鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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車間降溫負壓風機_軸流壓縮機要技術(shù)參數(shù)及運行參數(shù)風機監(jiān)測系統(tǒng)
1 機組概況
1.1 機組主要技術(shù)參數(shù)及運行參數(shù)
軸流壓縮機 AV45-12
透平膨脹機 MPG2.1-215/100
透平嚙合轉(zhuǎn)速 3033r/min
3號高爐煤氣流量正常值 8～13萬Nm3/h
進口煤氣壓力正常值 235kPa
出口煤氣壓力正常值 112kPa
進口煤氣溫度正常值 145℃
出口煤氣溫度正常值 90℃
1.2 機組介紹
同軸BPRT機組，是煤氣透平與電動機同軸驅(qū)動的高爐軸流壓縮機組三機組組合（Blast Furnace Power Recovery Turbine）的簡稱，特點是電能和煤氣能雙能源驅(qū)動，當透平正常工作時，離合器處于嚙合工作狀態(tài)，把透平回收的功率傳遞給高爐鼓風機；當爐況不順煤氣量小或高爐休風時，離合器自動將高爐煤氣透平斷開。
同軸機組在配置上比分軸機組少了一臺發(fā)電機及其發(fā)配電系統(tǒng)，其他附屬系統(tǒng)也可共用一套，設(shè)備投資可比分軸機組少20％～30％；廠房用什么風機和控制室也只有一座,較后者占地面積能節(jié)省1/2，相應(yīng)降低土建投資。
1.3 同軸系機組運行要求
高爐爐頂壓力不穩(wěn)，會引起爐內(nèi)反應(yīng)的劇烈波動。爐壓高于額定值時，會使爐內(nèi)煤氣氣流分布不均，引起崩料，而當爐內(nèi)壓力低于額定值時，會引起爐內(nèi)煤氣體積增大，氣流壓力損失增大，煤氣流速上升，使爐喉磨損嚴重，更有甚者會引起爐頂設(shè)備事故。
因此，作為能量回收設(shè)備，投入運行的先決條件是在任何情況下均能保證爐壓穩(wěn)定。
電動機提供透平機與鼓風機功率之間的差額，補充鼓風機所需的功率，從而保證高爐鼓風機正常運轉(zhuǎn)。當透平機不運行時透平機的聯(lián)軸器可隨意脫開，不影響高爐鼓風機的運行。
1.4 同軸系機組主機工藝布置
電動機+齒輪變速箱+高爐軸流壓縮機+變速離合器+透平機（圖1）。
按照施工和設(shè)備調(diào)試系統(tǒng)劃分，除主機系統(tǒng)外，還包括：冷分管網(wǎng)系統(tǒng)、煤氣管網(wǎng)與大型閥門系統(tǒng)、自動化儀表控制系統(tǒng)、高低壓電氣系統(tǒng)、液壓伺服控制系統(tǒng)、潤滑油控制系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和煤氣脫水系統(tǒng)。
圖1 同軸系機組主機工藝布置
2 TRT輸出功率計算
2.1 功率計算
式中Ｑ為透平機進口煤氣流量，取平均值10.5×104Nm3/h ； C p 為高爐煤氣定壓比熱 J/ m3；p1為透平機進口煤氣絕對壓力，MPa ； p2為透平機出口煤氣絕對壓力，MPa ；k氣體絕熱指數(shù),濕簾空調(diào)，高爐煤氣k=1.38；T1為透平機進口煤氣絕對溫度，K；η為軸流反動式透平機效率。
我公司電壓等級為6kV，不考慮各種損耗，TRT輸出功率就帶來電機電流下降250A。從現(xiàn)場透平嚙合前后來看，平均降低電流200～300A。
2.2 影響TRT回收能量的因素
高壓煤氣管網(wǎng)阻力、透平機進口煤氣壓力和低壓煤氣管網(wǎng)壓力，煤氣流量、透平機煤氣進口溫度和透平機作業(yè)率等。
3 BPRT比TRT的優(yōu)越性
我公司在 5號、6號高爐上采用一套共用型TRT，目前使用情況良好。
（1）動車BPRT機組是將透平機和鼓風機聯(lián)成同一系統(tǒng)，因此，與TRT裝置相比，該裝置取消了發(fā)電機及發(fā)配電系統(tǒng)，以及合并了自控系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、動力油系統(tǒng)等設(shè)施。
（2）BPRT 機組中的高爐煤氣透平回收能量不是用來發(fā)電，而是直接同軸驅(qū)動鼓風機，沒有發(fā)電機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎碗娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的二次能量轉(zhuǎn)換的損失，回收效率更高。
（3）采用TRT發(fā)電機需要并網(wǎng)，需通過電力部門審批與管理，上網(wǎng)電價也比下網(wǎng)電價低，差值就是電力部門的管理費。而對于同軸機組就無需電力部門的審批與管理，也可以節(jié)省一筆管理費用。
�。�4）不過，采用共用型TRT可以避免機組頻繁啟停，而BPRT機組受高爐生產(chǎn)情況影響，我公司每月有2～3次透平機掉速情況發(fā)生。
4 經(jīng)驗和結(jié)論
本臺機組是濟鋼第二臺BPRT鼓風同軸機組，這次工程施工過程中，吸取了過去經(jīng)驗和教訓，從而保證了機組試車工作的順利。
�。�1）以前的高爐調(diào)壓閥組密閉性差，必須選用TRT專用高爐調(diào)壓閥組，保證高爐煤氣全部通過BPRT，其一能量回收率高，其二煤氣流量瞬時變小時易使TRT自動退出。
�。�2）將布袋除塵器到機組的高壓煤氣管道全部做了保溫，提高了機組進口煤氣溫度。
�。�3）針對高爐煤氣析出的飽和水，在TRT進口煤氣和出口煤氣管道上都采取了相應(yīng)措施。
（4）油管路增加閥門，保證透平機部分能夠單獨檢修。
（5）以上工作有助于同軸機組提高節(jié)能效果，但是我公司利用同軸機組時間還比較短，需要在實踐中不斷摸索，改進高爐生產(chǎn)工藝，在保障高爐順行的前提下，充分利用同軸機組，達到節(jié)能降耗的目的。
中國風機產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 當前的風機監(jiān)測系統(tǒng)是分散顯示數(shù)據(jù)，而且僅對溫度、電流、負壓和電壓等幾項內(nèi)容進行檢測，最后才通過故障警鈴來報警；為了能及時發(fā)現(xiàn)潛伏的一些題目，需要司機每小時巡查一次并統(tǒng)計風機的各項主要運行參數(shù)。
風機在線監(jiān)控系統(tǒng)具備的典型特點有：
①由于測控系統(tǒng)（PLC）使用的是雙CPU，所以它能快速且正確的完成實時監(jiān)控和監(jiān)測的功能；
②系統(tǒng)的伸縮性很強，能根據(jù)現(xiàn)場的實際需求進行更加靈活的配制；
③上位機使用的軟件系統(tǒng)是冗余組態(tài)軟件博山酒店，從而增加了系統(tǒng)的安全性可靠性；
④對WEB化和網(wǎng)絡(luò)化現(xiàn)象進行實時測控。
煤礦中所應(yīng)用透風機系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
①為了保障系統(tǒng)的安全，具備自動閉鎖控制的功能；
②具備手動、遠力普變頻器程和現(xiàn)場控制等控制方式；
③能很好地控制風機的啟和停、風門的開和關(guān)；
④對風機啟停狀態(tài)、風門的位置、電機的編號、反風信號等風機運行時呈現(xiàn)出的各種信息狀態(tài)進行檢測；
⑤能實時有效的監(jiān)測風機的電流、電壓、電網(wǎng)、軸承溫度、風量風速等風機運行時的各項參數(shù)。
通風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。
通風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。
通風機的工作原理與透平壓縮機基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。
通風機已有悠久的歷史,屋頂風機。中國在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風車，它的作用原理與現(xiàn)代離心通風機基本相同。1862年，英國的圭貝爾發(fā)明離心通風機，其葉輪、機殼為同心圓型，機殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為40％左右，主要用于礦山通風。1880年，人們設(shè)計出用于礦井排送風的蝸形機殼，和后向彎曲葉片的離心通風機,水簾空調(diào)，結(jié)構(gòu)已比較完善了。
1892年法國研制成橫流通風機；1898年，愛爾蘭人設(shè)計出前向葉片的西羅柯式離心通風機，并為各國所廣泛采用；19世紀，軸流通風機已應(yīng)用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但其壓力僅為100～300帕，效率僅為15～25％，直到二十世紀40年代以后才得到較快的發(fā)展。
1935年，德國首先采用軸流等壓通風機為鍋爐通風和引風；1948年,丹麥制成運行中動葉可調(diào)的軸流通風機；旋軸流通風機、子午加速軸流通風機、斜流通風機和橫流通風機也都獲得了發(fā)展。
按氣體流動的方向，通風機可分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。
離心通風機工作時，動力機(主要是電動機)驅(qū)動葉輪在蝸形機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)吸氣口從葉輪中心處吸入。由于葉片對氣體的動力作用，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向機殼，從排氣口排出。因氣體在葉輪內(nèi)的流動主要是在徑向平面內(nèi)，故又稱徑流通風機。
離心通風機主要由葉輪和機殼組成，小型通風機的葉輪直接裝在電動機上中、大型通風機通過聯(lián)軸器或皮帶輪與電動機聯(lián)接。離心通風機一般為單側(cè)進氣，用單級葉輪；流量大的可雙側(cè)進氣，用兩個背靠背的葉輪，又稱為雙吸式離心通風機。
葉輪是通風機的主要部件，它的幾何形狀、尺寸、葉片數(shù)目和制造精度對性能有很大影響。葉輪經(jīng)靜平衡或動平衡校正才能保證通風機平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。按葉片出口方向的不同，葉輪分為前向、徑向和后向三種型式。前向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向傾斜；徑向葉輪的葉片頂部是向徑向的，又分直葉片式和曲線型葉片；后向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)的反向傾斜。
前向葉輪產(chǎn)生的壓力最大，在流量和轉(zhuǎn)數(shù)一定時，所需葉輪直徑最小，但效率一般較低；后向葉輪相反，所產(chǎn)生的壓力最小，所需葉輪直徑最大，而效率一般較高；徑向葉輪介于兩者之間。葉片的型線以直葉片最簡單，機翼型葉片最復雜。
為了使葉片表面有合適的速度分布，一般采用曲線型葉片，如等厚度圓弧葉片。葉輪通常都有蓋盤，以增加葉輪的強度和減少葉片與機殼間的氣體泄漏。葉片與蓋盤的聯(lián)接采用焊接或鉚接。焊接葉輪的重量較輕，流道光滑。低、中壓小型離心通風機的葉輪也有采用鋁合金鑄造的。
軸流式通風機工作時，動力機驅(qū)動葉輪在圓筒形機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣體從集流器進入，通過葉輪獲得能量，提高壓力和速度，然后沿軸向排出。軸流通風機的布置形式有立式、臥式和傾斜式三種，小型的葉輪直徑只有100毫米左右，大型的可達20米以上。
小型低壓軸流通風機由葉輪、機殼和集流器等部件組成，通常安裝在建筑物的墻壁或天花板上；大型高壓軸流通風機由集流器、葉輪、流線體、機殼、擴散筒和傳動部件組成。葉片均勻布置在輪轂上，數(shù)目一般為2～24。葉片越多，風壓越高；葉片安裝角一般為10°～45°，安裝角越大，風量和風壓越大。軸流式通風機的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。
斜流通風機又稱混流通風機，在這類通風機中，氣體以與軸線成某一角度的方向進入葉輪，在葉道中獲得能量，并沿傾斜方向流出。通風機的葉輪和機殼的形狀為圓錐形。這種通風機兼有離心式和軸流式的特點，流量范圍和效率均介于兩者之間。
橫流通風機是具有前向多翼葉輪的小型高壓離心通風機。氣體從轉(zhuǎn)子外緣的一側(cè)進入葉輪，然后穿過葉輪內(nèi)部從另一側(cè)排出，氣體在葉輪內(nèi)兩次受到葉片的力的作用。在相同性能的條件下，它的尺寸小、轉(zhuǎn)速低。
與其他類型低速通風機相比，橫流通風機具有較高的效率。它的軸向?qū)挾瓤扇我膺x擇，而不影響氣體的流動狀態(tài)，氣體在整個轉(zhuǎn)子寬度上仍保持流動均勻。它的出口截面窄而長，適宜于安裝在各種扁平形的設(shè)備中用來冷卻或通風。
通風機的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率，效率和轉(zhuǎn)速。另外，噪聲和振動的大小也是通風機的主要技術(shù)指標。流量也稱風量，以單位時間內(nèi)流經(jīng)通風機的氣體體積表示；壓力也稱風壓，是指氣體在通風機內(nèi)壓力升高值，有靜壓、動壓和全壓之分；功率是指通風機的輸入功率，即軸功率。通風機有效功率與軸功率之比稱為效率。通風機全壓效率可達90％。
通風機未來的發(fā)展將進一步提高通風機的氣動效率、裝置效率和使用效率，以降低電能消耗；用動葉可調(diào)的軸流通風機代替大型離心通風機；降低通風機噪聲；提高排煙、排塵通風機葉輪和機殼的耐磨性；實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和自動化調(diào)節(jié)。
在工業(yè)水處理過程中，為了加快曝氣速度，通常會采用鼓風機作為輔助設(shè)施，一臺功率強勁，噪音低的鼓風機無疑是最佳的選擇。羅茨鼓風機為容積式風機，輸送的風量與轉(zhuǎn)數(shù)成比例，三葉型葉輪每轉(zhuǎn)動一次由2個葉輪進行3次吸、排氣，與二葉型相比，氣體脈動變少，負荷變化小，機械強度高，噪聲低，振動也小，而且結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，已廣泛運用于包括水處理的眾多領(lǐng)域。首先帶您回顧一下鼓風機的發(fā)展歷程，再了解幾款性能不錯的水處理用鼓風機產(chǎn)品。
一、回顧一下鼓風機的發(fā)展歷程：
（ 一）、羅茨鼓風機發(fā)展歷程： 自1849年英國喬治瓊斯首先研制成雙轉(zhuǎn)子風機、1854年美國菲蘭德•羅茨（PhilanderRoots）兄弟在設(shè)計水輪車的過程中也構(gòu)思出這種風機，并在自己的毛紡廠里生產(chǎn)出來，到1867年在巴黎博覽會展出（此后人們即稱這種氣體輸送機械為羅茨鼓風機），歷經(jīng)150余年，羅茨鼓風機獲得了相當?shù)陌l(fā)展。并于當年開始在工業(yè)方面（首先是在冶煉方面）得到應(yīng)用。
（二）、 1951年我國開始制造羅茨鼓風機。60～70年代，我國研制出D系列空冷羅茨鼓風機和SD水冷羅茨鼓風機，國產(chǎn)羅茨鼓風機開始形成正式系列。80年代初，長鼓等單位聯(lián)合設(shè)計出L系列羅茨鼓風機。20世紀90年代以來，羅茨鼓風機技術(shù)開發(fā)活動更趨活躍。
二、工作原理 ：Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ氣缸容積被葉輪分隔為兩部份。其中A與進氣口相通,其氣體處于進氣口壓力;B與排氣口相通,其氣體處于排氣口壓力。 Ⅱ氣缸容積被葉輪分隔為三個部份。其中A與進氣口相通,其氣體處于進氣口壓力;B與排氣口相通,其氣體處于排氣壓力;葉輪2與機殼形成的空間在尚未轉(zhuǎn)到此位置前與進口相通,現(xiàn)又未與排氣口相通,故該空間內(nèi)氣體壓力仍處于進氣口壓力。 Ⅲ氣缸容積被葉輪分隔為兩個部份。其中A與進氣口相通,其氣體處于進氣壓力;B與排氣口相通,其氣體處于排氣壓力。 Ⅳ此時與狀態(tài)Ⅱ基本相同,只是葉輪1和2位置互換而已。 上述過程系葉輪旋轉(zhuǎn)135°的工作過程,如此Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅰ的循環(huán)工作過程便形成了羅茨鼓風機的全部工作過程。
三、如何選購低噪節(jié)能的水處理羅茨鼓風機，現(xiàn)在推薦您的幾款精選產(chǎn)品。
1、小巧低噪型： 有的鼓風機開動會產(chǎn)生很大的噪音，形成噪聲污染。下面這款鼓風機最大的特點就是靜音性能好。
【產(chǎn)品參數(shù)】 型號：HC-251S Qs：0.310-0.280m3/mim
N:0.1-0.6Kgf/cm2 La:0.55KWDB(A):<50
長*寬*高710*255*445(mm) 鼓風機壓力范圍：0.1-0.6kgf/cm2
【點評】：這款羅茨鼓風機結(jié)構(gòu)精巧，主要由電機、空氣過渡器、鼓風機本體、空氣室、底座（兼油箱）、滴油嘴六部分組成。鼓風機靠汽缸內(nèi)偏置的轉(zhuǎn)子偏心運轉(zhuǎn)，并使轉(zhuǎn)子槽中的葉片之間的容積變化將空氣吸入、壓縮、吐出。在運轉(zhuǎn)中利用鼓風機的壓力差自動將潤滑送到滴油嘴，滴入汽缸內(nèi)以減少摩擦及噪聲，同時可保持汽缸內(nèi)氣體不回流。雖然體積小，但風量大、節(jié)能，靜音運轉(zhuǎn)是其他形式的風機無法比擬的。 而且這款產(chǎn)品的三包期限為一年，保修期內(nèi)免費維修，終身服務(wù)，打算購置相關(guān)產(chǎn)品的朋友可以考慮。
2、持久耐用型： 羅茨鼓風機的使用壽命也一直是大家采購產(chǎn)品時最關(guān)注的因素之一，畢竟工業(yè)品不同于日用商品，在維修和更換起來都很麻煩。
【產(chǎn)品參數(shù)】 流量 0.9m3/min—900m3/min
升壓 9.8kPa—198kPa
規(guī)格 70余種
【點評】該單位由羅茨鼓風機世界著名制造商之一日本大晃機械株式會社投資，擁有日本進口機加工中心，產(chǎn)品完全采用日本核心技術(shù)，使用壽命較長，為進口羅茨風機的替代產(chǎn)品。該產(chǎn)品能廣泛應(yīng)用于水處理、氣力輸送、真空包裝、水產(chǎn)行業(yè)養(yǎng)殖業(yè)通風機等行業(yè)。 3、節(jié)能降耗型 節(jié)能降耗是目前我國工業(yè)發(fā)展過程中比較重要的要求，要體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的細節(jié)中，所謂積小流，成江海。
3、節(jié)能降耗型：
節(jié)能降耗是目前我國工業(yè)發(fā)展過程中比較重要的要求，要體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的細節(jié)中，所謂積小流，成江海。
【產(chǎn)品參數(shù)】
額定排出壓力 0.01-0.8mPa
轉(zhuǎn)速 850~1750rpm
額定電壓 380
進口直徑 40~300mm
【點評】：此款產(chǎn)品采用電腦動平衡校正，低振動低噪音。風量穩(wěn)定，壓力變化對風量影響小。特殊的葉輪設(shè)計，能夠提高高效率節(jié)省能源。是節(jié)能降耗的最佳產(chǎn)品。
在選擇水處理用途羅茨鼓風機時，編輯建議您多根據(jù)商鋪提供的參數(shù)，按照自己的實際需求選購產(chǎn)品，相信節(jié)能、耐用、低噪的羅茨鼓風機將會是以后市場發(fā)展的主流。
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