負荷波動的風機型式選擇

　　由于生產(chǎn)過程中工況能源和原料消耗的周期性變化，使爐內(nèi)溫度波動較大。因此引起出爐產(chǎn)生的煙氣量變化達± 20%～30% ，引風機之所以不宜選用前向風機，是因為前向風機的功率曲線陡峭。當管網(wǎng)壓力損失波動增大時，運行中的電機易超載，有被燒毀的危險，故應選用后向風機,負壓風機廠家。

1.1.3 裝機電容量的配備

　　風機選擇配用電機功率裕量不宜過大或過小，過大會造成電機經(jīng)常處于輕載運行，使電機的功率因數(shù)降低，從而浪費電耗；反之會使電機經(jīng)常處于超載運行，導致電機升溫過高，絕緣易老化，使用壽命縮短，與此同時還可能造成難以啟動。

1.1.4 風機連接管不規(guī)范的后果

　　在諸多導致降低風機效率的原因中，風機進出口連接管不規(guī)范，經(jīng)常被視為不重要卻危害極大的因素。往往由于工程設計配置限制，被迫在風機進口裝有直角彎管、單葉插板或蝶閥調(diào)節(jié)以及出口處裝有逆向氣流彎管，結(jié)果都會造成風機內(nèi)效率顯著降低。

　�。�1）文獻[1]指出：“用BM75/1200型單吸離心通風機進口直接裝90°彎管時，與通常該型風機產(chǎn)品出廠試驗值相比，前者全壓內(nèi)效率降低12%”。其原因是急變流場使進氣不均勻產(chǎn)生渦流，改變了出廠試驗空氣動力特性的緣故。如果不可避免時，正確連接法應在遠離進口處安裝帶導流片的90°彎管之后，再將風機進氣管加長3～6倍直徑的平直長度。加長平直管后比僅裝轉(zhuǎn)向?qū)Я髌�還能多節(jié)電18%。

　　（2）雙吸入離心通風機進口如只裝彎管不裝轉(zhuǎn)向?qū)Я髌瑫r，則會引起兩側(cè)進風量相差18%，造成對軸承的軸向推力過大，葉輪磨損不均，導致額定風量下降20%，使全壓效率下降，浪費了電能[2]。

　　（3）離心通風機出口管的安裝設計，只要注意做到按葉輪離心旋轉(zhuǎn)方向，用順向氣流彎管取代逆向氣流彎管。

　�。�4）軸流通風機的進、出口連接管和擴散器的效率，安裝設計不規(guī)范都會使內(nèi)效率降低。

1.1.5　 不同型式通風機的合理啟動

　　離心通風機要求系統(tǒng)全關閉空載啟動；軸流通風機要求系統(tǒng)全開啟有載啟動；高溫風機在常溫條件下啟動時，由于空氣受熱體積膨脹，密度變小，風機產(chǎn)生壓力低，所需功率比常溫風機小很多，因此常溫條件下啟動應將系統(tǒng)全關閉空載啟動。

1.1.6　 正確對待通風機的聯(lián)合工作

　　通風機并聯(lián)與串聯(lián)工作時，由于風機性能要有所降低，運行工況復雜，因此一般盡量不采用。并聯(lián)優(yōu)先使用雙吸入風機，因兩臺并聯(lián)系統(tǒng)的壓損過大時，起不到增加流量的作用。并聯(lián)多臺風機公用一臺大型組合袋濾室時，對應袋濾室也應封閉，分隔成并聯(lián)系統(tǒng)進行過濾。

　　只有系統(tǒng)風量小，而壓力高時，串聯(lián)風機才是合理的。常見串聯(lián)兩臺相同型號離心通風機的除塵器系統(tǒng)，一臺載塵的風機進口管網(wǎng)負壓輸送，經(jīng)除塵器凈化后再串聯(lián)另一臺不載塵的風機進口管網(wǎng)負壓輸送排至大氣。這兩臺串聯(lián)風機的實際效率和實耗功率均不相等，不如采用兩臺不載塵的風機串聯(lián)工作性能好。在以往許多工程中均有采用并聯(lián)或串聯(lián)風機的應用實例，但并沒有現(xiàn)場實測去驗證實際效率如何，值得引起重視和糾正。

1.1.7 　風機進氣溫度確定虛高導致性能降低

　　高溫爐窯廢氣處理的除塵風機選型時，因選型確定進口氣溫不確切，而采用瞬時最高氣溫或大量漏風，引起急劇溫降或盲目提高氣溫，造成實際運行中氣溫低于選型氣溫較多，結(jié)果造成運行風機內(nèi)效率降低和功率增大，導致設計額定流量減少。例如某電解鋁廠選用Y4-73型引風機，tj=200℃，ηtf=83% ，實際運行tj=100～150℃時，估計全壓內(nèi)效率只有30%～40% ；又如當高溫輸氣管道采用磚砌，砼等材料的氣密性較差，造成滲進冷風量達30%～50%，從而使管內(nèi)氣溫下降過快，使風機運行的全壓降低，流量和電耗增大，繼而導致污染處設計抽風量減少30%。

1.1.8　 濾袋單室過濾風量的劃分不宜過大

　　除塵系統(tǒng)的多室組合結(jié)構(gòu)的袋濾室（又稱袋房）,負壓風機外框，常用逐室中斷濾塵操作進行清灰作業(yè)，一般單室過濾風量（也是輔機清灰風機的風量）不宜超過每臺主風機風量的20%，這樣就不會導致運行中主風機內(nèi)效率下降。由于過濾的過程中始終有一個單室濾袋組輪流在停風（停止過濾）進行清灰。因此停風單室的多余風量引起其它室增加，導致系統(tǒng)阻力增加，結(jié)果造成主風機風量減少，全壓內(nèi)效率下降。

　　云南水口山礦務局杜式劍的設計實踐1988年經(jīng)驗總結(jié)提出：“單室收塵過濾面積以不超過500m2為佳；第三鉛冶煉廠新濾袋反吹清灰面積占總過濾面積的4%，使有效過濾總面積提高到95%以上。但是單室過濾面積過小，會使清灰機構(gòu)復雜化，或過分延長清灰周期達不到清灰效果”。大型多室袋濾房，設多臺清灰風機既可使主風機和清灰風機均達到節(jié)能，又能提高有效過濾總面積，同時也有利于自動控制。

　　國外一些風機公司在供貨的同時，要求用戶提供例如風機進、出口連接管的合理配件訂貨圖，無疑這是一種能有助于通風機高效率運行的有效方法。

1.2 　載塵對通風機特性的影響及應用分析

1.2.1　 載塵對通風機特性的影響

　�。�1）粉塵對風機特性線的影響

　　文獻[4]證實，通風機的流體載塵對風機的全壓曲線走勢無影響，由于風機載塵濃度和粉塵流量的影響，因而載塵風機實耗功率增大了。當兩種氣體含塵濃度不同流量相同比較中，風機載塵的功率曲線與風機清潔空氣的功率曲線相比，前者走勢明顯上移使功率增大，與此同時載塵風機的全壓效率曲線與清潔空氣的全壓效率曲線相比，前者走勢顯著下降而效率降低。

　�。�2）粉塵對流體阻力的影響

　　由于流體載塵使管網(wǎng)壓力損失增加，導致流體載塵使筆直傾斜的管網(wǎng)阻力特性線與無變化的載塵風機全壓曲線相交點左移。與此同時載塵風機功率曲線平行在清潔空氣功率曲線之上，致使載塵風機實耗功率不足而迫于減少，使效率下降，最終運行結(jié)果導致額定流量顯著減少。

　�。�3）功率與壓力損失的附加問題討論

　　文獻[4]還提出了載塵風機增加功率與管網(wǎng)阻力附加值，筆者認為的欠缺說明載塵量數(shù)據(jù)的試驗，也沒有表明定量試驗數(shù)據(jù)結(jié)果，只能作為定性說明。

　　此外20世紀50年代的前蘇聯(lián)《暖通設計手冊》和日本的井伊谷鋼一主編的《濾袋除塵手冊》（1976年）中，鈴木昭明指出：“除塵工程輸氣管道設計的含塵濃度在30g/Nm3以下時，除塵管道壓力損失的影響可忽略不計”。

　　筆者認為：通風機在管網(wǎng)中工作時，由于葉輪轉(zhuǎn)速、風機導流器可調(diào)葉片或進口導葉節(jié)流調(diào)節(jié)、輸氣溫度、大氣壓力的改變，因此引起通風機特性線改變。但是試驗和實踐證明：輸氣含塵濃度Fjd>30g/Nm3的高載塵流量的增加會使通風機特性線發(fā)生急劇改變。

1.2.2 　引進英國技術生產(chǎn)高溫風機的節(jié)能驗證

　�。�1）四平鼓風機廠于1984年從英國豪登公司引進BB24、BB50型兩個系列的單吸和雙吸高溫離心通風機制造技術，葉輪為后向單板形，差動導葉和耐磨損[5]，該廠生產(chǎn)的單吸高溫（載塵）風機產(chǎn)品性能節(jié)能驗證比較見表1。


　�。�2）重慶通用機器廠從英國豪登公司引進

　　W6-29、W6-39型兩個系列的單吸和雙吸高溫風機制造技術，葉輪為后向葉片，差動導葉調(diào)節(jié)、高強度及耐磨損[3]，該廠生產(chǎn)的高溫載塵風機產(chǎn)品性能節(jié)能驗證比較見表1；該廠20世紀80年代生產(chǎn)的FW9-2×35型前向葉片雙吸入離心通風機[6]，用于水泥窯尾收塵的節(jié)能驗證比較見表1。

　�。�3）北京風機二廠生產(chǎn)的用于水泥窯尾高溫風機單、雙吸4個系列，其中WDHZ型系列單吸高溫（載塵）風機[3]，其性能節(jié)能驗證比較見表1。

1.2.3　 對引進技術生產(chǎn)集塵風機的討論

　�。�1）首先明確通風機產(chǎn)品試驗的空氣動力性能，給出繪制特性線或性能曲線的通風機輸氣介質(zhì)是在標準狀態(tài)的清潔空氣；引風機和除塵風機為氣溫指定狀態(tài)的微量含塵的煙氣。

　�。�2）引進英國高溫風機載塵的技術說明中：“BB50系列tj=20℃時，空氣效率≥75%～81%；BB24系列tj=20℃時，空氣效率≥80%～84%，該產(chǎn)品是提供水泥爐窯的高效節(jié)能風機。在含塵量較大，磨損較嚴重的條件下使用。其綜合性能在世界同類產(chǎn)品中處領先地位，具有80年代世界先進水平”[5]。

　　高溫風機載塵 Fjd=30～35g/Nm3時，性能表中沒有說明全壓內(nèi)效率為多少，筆者驗證qh/P=220～477時，風機載塵耗電量是非載塵的2～5.6倍，而載塵處理風量是非載塵風量的0.2～0.5倍。因此不能用空氣效率代替載塵風機效率。另外，重慶廠引進技術的產(chǎn)品中，其低含塵量的載塵風機電耗仍然很高，當Fjd=0.15，0.2，0.9g/Nm3時，耗電量P/qh=2.45 ，1.65，3.86kW/（km3·h-1），分析其耗電大的原因可能由于葉輪忽視應用高強度材料，為了“形態(tài)強化”與“熱弱化”而過多補焊加強件，引起葉輪質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量劇增及氣流增加阻力所造成的結(jié)果。

　　（3）我國工業(yè)硅和鐵合金礦熱電爐的超微細硅粉收塵，吉林臨江硅鋁合金廠[7]于2001年從挪威鐵合金ELKEM ASA 公司引進除塵工程回收微硅粉副產(chǎn)品所用設備的增密裝置和大型組合正壓袋濾室。它是除塵過濾回收工程的核心技術，其新型濾袋為特氟綸/玻纖組合的超薄覆膜過濾材料。它是現(xiàn)代過濾技術中超微細粉塵煙氣凈化的新穎技術。其特點濾袋采用“表面過濾”技術，不同于常規(guī)使用“深層過濾”技術。因兩種過濾機理與清灰方式不同，應認真總結(jié)“表面過濾”應用中秘密專門技術。但是工程設計效仿ELKEM ASA公司正壓濾袋引風機載塵，采用國產(chǎn)并聯(lián)4臺Y6-49型高溫風機載塵很不可取，值得研究。

1.2.4 　日本改造低效集塵風機的節(jié)能效果[8]

　　德永健二載文指出：在日本鋼鐵、水泥、造紙、電爐廠的集塵引風機，使用中已有用高效葉輪改裝百余臺低效（54%～68%）風機的實例。20世紀80年代前后將集塵風機改裝為三元流動的全部焊接制造的葉輪，葉輪以20個葉片，β2A=90°為標準型。當需要小升壓能力時，則β2A=75°等改進措施。生產(chǎn)現(xiàn)場施工日期以3～4天為期限，有的一日施工完畢一臺，經(jīng)技術改造運行檢測結(jié)果有明顯的節(jié)能效果。筆者驗證流量改造前后由200～450（m3·h-1）/kW提高到250～720（m3·h-1）/kW，耗電量由5～2.3kW/（km3·h-1）降到4～0.83kW/（km3·h-1）。在某鋼鐵廠以每臺100kW到8500kW近20臺。葉輪改裝后從而共節(jié)電5800kW·h，提高風機效率20%～33%，節(jié)約用電20%。例如燒結(jié)機的雙吸主引風機改裝后的效率由68%提高到85%，引風機2300kW/臺的節(jié)電500kW，3300kW/臺的節(jié)電950kW，8500kW/臺的節(jié)電660kW，5800kW/臺的節(jié)電750kW；當轉(zhuǎn)爐引風機的效率由64%提高到83.5%，3400kW×3臺的節(jié)電650kW×3臺；當鍋爐用引風機的效率由60%提高到85%時，650kW×2臺的節(jié)電185kW×2臺；當電爐引風機的效率由54%提高到81%時，370kW/臺的節(jié)電 100kW。

　　總之日本節(jié)能技術改造對象是功率過大，風機效率很低的載塵風機。但是并沒有說明風機進氣含塵量，水泥廠回轉(zhuǎn)窯改裝三元流動葉輪節(jié)能效果也沒有列舉。筆者從日本1976年11月井伊谷鋼一主編的《濾袋除塵手冊》中查到鋼鐵廠各車間通風機爐外機械排煙粉塵含量Fjd<20g/Nm3 （0.5～15g/Nm3 ） , 其中燒結(jié)機尾含塵量為 Fjd=10～13g/Nm3，但是水泥廠的窯內(nèi)排塵量為Fjd=20～80g/Nm3 。

　　20世紀80年代西歐盛行持續(xù)多年的這種高溫風機載塵，自稱高效節(jié)能世界領先，筆者認為言過其實，至今也未見到試驗報告資料和節(jié)能效果顯示。建議對這種不節(jié)能產(chǎn)品應清理。雖然引進國外的風機制造新技術，是發(fā)展和提高風機節(jié)能產(chǎn)品的一條重要途徑，但是對引進新技術，應首先公開透明，組織專題進行消化吸收和技術經(jīng)濟論證，避免盲目或重復引進不節(jié)能技術。在移植和嫁接外國高新技術的同時，也要結(jié)合國情因地制宜地發(fā)揮自主創(chuàng)新能力，合理開發(fā)采用適用技術使其國產(chǎn)化。

1.2.5 　載塵風機與非載塵風機的識別

　　凡是生產(chǎn)工藝塵源設備散發(fā)的粉塵，為防塵要求，設密閉的負壓系統(tǒng)，輸送常溫或高溫氣體，風機進氣管網(wǎng)載塵配置在除塵器之前吸塵（非壓送式）系統(tǒng)的通風機，當Fjd>30g/Nm3 時稱載塵風機，又稱集塵風機；當Fjd<30g/Nm3 時稱排塵風機。

　　凡是通風機進氣管網(wǎng)配置在除塵器之后，當Fjd≤200mg/Nm3，輸送常溫或高溫氣體的除塵系統(tǒng)的引風機稱非載塵風機，又稱除塵風機。

1.2.6　 除塵風機的應用問題

　　除塵風機或引風機的進氣介質(zhì)條件，在風機產(chǎn)品樣本和風機手冊中[3，5-6] ，有明確要求氣溫指定狀態(tài)（120～250℃ ）的限制和必須加裝除塵器的除塵效率大于85%。在此前提下能達到給定示出的風機內(nèi)效率，否則無法保證。建議今后不再使用除塵效率大于85%的限制，因收塵效率由99%降到90%，則排放粉塵量將增大10倍，故應改為除塵引風機進氣條件宜用于不論輸送生產(chǎn)原料、半成品物料、任意燃料的顆粒粉塵均小于200mg/Nm3 。但有些風機廠和用戶誤認為除塵風機作為載塵是當然的，只不過是磨損加劇，影響使用壽命而已，事實證明這是一種誤解。

1.2.7 　解析國外試驗集塵風機為何不報載塵量

　　引風機載塵在實際運行中，由于生產(chǎn)周期性變化的工藝設備，不論冷、熱加工過程中產(chǎn)生的煙塵濃度和溫度都在變化。因此引起除塵系統(tǒng)壓力脈動和流量陣發(fā)性波動，從而導致引風機性能極不穩(wěn)定運行；又因處理各種工藝氣體中，粉塵的種類和形態(tài)繁多、物性各異、粒度分布廣；在輸氣管內(nèi)的氣體壓力場、溫度場、速度場及濃度場的多變因素較大；科學試驗仍缺乏粉塵同時快速取樣與快速分析的方法和手段。所以使日本鋼鐵廠現(xiàn)場和前蘇聯(lián)試驗室都不能連續(xù)測得準確載塵量的結(jié)果，由于試驗測得的數(shù)據(jù)缺乏再現(xiàn)性，無法準確報道載塵量結(jié)果。

1.3 　引風機高溫載塵進氣條件的討論

1.3.1　 通風機的進氣條件

　　一般用途通風機是以標準進氣狀態(tài)的空氣（不含腐蝕性）、進氣溫度tj≤80℃、含塵量Fjd ≤100mg/Nm3, 無粘性和無纖維物質(zhì)的空氣為對象而進行產(chǎn)品設計和制造的。

　　高溫風機分載塵和不載塵兩種。單純高溫風機的氣體含塵量及硬質(zhì)顆粒不大于 150mg/m 3[3] 。

1.3.2　 高溫廢氣引風機的進氣條件

　�。�1）高溫爐窯熱運行設備的密閉式爐內(nèi)機械排煙所用引風機進氣介質(zhì)條件為t=450～950℃,最高t=1200～1400℃，含塵濃度達Fd=30～130g/Nm3。

　�。�2）高溫爐窯熱運行設備的半密閉式爐外機械排煙所用引風機進氣介質(zhì)條件為t=50～300℃，含塵濃度Fd≤30g/Nm3。

　　（3）熱處理工藝設備，如各種加熱爐、退火爐，必須使爐內(nèi)高溫氣體的對流閉路循環(huán)達到均溫，所用的循環(huán)風機進氣介質(zhì)條件為運行溫度500～700℃或750～1050℃，含塵濃度Fjd ≤150mg/Nm3，這種高溫風機不存在外排廢氣處理問題。

1.3.3 　高溫廢氣的處理及其程序

　　高溫廢氣處理系統(tǒng)的煙氣溫度越高，體積越大，使系統(tǒng)工況處理風量越多，致使通風設備龐大；反之若處理煙氣溫度越低，則系統(tǒng)工況處理風量減小，使系統(tǒng)通風設備也變小型化，但其冷卻裝置卻需增大，而處理煙氣溫度過低會引起高溫煙氣露點的形成。為此，一般高溫煙氣處理后的終溫控制在180～300℃之間。

　�。�1）高溫氣體問題，70年代D·W·Spaitt等人得出：從技術經(jīng)濟上論證290～390℃時是高溫纖維過濾材料的實際最大溫度范圍；從節(jié)能觀點出發(fā)，認為處理后溫度為300℃時是最經(jīng)濟的[9]。

　�。�2）美國GCA公司的C.E.Billings和J.E.Wilder試驗研究后發(fā)表過許多成果報告，其中在《袋濾器技術手冊》中指出：纖維過濾器在低溫氣體小于300℃時收集粉塵的除塵過濾效率常高達99.9%～99.99%[9] 。

　�。�3）工業(yè)廢氣處理應有必要的程序，我國按既定的《工業(yè)污染物排放標準》和節(jié)能政策，首先將高溫氣體余熱充分再利用或冷卻處理；接著把廢氣中的粉塵凈化回收；最后用引風機進氣低溫和微量含塵直接達標排放。這是最經(jīng)濟的凈化流程程序，必然使通風機達到節(jié)能、經(jīng)濟、穩(wěn)定高效運行，也是通風機應用研究的發(fā)展方向。

1.3.4 　高溫廢氣的冷卻與粉塵凈化回收

　�。�1）高溫氣體冷卻裝置

　　高溫煙氣有4種冷卻方式：間接水冷卻、直接水冷卻、間接空氣冷卻及直接空氣冷卻。

　　常用的有：在300℃以上時考慮余熱利用，采用間接水冷；一般煙溫在200℃以下時采用直接空冷，經(jīng)濟有效的只有這兩種選擇。

　�、� 間接水冷卻：利用水間接冷卻，用金屬做水冷夾層，通過管壁傳熱給流動的冷水帶走熱量。常用設備有冷水套管和水冷式熱交換器。其中水冷套管簡單，由于傳熱效率低所需傳熱面積大而很少應用；水冷式熱交換器的傳熱效率高，設備和運行費較低，常用在初溫300℃以上的余熱利用。

　�、� 直接空氣冷卻：用常溫空氣稀釋冷卻（摻冷風），混合段要求有足夠長度，并設測溫儀表，缺點是不適用煙溫較高時，因冷卻煙氣所需空氣量很大，所以只能適用于煙溫在200℃以下。

　　（2）粉塵的凈化回收

　　一般高溫爐窯煙塵凈化的引風機進氣，可以不載塵Fjd≤200mg/Nm3，也可以低濃度載塵Fjd<30g/Nm3。水泥窯的排塵濃度達20～80g/Nm3 ，新疆水泥窯達120g/Nm3 。根據(jù)1977年統(tǒng)計美國運行的385臺水泥回轉(zhuǎn)窯中有1/3在窯尾預熱器出口溫度375～425℃，最高500℃，直接裝設了預收塵器和袋濾器或靜電收塵器。從而使引風機進氣裝在除塵器之后不載塵，收塵效率達99.9%，濾袋平均壽命為2～4年。

1.3.5 　高溫風機使用中的弊病

　�。�1）國產(chǎn)耐300～700℃的高溫風機[3]，不經(jīng)處理的高溫煙塵直接通過引風機，如風機水冷系統(tǒng)冷卻裝置斷水等控制失效時，可引起主軸、軸承的變形，破壞葉輪旋轉(zhuǎn)的動平衡而引發(fā)振動，故緊急事故發(fā)生率較高。

　�。�2） 高溫風機的啟動，當溫差很大時，如不認真對待，電機易超載，有被燒毀的危險。

　�。�3） 高溫除塵系統(tǒng)輸氣管道氣密性較差，若漏風率超過20%時，使管內(nèi)氣溫下降過快，氣體中水份易結(jié)露，使粉塵粘在葉輪上，都會導致風機運行的全壓和內(nèi)效率均下降；與此同時運行風量和實耗功率均增大，繼而使吸風點源的通風效果變差。

　�。�4）由于氣體的粘度隨溫度的增高而增大，輸氣管道和濾袋的壓力損失直接與氣體的粘性成正比。因此高溫輸送氣體時，使管網(wǎng)阻力增加，引起風機額定風量和功率不足，導致通風機內(nèi)效率降低。

　　（5）高溫除塵系統(tǒng)應用正壓大型組合袋濾器（室）時，熱脹冷縮比較頻繁。實踐證明：當溫度波動范圍超過200℃時，袋濾器箱體的線膨脹達40～50mm，這種頻繁的熱沖擊將會影響箱體的氣密性和收塵正常作業(yè)；當輸氣正壓操作的袋室過濾有毒氣體和粉塵時，需要設計隨箱體滑動而又不漏風的密封結(jié)構(gòu)要耗費過多的鋼材。

　�。�6）高溫風機投入熱運行后，由于風機葉輪強度不足與鑄件或焊接件沒有消除內(nèi)應力時，都會產(chǎn)生熱態(tài)反復振動；當運行中溫度的急劇變化，引起風機軸的變形，將造成葉輪不平衡引起振動；又如熱運行中突然停止運轉(zhuǎn)時，使溫度急劇下降，再開動時也產(chǎn)生振動。

　　實施高溫廢氣煙塵中的先行余熱再利用與凈化收塵，不但達到節(jié)能目的，并且處理后低溫氣體還能提高除塵的纖維過濾效率；與此同時風機進口低溫tj≤300℃和微量含塵Fjd≤200mg/Nm3又是提高風機內(nèi)效率的有效途徑。

　　輸氣不載塵的引風機制造中可免去耐磨材料及防磨措施；風機低溫輸氣又是變流量調(diào)節(jié)的軸流式或離心式通風機均可采用無級調(diào)速的外旋電機。它具有機電合一、結(jié)構(gòu)緊湊、高效、振動小以及運行中遠程調(diào)節(jié)方便的優(yōu)點�？傊�引風機可實現(xiàn)低溫、微量含塵，達到一舉多得。

2 　通風機的節(jié)能技術措施

2.1　 通風機選型設計的節(jié)能原則

　　（1）落實控制溫室氣體排放

　　除塵系統(tǒng)各分支管風量負荷要對稱配置，以利管網(wǎng)阻力平衡；系統(tǒng)水平和垂直管道鋪設必須使通風機站配在管網(wǎng)中心處于對稱位置，可使系統(tǒng)有效輸氣半徑縮短，以利擬選的通風機額定壓力減低；高溫氣體的余熱再利用，使風機進氣達到tj≤300℃，既有效地降低了風機的風量負荷，又能節(jié)約電耗。最新國際保護環(huán)境指令，推翻以往確定工藝設備排風量越大越好，而是向大氣限制排放量。

　　（2）強化節(jié)能與高效利用

　　除塵管道降低經(jīng)濟流速。簡化煙氣凈化與除塵過濾工藝流程，只設兩級粗凈化和細凈化，從而達到使氣固分離或氣體凈化的合計管網(wǎng)壓力損失不超過系統(tǒng)總壓力損失的一半，達到節(jié)能和預防管道堵塞。

　　引風機進口裝在除塵器之后，使通風機進氣不載塵Fjd≤200mg/Nm3，從而提高風機內(nèi)效率。

　　大流量通風機應采用高效雙吸入離心通風機，取代使用多臺并聯(lián)小型風機，達到提高風機運行效率；采用高效三元流動葉輪等新技術，可節(jié)約用電10%～20% ；采用可調(diào)的外旋電風機，可節(jié)約用電30%。

　�。�3）超微細粉塵的氣固分離

　　塵源粉塵粒徑小于10μm占80%以上的除塵，袋濾器可采用杜邦公司生產(chǎn)的超細膨體聚四氟乙烯，商品名Tefon，超薄覆膜過濾機理為“表面過濾”新技術。

2.2　 制訂通風機節(jié)能經(jīng)濟運行規(guī)程

　�。�1）企業(yè)生產(chǎn)過程中，對已有通風工程設計的通風除塵系統(tǒng)不宜隨意改變，以防造成系統(tǒng)阻力變化，使管網(wǎng)提高流速和增加管網(wǎng)壓力損耗，這將會引起性能改變，使其風機內(nèi)效率降低。

　�。�2）加強完善通風系統(tǒng)的技術管理和設備定期維修，盡力維護管網(wǎng)的氣密性，倘若負壓管段漏風率超過20%，將會造成風機性能改變，使風機運行的全壓值和內(nèi)效率均下降，風量和實耗功率增大，導致污染點源處抽風量減小，使通風效果變差。

　　（3）防止除塵管道堵塞。除塵風機運行要早開晚關，應將風機與工藝設備連鎖控制。常溫下的除塵風機應在工藝設備開動前啟動風機，而風機停運應在工藝設備停止操作運行后5～10min關閉；當風機運行中出現(xiàn)事故停車或搶修，與此同時應用壓縮空氣吹管及時清理管道內(nèi)的降塵，以防多次沉積造成堵塞，影響系統(tǒng)正常運行。

　�。�4）防止輸氣高溫急劇下降，導致風機額定性能下降，應設連續(xù)監(jiān)測氣溫變化的儀表。為保持負壓輸氣管的氣密性，必須經(jīng)常維護和定期檢修。

　�。�5）根據(jù)生產(chǎn)工藝產(chǎn)能變化，應隨時監(jiān)視工藝生產(chǎn)的原料和能源消耗異常變化，所引起的除塵系統(tǒng)風機進氣狀態(tài)的改變，要及時采取影響風機性能下降的補救應對措施。

　�。�6） 按通風系統(tǒng)管道的使用年限：一般通風系統(tǒng)為20年；一般除塵系統(tǒng)為10年；排除腐蝕氣體或磨琢性粉塵的系統(tǒng)為5年。所以應加強技術管理和計劃維修管理，做到定期局部檢修或全部更換。

2.3　 提高使用通風機的運行效率

　　1979年全國工業(yè)風機用電量約為300億kW·h，1981年補充調(diào)查[10]，我國風機電耗的工廠大宗用戶其中有：燃煤發(fā)電廠的風機用電量占全國工業(yè)風機用電總量的24%；化肥廠占19%；水泥廠占15%；煤礦采煤占11%；紡織廠占9.8%；工業(yè)鍋爐與采暖鍋爐占6.5%；鋼鐵廠占3.3%；有色彩冶煉廠占1.7%。

　　通風機運行效率是評價節(jié)能效果指標的主要依據(jù)，國家曾指令規(guī)定：“凡是……通風機、鼓風機的（使用）效率低于70%，必須分期分批地予以改造或更換”。

　　由于工業(yè)生產(chǎn)過程中，風機運行管理不善，生產(chǎn)工藝不斷提高產(chǎn)能，使風機進氣條件改變效率降低，舊風機待改造或更換，導致生產(chǎn)使用中多數(shù)風機實際運行效率達不到70%，風機效率很低。全國仍在使用的低效風機估計有100萬臺以上。所以對上述大宗用戶必須將原低效風機的運行效率提高20%以上，而節(jié)能風機處于低效運行的效率提高10%以上�？傊�只有通過風機節(jié)能技術改造，才能達到將使用通風機實現(xiàn)降低電耗20%～30%。

3　 結(jié)論

　　（1）通風機應用在有色冶金工業(yè)中，是煙氣凈化回收工程的主要設備之一。它在提高金屬回收率，資源利用擴大用途，改善生產(chǎn)過程作業(yè)的勞動衛(wèi)生條件，預防職業(yè)病和減少環(huán)境污染起到主導作用。

　�。�2）通風系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力損耗計算是必要的程序，通風機的正確選型與加強高效運行管理是最佳的節(jié)能措施。通風機應用中切實克服所產(chǎn)生的常見通病，必將達到通風機節(jié)能和正常穩(wěn)定高效運行。

　�。�3）通風機進氣載塵實踐證明：輸氣含塵濃度Fjd>30g/Nm3的高載塵流量的增加，會使通風機特性線發(fā)生急劇改變，風機載塵耗電量是非載塵的2～5.6倍。

　�。�4）日本的老廠技術改造低效集塵風機，改裝三元流動葉輪進氣，半密閉式爐外機械排煙的含塵量小于30g/Nm3有明顯節(jié)能效果，節(jié)約用電20%。所以國內(nèi)老企業(yè)節(jié)能技術改造或更換使用中的低效舊風機，與開發(fā)研制節(jié)能新產(chǎn)品，以及加強風機運行的技術管理是通風機節(jié)能的根本措施。

　�。�5）高溫含塵廢氣處理程序，首先應將高溫氣體余熱利用或冷卻；然后把粉塵凈化回收，使氣固分離設備的合計阻力損失，不應超過系統(tǒng)總壓力損失的一半；最后使引風機進氣tj ≤300℃ ,Fjd<200mg/Nm3，這是最經(jīng)濟的凈化流程程序，必然使通風機達到節(jié)能、經(jīng)濟、穩(wěn)定高效運行。

　�。�6）大流量高效雙吸入離心通風機的研制應擴大應用品種，取代多臺并聯(lián)風機的使用。但是雙吸入離心通風機安裝設計的風機進、出口連接管必須規(guī)范，否則影響風機運行效率。

　�。�7）國內(nèi)水泥廠已選用四平、重慶、北京風機二廠的高溫風機載塵，應結(jié)合實際情況，進行實測運行效率后，再考慮改變凈化流程程序和載塵風機結(jié)構(gòu)節(jié)能技術改造。

　�。�8）建議風機專業(yè)行業(yè)系列標準中有關標準應修訂和補充：

　　① 通風機通用技術條件中，包括通風機、引風機、除塵風機、高溫風機、高溫循環(huán)風機、排塵風機（指Fjd<30g/Nm3）等風機的進氣工作條件（介質(zhì)溫、濕度，粉塵含量等）；

　�、� 通風機使用經(jīng)濟運行規(guī)程；

　�、� 通風機使用運行效率的現(xiàn)場快速測定法；

　�、� 通風機廢氣排放量現(xiàn)場測定法；

　�、� 通風機使用電能利用率現(xiàn)場測算法。

　�。�9）風機行業(yè)欲引進外國新技術應結(jié)合國情，并公開透明地組織專題進行消化吸收和技術經(jīng)濟論證，做到確切適用地滿足國內(nèi)市場的需求。在移植和嫁接外國高新技術的同時，也要因地制宜地發(fā)揮自主創(chuàng)新能力，合理開發(fā)適用技術使其國產(chǎn)化。

　�。�10）國際上現(xiàn)代化工藝設備已向大型化發(fā)展，同時要求通風機也應向大型化轉(zhuǎn)化，便于集中控制和管理以及降低豬舍通風設備經(jīng)營費用。工程設計不要誤解為工業(yè)廢氣處理排放越多越好，而是向大氣限制排放量。





高效節(jié)能低噪聲的JK系列礦用局部扇風機（簡稱局扇），是根據(jù)冶金、有色、黃金、化工、建材和核工業(yè)等各類非煤礦山局部通風的需要設計的，適用于各種規(guī)格斷面的井巷掘進通風、采場和電耙道引風、無底柱分段采礦法進路通風、其它局部通風以及某些輔助通風。也可用于隧道施工、地下工程施工等需要用風筒送風的場合通風。
JK系列局扇的設計，綜合考慮了各類局部通風作業(yè)面所需的排塵排煙風量、風筒送風距離、常用風筒規(guī)格、風阻值，以及礦井內(nèi)的使用條件等。JK系列局扇分為單級工作輪JK-1、雙級工作輪JK-2和對旋運轉(zhuǎn)DJK等三類。其中JK40系列局扇和DJK50系列對旋局扇可以直接安裝在巷道底板上，也可以懸掛安裝在巷道的幫壁上或頂板下。
JK系列局扇具有以下特點：
（1）運轉(zhuǎn)效率高。單級和雙級工作輪最高全壓效率分別為92%和83%，對旋型最高全壓效率為85%，比原JF系列局扇提高20%-30%，具有明顯的節(jié)電效果。
（2）規(guī)格齊全，適應性強。局扇的風量和全壓的值有各種不同的組合，送風距離從80米到600米不等（串聯(lián)運用送風距離可達1200米以上），可滿足用戶各種不同的需要。
（3）體積較小，重量較輕，移動靈活方便。在其性能與JF系列局扇基本相同時，體積減小20%—30%，重量減輕20%—30%。
（4）噪聲較低。在空曠場合實測JK№.4局扇的噪聲不超過86db(A)。如果用戶對局扇的噪聲有特殊要求，我廠可配套消聲器，請在訂貨時作出說明。
DJK系列局扇的電機均為2極，其轉(zhuǎn)速為2860-2930r/min。
DJK系列局扇的主要技術參數(shù)，見表1。
JK系列局扇的系列和機號（型號）表示方法如下：
JK 58 – 1 №.4
礦用局部扇風機 機號為4，工作輪直徑D=400mm；
（“DJK”為對旋局扇） “№.3”， 機號為3，D=300mm；
“№.5”， 機號為5，D=500mm；
輪轂比d=0.58，“56”為d=0.56 其余類推。
“67”為d=0.67，“55”為d=0.55 單級工作輪，“2”為雙級工作輪
“40”為d=0.40，“50”為d=0. 50

脫硫風機軸承損壞的原因及處理 王魯濟/    

 

摘要 ：針對脫硫引風機投運后軸承連續(xù)損壞，反復處理無效的情況，通過對軸承型式重新選型，找到了解決滾動軸承頻頻損壞的辦法。

關鍵詞 ：脫硫風機；轉(zhuǎn)子；軸承

中圖分類號： TH43 ； TH133.3 　　　文獻標識碼： B

Reason and Solving Measures for Bearing Damage in Desulphurization Fan

Abstract: According to the condition of bearing damaged frequently after the desulphurization wind fan in operation and treated repeatedly , the solving method is found out based on the re-selection of bearing type.

Key words: desulphurization fan; rotor; bearing

0 　引言

　　我廠 120m2 燒結(jié)機因環(huán)保需求 , 于 2007 年 12 月在主抽風機大煙道串聯(lián)了一臺脫硫增壓風機 , 型號 :Y4-2 × 73 № 20.5F , 進口容積流量: 11000m3 /min ，風機靜壓升 :3000Pa, 轉(zhuǎn)速： 990r/min 。轉(zhuǎn)子兩端均采用球面滾子軸承 SKF22332，安裝后短暫試機尚可，但自正式投運起，先是后端軸承損壞 , 后又前端軸承損壞，再又后端軸承再次損壞，3次損壞僅歷時3個多月。經(jīng)分析查找原因，并對機組振動進行了相應跟蹤監(jiān)測，最終找出了原因。

1　 發(fā)現(xiàn)問題

　　機組振動跟蹤檢測點布置示意圖見圖1 。

圖１　機組振動跟蹤檢測點布置示意圖

表1   空載時機組所測振動數(shù)據(jù)

測點

軸向

水平

垂直

位移

振速

位移

振速

位移

振速

1

30

2.1

32

1.9

22

1.5

2

32

2.5

38

　2.6

21

1.7

3

31

2.9

21

2.5

16

2.8

　　從表1數(shù)據(jù)可知風機在空載狀態(tài)下（溫度為常溫）運行正常。

　　系統(tǒng)通上煙氣后機組在正常負載（溫度為120℃）情況下振動數(shù)椐見表2 。

　　

表2　 負載時機組所測振動數(shù)椐（溫度為120℃）

測點

軸向

水平

垂直

位移

振速

位移

振速

位移

振速

1

40

2.7

42

2.1

32

2.0

2

80

6.5

48

5.5

24

2.2

3

190

10.6

130

7.0

30

2.5

　　從表中數(shù)據(jù)分析, 煙氣溫度升高后風機的振動增大, 已超風機設計振動標準限值。通過對加速度時域波形分析, 軸承有連續(xù)的沖擊脈沖現(xiàn)象 (圖2),負壓風機, 速度時域波形里 (見圖3和表3) 峭度值已達到3.5(軸承在正常的情況下峭度值為2.65), 說明軸承已有較嚴重的損壞 (峭度值是表示軸承工作表面出現(xiàn)疲勞故障時，每轉(zhuǎn)一周，工作面缺陷處產(chǎn)生的沖擊脈沖，故障越大，沖擊響應幅值越大，故障現(xiàn)象越明顯) 。

表 3    時域指標

時域指標

數(shù)值

平均幅值/（mm/s）

1.5

方根幅值/（mm/s）

1.2

均值/（mm/s）

-0.08

有效值/（mm/s）

1.8

波形因子

1.3

脈沖因子

6.1

峰值指標

4.8

裕度指標

7.2

歪度

-0.04

峭度

3.5

2　 原因分析及處理

　　脫硫風機于 2008 年 2 月 4 日 14 點正式投入運行 , 一直表現(xiàn)振動值超差，難以消除。一周后的 11 日晚轉(zhuǎn)子后端軸承損壞，停機檢修并對軸承進行了更換。至 3 月 15 日又發(fā)生了風機前端的軸承損壞， 4 月 21 日后軸承又再次損壞。經(jīng)過深度查找原因，檢查發(fā)現(xiàn)前后兩端軸承均是遠端側(cè)面嚴重磨損，而向心側(cè)則完好如初。參照上述振動記錄數(shù)值，經(jīng)分析認為是由于轉(zhuǎn)子受熱膨脹后主軸伸長。因轉(zhuǎn)子兩端均使用球面滾子調(diào)心軸承而難以實現(xiàn)自由游動，脹不出去，隨之產(chǎn)生特別大的軸向力所造成振動 ; 再則燒結(jié)煙氣溫度變化大，燒結(jié)機臨時停機時煙道溫度有時能達 150 ℃以上。所以轉(zhuǎn)子受熱膨脹而產(chǎn)生很大的軸向位移，在得不到良好的游動時，便會有極大的軸向力作用于軸承上，致使軸承嚴重過載而損壞。針對這一情況對軸承重新進行選型，選用了具有良好軸向游動性能的 NU332 單列圓柱滾子軸承，以消除主軸熱脹伸長而產(chǎn)生的軸向力。安裝完畢后開機生產(chǎn)，各測點振動速度值在 4.2mm /s 以下，安全運行至今，未再發(fā)生軸承損壞。以上圖表和數(shù)據(jù)選用了上海華陽 YH-106 及 PMS 設備巡檢系統(tǒng) V2 生成。

3 　結(jié)論

　　在風機的使用過程中，經(jīng)常遇到軸向振動大的情況，特別是煙氣溫度大于 80 ℃ 時，因轉(zhuǎn)子受熱膨脹所產(chǎn)生的軸向力較大，加之在安裝時軸承各部位間隙留的達不到技術要求的情況下更易產(chǎn)生軸向振動。因系統(tǒng)煙氣溫度高產(chǎn)生的軸向力大對風機軸承造成損壞現(xiàn)象 , 通過選用 NU 系列單列圓柱滾子軸承得以解決。

圣諾中壓變頻器在烏石化風機改造項目上的應用 ????????????? 圣諾STDVFD MV系列高壓變頻器是具有優(yōu)良性能的交-直-交電壓源型變頻器。采用先進的電力電子器件IGBT和多電平拓撲電路和PWM調(diào)制策略，通過高速數(shù)字信號處理器DSP控制，可以將具有固定頻率和幅值的6KV三相交流電源系統(tǒng)進行功率變換后，產(chǎn)生可調(diào)頻率且電流隨負載而定的高壓交流系統(tǒng)，從而能夠?qū)θ�相電動機實現(xiàn)連續(xù)調(diào)速。STDVFD MV系列高壓變頻器。操作使用方便，變頻器操作只有簡單的開機、停機和頻率調(diào)整。保護功能完善，故障率低，6kV電源的瞬間閃變不會導致變頻裝置的停機。額定運行工況下，使用變頻裝置后電動機不會降容。 輸入電壓允許-30%～+15%范圍內(nèi)的波動。當輸入電源電壓在額定電壓的90％范圍內(nèi)時，變頻器可持續(xù)運行不降額；當在額定電壓的70%－90％范圍內(nèi)時，變頻器降額連續(xù)運行；在額定電壓65%-70%的情況下，變頻器停止輸出但是變頻器處于開機狀態(tài)；65%以下變頻器停機，在設定時間內(nèi)（0-5S）如電壓恢復到70％以上，變頻器自動恢復正常運行。當單元直流母線電壓>150％額定電壓，瞬時封鎖變頻器輸出，當單元直流母線電壓恢復到120％額定電壓以下時，變頻器自動恢復正常運行。 ????????????? 變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波滿足中國“GB/T14549電能質(zhì)量“公用電網(wǎng)諧波”及“IEEE519”國際標準的規(guī)定。變頻裝置考慮了對電網(wǎng)諧波影響，使用的多脈沖整流器或移相變壓器，整流橋脈沖數(shù)為36脈沖，變頻器對本體控制系統(tǒng)就地控制柜無諧波影響。 ????????????? 采用移相多脈沖整流變壓器，二次側(cè)所接各個單元產(chǎn)生的高次諧波電流在變壓器一次側(cè)被吸收（此時，變壓器起到輸入電抗器的作用），將一次側(cè)到電網(wǎng)的電流諧波控制到最小。變頻器輸入電壓和電流波形如下圖所示: ??

鋒速達負壓風機-大北農(nóng)集團巨農(nóng)種豬示范基地風機設備水簾設備供應商！臺灣九龍灣負壓風機配件供應商！ 主要產(chǎn)品豬舍通風降溫,豬棚通風降溫,豬場通風降溫,豬舍風機,養(yǎng)殖地溝風機,豬舍地溝風機,豬舍多少臺風機,廠房多少臺風機,車間多少臺風機,豬舍什么風機好,廠房什么風機好,車間什么風機好,多少平方水簾,多大的風機,哪個型號的風機 相關的主題文章:

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