基于Matlab與Delphi的風(fēng)機(jī)性能測試與故障診斷系統(tǒng)

賈慶功     摘  要：應(yīng)用Matlab軟件采用最小二乘法對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，比較準(zhǔn)確地確定風(fēng)機(jī)的性能曲線；應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行故障診斷，確認(rèn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；用Delphi開發(fā)監(jiān)控程序，建立了數(shù)據(jù)庫。     關(guān)鍵詞：性能曲線；最小二乘法；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；故障診斷；趨勢預(yù)測     中圖分類號：TP273    文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B     對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪出歷史及實(shí)時趨勢，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對故障進(jìn)行估計(jì)和預(yù)測，就故障程度、檢修緊迫性給予積極可靠的指導(dǎo)，對于保證設(shè)備安全運(yùn)行，及時排除故障，避免設(shè)備過早報(bào)廢有難以估量的作用�；�于Matlab強(qiáng)大的信號及數(shù)據(jù)處理能力，并結(jié)合Delphi面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，可實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。     一、軟件功能     1．工具軟件環(huán)境     Matlab除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，還提供了專業(yè)水平的符號計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時控制等功能。Matlab的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，其指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)及工程中常用的形式十分相似，故用Matlab來解算問題要比用C、FOR-TRAN等語言完成相同的事情簡捷得多。由于Matlab的開放性，使其成為一個強(qiáng)大的交互式數(shù)學(xué)軟件，包括擁有數(shù)百個內(nèi)部函數(shù)的主包和30幾種工具包。開放性使Matlab廣受用戶歡迎，除內(nèi)部函數(shù)外，所有Matlab主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,大型屋頂風(fēng)機(jī)，用戶可通過對源程序的修改或加入自己編寫的程序構(gòu)造新的專用工具包。     2．風(fēng)機(jī)多變效率計(jì)算         式中：ηpol?多變效率；        Wioi?實(shí)際所消耗的功；        Wpol?多變壓縮功；           k?絕熱指數(shù)；        Tout?排氣絕對溫度；         Tin?進(jìn)氣絕對溫度；           m?多變指數(shù)。 測試態(tài)功率為      式中：k?被測介質(zhì)的絕熱指數(shù)；       G?風(fēng)機(jī)的重量流量；       R?被測介質(zhì)的氣體常數(shù)。     3．管網(wǎng)特性曲線的確定     管網(wǎng)存在一定的阻力，有如下通式     P=Pr+AQ2                    (3) 式中：P?管網(wǎng)所需能量頭；       Pr?系統(tǒng)壓力容器的內(nèi)壓，在管網(wǎng)曲線中取為爐頂壓力；       A?管網(wǎng)阻力系數(shù)；       Q?管網(wǎng)內(nèi)氣體體積流量。     準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)管網(wǎng)阻力系數(shù)，可為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，為指導(dǎo)生產(chǎn)、調(diào)試系統(tǒng)、避免風(fēng)機(jī)喘振、保證安全生產(chǎn)發(fā)揮風(fēng)機(jī)良好性能提供保障。     系統(tǒng)框圖見圖1。     例：某D 1300-320/96風(fēng)機(jī)試驗(yàn)參數(shù)如表1。 表1  風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)             運(yùn)用最小二乘法對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可得風(fēng)機(jī)的性能曲線及管網(wǎng)的阻尼曲線。圖2為預(yù)旋器角度在10°、25°、50°的風(fēng)機(jī)性能曲線Ll、L2、L3。多條性能曲線最高點(diǎn)的連線即形成了風(fēng)機(jī)的喘振線。在生產(chǎn)穩(wěn)定情況下計(jì)算出管網(wǎng)的阻尼系數(shù)，繪制出阻尼曲線C，其與L1，L2，L3的交點(diǎn)M1，M2，M3為風(fēng)機(jī)在該預(yù)旋器角度時的穩(wěn)定工作點(diǎn)。       4．風(fēng)機(jī)切換功能     以往手動切換風(fēng)機(jī)對操作工的技術(shù)要求較高。閥門操作稍有不當(dāng)，就可能造成風(fēng)機(jī)喘振，甚至推力瓦燒損，設(shè)備損壞。本軟件集成了風(fēng)機(jī)切換功能，倒風(fēng)畫面同時有兩風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，可以清楚地監(jiān)視切換過程，一人一鍵即可順利切換，實(shí)現(xiàn)了操作的智能化、自動化，降低了成本。     5．并風(fēng)控制系統(tǒng)     風(fēng)機(jī)選型時，由于不掌握準(zhǔn)確的高爐參數(shù)，認(rèn)為風(fēng)壓和風(fēng)量越高越好，因而造成風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的高效工作點(diǎn)和實(shí)際存在偏差，浪費(fèi)了大量電能；喘振曲線右移，導(dǎo)致實(shí)際有效工作范圍變窄，無法發(fā)揮風(fēng)機(jī)出力性能，并對風(fēng)機(jī)安全造成威脅。     并風(fēng)控制系統(tǒng)可以出色解決上述問題，特別是在高爐較多的鋼廠，可以把各風(fēng)機(jī)的送風(fēng)管道并接起來，小風(fēng)機(jī)采用一對一的向高爐供風(fēng)大風(fēng)機(jī)則充當(dāng)大高爐和并風(fēng)系統(tǒng)的供風(fēng)源，把大風(fēng)機(jī)調(diào)整到高效工作狀態(tài)，使其盡可能完全出力。     以前為避開喘振點(diǎn)必須通過放空來解決，浪費(fèi)了大量電能，增加并風(fēng)系統(tǒng)是解決問題行之有效的方法。     并風(fēng)策略在濟(jì)南鋼鐵公司已經(jīng)成功使用，取得良好效果。通過監(jiān)測終端的壓力及并網(wǎng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，輸入并網(wǎng)風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)和管網(wǎng)需要的壓力，就可以實(shí)現(xiàn)自動控制。     6．信號分析     本軟件為方便故障分析，特別增加了振動信號的分析功能。通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理變換后進(jìn)行相關(guān)的分析，把信號特征用圖示描述。     7．故障診斷功能     神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有聯(lián)想、容錯、記憶、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和處理復(fù)雜多模式故障等優(yōu)點(diǎn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過學(xué)習(xí)所得到的知識以分布的方式隱式地存在于整個網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)主要針對轉(zhuǎn)子的不平衡、不對中、油膜渦動、轉(zhuǎn)子碰摩、共生故障、軸承損壞、軸承座松動、喘振和旋轉(zhuǎn)失速等常見故障進(jìn)行診斷，并在系統(tǒng)中內(nèi)置了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算程序。用戶可以直接調(diào)用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障分析。程序中還集成了其他外部設(shè)備的接口，故也可導(dǎo)入其他外部的采樣數(shù)據(jù)。     本方法分別基于電流、振動、風(fēng)壓、流量等進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，用戶可以采用其中任一種信號進(jìn)行故障的診斷識別，并給出趨勢預(yù)測。對采集到的信號頻譜進(jìn)行歸一化處理后得到待測數(shù)據(jù)樣本，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到故障結(jié)果。     在軟件功能上，除上述繪制性能曲線和振動信號分析，及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷之外，還包括振動、溫度實(shí)時監(jiān)測、調(diào)節(jié)風(fēng)量的靜葉開度、PID控制、其他閥門開度的調(diào)整和反饋畫面、軟件設(shè)置（畫面編輯、報(bào)警點(diǎn)、歷史數(shù)據(jù)存儲）、遠(yuǎn)程通信等。     二、結(jié)論     Matlab的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理、繪圖交互功能，可以更加精確地繪出風(fēng)機(jī)的性能曲線，確定系統(tǒng)的阻尼曲線，給本體設(shè)備的設(shè)計(jì)和高效生產(chǎn)提供合理參數(shù)指導(dǎo)，界面友好，易于使用，特別是譜圖和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷為保障機(jī)組的安全運(yùn)行具有積極的意義。 參考文獻(xiàn)： [1]虞和濟(jì)等．基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2000. [2]關(guān)惠玲等．設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)原理及實(shí)踐[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [3]續(xù)魁昌．風(fēng)機(jī)手冊[K]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

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收錄時間:2011年04月26日 23:39:18 來源:未知 作者:

全球風(fēng)機(jī)葉片的數(shù)量及尺寸都在迅速增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，最新的風(fēng)機(jī)葉片的尺寸是20世紀(jì)80年代的100倍。這段時間內(nèi)，葉片的直徑增加了8倍，葉片長度已經(jīng)超過6米。各國大力推進(jìn)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，這勢必會造成廢棄葉片產(chǎn)量的增多，那么采用何種方法處理廢棄葉片才能使風(fēng)能成為一種更加綠色的能源呢？

　　風(fēng)機(jī)葉片通常含有纖維增強(qiáng)材料(如玻璃纖維或碳纖維)、塑料聚合物(聚酯或環(huán)氧乙烯樹脂)、夾心材料(PVC、PET或巴沙木)和涂層(聚氨酯)。

　　隨著葉片尺寸的增大，葉片生產(chǎn)所需的材料數(shù)量也在不斷增長。據(jù)估計(jì)，每1kW的新裝裝機(jī)容量就需要10千克葉片材料。因此一臺7.5MW的風(fēng)機(jī)約需要75噸的葉片材料。風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命大約為20-25年。因此如何處理廢棄葉片就成了問題。據(jù)推測，每年要處理的纖維復(fù)合材料重量將達(dá)到20.4億噸以上。

　　風(fēng)電行業(yè)相對來講是一個新興行業(yè)，在風(fēng)機(jī)葉片的實(shí)際處理方面經(jīng)驗(yàn)很少，尤其是海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)。因此，風(fēng)電系統(tǒng)如果想獲得足夠的拆除、分離、處理等方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可能需要20年以上的時間。

　　現(xiàn)有的處理廢棄風(fēng)機(jī)葉片的方法有：垃圾掩埋、焚燒或回收。第一種方式在那些致力于減少垃圾掩埋數(shù)量的國家基本上已經(jīng)過時了(如，德國)。不過，目前中國采用最多的還是垃圾掩埋方式。

　　最常用的處理方式是焚燒。在所謂的熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)工廠內(nèi)，利用焚燒產(chǎn)生的熱來發(fā)電，為區(qū)域加熱系統(tǒng)供熱。但是，60%的廢料在焚燒之后只是變?yōu)榛覡a。由于復(fù)合材料中含有無機(jī)物質(zhì)，這些灰燼可能含有污染物質(zhì)，根據(jù)其類型和后處理方法的不同，灰燼要么進(jìn)行掩埋要么回收后作為替代材料。無機(jī)物質(zhì)還會產(chǎn)生危險(xiǎn)的廢氣，其中殘留的細(xì)小玻璃纖維可能會導(dǎo)致煙氣清潔過程出現(xiàn)問題，主要是在灰塵過濾設(shè)備中。風(fēng)機(jī)葉片在進(jìn)入焚燒廠前還需進(jìn)行拆解和粉碎，從能耗和排放角度來說，這進(jìn)一步增加了環(huán)境的壓力。此外，在焚燒過程中還會引起工人健康和安全方面的問題。

　　回收則是一種環(huán)保的處理方式�；厥詹牧现瞥傻男碌母�高效的葉片可以取代舊的葉片。但是目前成熟的風(fēng)機(jī)葉片回收方法還很少，只有30%的纖維增強(qiáng)塑料(FRP)可以回收再用，制成新的FRP，而大多數(shù)則是作為水泥行業(yè)的添加材料。過去的幾年，全球各企業(yè)就風(fēng)機(jī)葉片的回收問題進(jìn)行了大量研究項(xiàng)目，推出了許多創(chuàng)新產(chǎn)品。

　　2003-2005年，荷蘭電工材料協(xié)會(KEMA)和波蘭工業(yè)化學(xué)品研究院(ICRI)共同領(lǐng)導(dǎo)了一個項(xiàng)目，研究玻璃鋼(FRP)的機(jī)械回收，即將材料粉碎然后再回收利用。此項(xiàng)目利用一臺具有“按需切割”功能的混合粉碎機(jī)，以每小時處理2.5噸物料的速度，將玻璃鋼(FRP)粉碎成15-25mm的長度，而且對纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷很小。為了避免粉碎過程中發(fā)生危險(xiǎn)。

　　粉碎之后，通過一種再活化方法對纖維的品質(zhì)進(jìn)行改良。將其與一種新基體進(jìn)行化學(xué)粘結(jié)來實(shí)現(xiàn)更好的性能。另一種技術(shù)是由HAMOS公司開發(fā)的纖維長度分離技術(shù)，可以去除雜質(zhì)。粉碎后的玻璃鋼(FRP)廢料在重新利用過程中的一個問題就是纖維與樹脂的重新粘結(jié)。

　　因?yàn)榉鬯榈睦w維上經(jīng)常帶有殘留的樹脂，因此粘結(jié)起來就更加困難。只有回收的纖維要比原始纖維更長，它才能與新基體更好的粘結(jié)。

　　對于風(fēng)機(jī)葉片的回收來說，還需要增加一個步驟，即在現(xiàn)場將葉片切割成大塊，以便于運(yùn)輸。切割是通過目前廣泛應(yīng)用的粉碎手(起重機(jī)或挖掘機(jī)末端連接的粉碎/抓取設(shè)備)完成的。但是復(fù)合材料回收物的需求并不像鋼材那樣強(qiáng)勁，其應(yīng)用前景非常有限。

　　另一個問題就是回收的纖維比原來的纖維短，表面還帶有“原來的”樹脂，更難以使其在一定方向上排列。這樣就難以按照需求增加產(chǎn)品的強(qiáng)度，例如汽車保險(xiǎn)杠。但是汽車行業(yè)并沒有停止回收和再用其本身的廢棄物。

　　玻璃纖維硬度較高，粉碎過程需要大量的能源，因此這種填料的價(jià)值是很低的，很難讓它產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,玻璃鋼負(fù)壓風(fēng)機(jī)，除非能找到一種更廉價(jià)的能源。

　　溶劑分解作用進(jìn)行化學(xué)回收也是一種回收方法。采用這種方法，玻纖的大部分拉伸強(qiáng)度可以保留下來，部分塑料材料還可以作為新的原材料。但是，采用具有侵蝕性的危險(xiǎn)化學(xué)品進(jìn)行回收并未得到提倡，而且這種方法的成本較高。

　　另外一種方法是采用高溫?zé)峤夂蜌饣�方法對熱量和材料進(jìn)行回收。盡管纖維喪失了原來的“大部分”拉伸強(qiáng)度，而且技術(shù)成本很高，但是終端產(chǎn)品非常純，塑料中的熱能也以電能和熱能的形式得以回收。

　　回收過程如下：

　　◆使用液壓剪切機(jī)或類似的工具將廢棄物在現(xiàn)場切割成便于運(yùn)輸?shù)某叽纾?/p>

　　◆到達(dá)工廠后，這些部件進(jìn)一步被粉碎成手掌大小的塊；

　　◆材料被連續(xù)送入500℃高溫的無氧回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，塑料被高溫分解成合成氣體；

　　◆氣體用于電力生產(chǎn)，也用于加熱回轉(zhuǎn)爐;

　　◆在二級回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，玻璃纖維材料在大氣存在的條件下得以凈化；

　　◆利用磁鐵篩除并回收金屬；

　　◆去除玻纖材料殘余物中的灰塵；

　　◆混有少量聚丙烯纖維的玻璃纖維通過爐子后，PP纖維融化并連接到玻纖上形成穩(wěn)定的絕緣板。

　　高溫?zé)峤猱a(chǎn)品主要是耐熱的絕緣材料。這些纖維還可以用作填料、粘性涂料、熱塑性部件、瀝青和混凝土中的增強(qiáng)材料，以及新玻璃纖維的原材料。復(fù)合材料中所含有的熱能可用于發(fā)電和為工藝過程供電。

　　回收的玻璃鋼(GRP)風(fēng)機(jī)葉片材料不能再用在新葉片中，因?yàn)榛厥盏牟ＡЮw維總是比原始玻纖強(qiáng)度低，因此風(fēng)電行業(yè)不能使用回收的增強(qiáng)纖維。碳纖維與玻纖不同，從預(yù)浸環(huán)氧樹脂/碳纖材料中回收碳纖維，回收到的碳纖維的E模量沒有改變，而最終的拉伸強(qiáng)度只降低了5%。盡管葉片回收各企業(yè)對風(fēng)機(jī)葉片處理方法及回收途徑上取得了明顯成功，但是由于成本問題，相關(guān)項(xiàng)目并未得到很好的發(fā)展。目前為止，丹麥大多數(shù)的磨損葉片和生產(chǎn)廢料都采用掩埋處理的方法，這是最廉價(jià)解決方案。

　　現(xiàn)在對葉片回收問題存在幾種不同的觀點(diǎn)，有人認(rèn)為葉片回收的根本問題所在并非材料本身，而是缺乏足夠份額廢料，因此，各商家在對回收項(xiàng)目進(jìn)行投資上存在資金困難。

　　也有人認(rèn)為：采用熱固性復(fù)合材料的行業(yè)希望生產(chǎn)出持久耐用的產(chǎn)品，并期待未來幾年能有新的回收技術(shù)出現(xiàn)。就熱固性材料及其化學(xué)性質(zhì)而言，很難發(fā)現(xiàn)有什么好的回收方法。因此，熱固性復(fù)合材料的回收是一個重大的挑戰(zhàn)。然而，不論從環(huán)境還是經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，葉片的回收都會成為一個更加重要的問題。目前的葉片廢棄物的流向還是難以控制，因此必須找到一個解決方案。各國希望走復(fù)合材料廢棄物的商業(yè)之路，逐步向可持續(xù)性方向發(fā)展。

　　由于廢棄葉片在回收上面臨著巨大挑戰(zhàn)，因此一些機(jī)構(gòu)開始研發(fā)新的葉片生產(chǎn)方法，以簡化廢棄葉片的處理及回收工藝。由汽車行業(yè)我們不難發(fā)現(xiàn)熱塑性材料更易回收，因此在風(fēng)機(jī)葉片中嘗試使用熱塑性基體的復(fù)合材料。但是熱塑性材料制成的兆瓦級葉片是否具備足夠的力學(xué)性能和物理性能還沒有得到證實(shí)。對于5kW左右的小型風(fēng)機(jī)，可以使用一些模塑成型的增強(qiáng)型熱塑性材料或其它熱塑材料。這種情況下，葉片的回收就會容易的多。

　　越來越多的風(fēng)機(jī)公司開始采用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫，這是一種可完全回收的熱塑性結(jié)構(gòu)泡沫，回收后還可以再利用。將其粉碎并混合到新產(chǎn)品中后，仍能保持相同的性能和強(qiáng)度。目前，AlcanAirex已經(jīng)對其PET泡沫AIREXT91實(shí)現(xiàn)了回收。

　　風(fēng)機(jī)葉片的回收仍然存在很多問題，不過，關(guān)于玻璃纖維增強(qiáng)材料(GRP)的回收方法以及回收后的材料可能的應(yīng)用領(lǐng)域的研究已經(jīng)有了進(jìn)展。

　在三峽工程全面竣工之后，為項(xiàng)目而設(shè)的三峽集團(tuán)正進(jìn)一步加快擴(kuò)張步伐。

　　10月26日，國開行與中國長江三峽集團(tuán)公司(簡稱三峽集團(tuán))在北京簽署合作協(xié)議。根據(jù)這份合作協(xié)議，自2010年至2016年期間，國開行將向三峽集團(tuán)提供500億元人民幣和40億美元(約合人民幣268億元)的融資額度。

　　這筆超過760億人民幣的貸款將用于支持三峽集團(tuán)開發(fā)大型水電、風(fēng)電等新能源項(xiàng)目以及“走出去”業(yè)務(wù)。

　　三峽集團(tuán)副總經(jīng)理林初學(xué)近日表示，我國將在未來10年新開工建成至少1000萬千瓦水電，三峽集團(tuán)承擔(dān)約1/3左右的新建任務(wù)。據(jù)本報(bào)記者了解，三峽集團(tuán)目前已將主要力量集中到金沙江下游的四個梯級電站建設(shè)，其中正在開發(fā)中的溪洛渡電站和向家壩水電站預(yù)計(jì)將于2012、2013年實(shí)現(xiàn)第一臺機(jī)組發(fā)電。

　　“向家壩、溪洛渡兩個電站總投資約需要1000億元，目前已完成一半的投資，而這兩個電站都計(jì)劃2016年完成，因此未來5年將完成剩余投資。”三峽集團(tuán)計(jì)劃發(fā)展部一位人士說，“除貸款外，長江電力的利潤5年將有200多億，也將大部分用于金沙江電站建設(shè)。”

　　三峽集團(tuán)的烏東德水電站、白鶴灘水電站也計(jì)劃在十二五開工，這兩個電站需要約800億投資。

　　另外，風(fēng)電目前已被三峽集團(tuán)確定為除水電之外的第二大主業(yè)。近幾年，三峽已經(jīng)在國內(nèi)建設(shè)多個風(fēng)電項(xiàng)目，包括慈溪49.5MW風(fēng)電場，內(nèi)蒙古烏蘭察布市化德風(fēng)電場及江蘇響水201MW風(fēng)電項(xiàng)目等。三峽已將國水投確定為三峽風(fēng)電業(yè)務(wù)的運(yùn)營主體，目標(biāo)是2020年完成風(fēng)電裝機(jī)容量2000萬千瓦，再造一個“風(fēng)電三峽”。

　　值得注意的是，此次國開行為三峽提供的貸款額度還包括40億美元。這部分資金將重點(diǎn)用于支持三峽“走出去”發(fā)展。


目前國內(nèi)現(xiàn)有的各種風(fēng)帽，都不同程度地存在著阻力大（因結(jié)構(gòu)復(fù)雜），避風(fēng)性能差的缺點(diǎn)。還找不到一種避風(fēng)性能好、阻力又小、結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品。為了改進(jìn)上述缺點(diǎn)，發(fā)明人田文德同志經(jīng)過反復(fù)研究和中間試驗(yàn)，終于成功地設(shè)計(jì)出一種新型專利產(chǎn)品---自立式三叉高效排氣風(fēng)帽，專利號：ZL97200381.9原專利名稱：“高效排污三叉裝置“。此風(fēng)帽不但阻力小，能保證在任何風(fēng)向、任何風(fēng)力下，都不發(fā)生防御倒灌現(xiàn)象，而且突出的優(yōu)點(diǎn)，還在于它利用了室外風(fēng)力，形成風(fēng)帽排氣主管的抽力（即產(chǎn)生負(fù)靜壓）。它不僅避開了風(fēng)力的影響，而且將這一不利因素變?yōu)榕棚L(fēng)的動力，這就是本產(chǎn)品構(gòu)思的巧妙之處。
一、磁力泵工作原理

將n對磁體(n為偶數(shù))按規(guī)律排列組裝在磁力傳動器的內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子上，使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當(dāng)內(nèi)、外兩磁極處于異極相對，即兩個磁極間的位移角Φ＝0，此時磁系統(tǒng)的磁能最低；當(dāng)磁極轉(zhuǎn)動到同極相對，即兩個磁極間的位移角Φ＝2π/n，此時磁系統(tǒng)的磁能最大。去掉外力后，由于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥，磁力將使磁體恢復(fù)到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產(chǎn)生運(yùn)動，帶動磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.永磁體泵閥

由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45-400℃)，矯頑力高，磁場方向具有很好的各向異性，在同極相接近時也不會發(fā)生退磁現(xiàn)象，是一種很好的磁場源。

2.隔離套泵閥

在采用金屬隔離套時，隔離套處于一個正弦交變的磁場中，在垂直于磁力線方向的截面上感應(yīng)出渦電流并轉(zhuǎn)化成熱量。渦流的表達(dá)式為：。其中Pe-渦流；K—常數(shù)；n—泵的額定轉(zhuǎn)速；T-磁傳動力矩；F-隔套內(nèi)的壓力；D-隔套內(nèi)徑；一材料的電阻率；—材料的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)泵設(shè)計(jì)好后，n、T是工況給定的，要降低渦流只能從F、D、、等方面考慮。選用高電阻率、高強(qiáng)度的非金屬材料制作隔離套，在降低渦流方面效果十分明顯。

3.冷卻潤滑液流量的控制

泵運(yùn)轉(zhuǎn)時，必須用少量的液體對內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域和滑動軸承的摩擦副進(jìn)行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設(shè)計(jì)流量的2%-3%，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域由于渦流而產(chǎn)生高熱量。當(dāng)冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時，將導(dǎo)致介質(zhì)溫度高于永磁體的工作溫度，使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子逐步失去磁性，使磁力傳動器失效。當(dāng)介質(zhì)為水或水基液時，可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在3-5℃；當(dāng)介質(zhì)為烴或油時，可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在5-8℃。

4.滑動軸承

磁力泵滑動軸承的材料有浸漬石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能，所以磁力泵的滑動軸承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨脹系數(shù)小，所以軸承間隙不得過小，以免發(fā)生抱軸事故。

由于磁力泵的滑動軸承以所輸送的介質(zhì)進(jìn)行潤滑，所以應(yīng)根據(jù)不同的介質(zhì)及使用工況，選用不同的材質(zhì)制作軸承。

5.保護(hù)措施

當(dāng)磁力傳動器的從動部件在過載情況下運(yùn)行或轉(zhuǎn)子卡死時，磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫，保護(hù)機(jī)泵。此時磁力傳動器上的永磁體在主動轉(zhuǎn)子交變磁場的作用下，將產(chǎn)生渦損、磁損，造成永磁體溫度升高,通風(fēng)工程報(bào)價(jià)，磁力傳動器滑脫失效。

三、磁力泵的優(yōu)點(diǎn)

同使用機(jī)械密封或填料密封的離心泵相比較，磁力泵具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1.泵軸由動密封變成封閉式靜密封，徹底避免了介質(zhì)泄漏。

2.無需獨(dú)立潤滑和冷卻水，降低了能耗。

3.由聯(lián)軸器傳動變成同步拖動，不存在接觸和摩擦。功耗小、效率高，且具有阻尼減振作用，減少了電動機(jī)振動對泵的影響和泵發(fā)生氣蝕振動時對電動機(jī)的影響。

4.過載時，內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子相對滑脫，對電機(jī)、泵有保護(hù)作用。

四、運(yùn)行注意事項(xiàng)

1.防止顆粒進(jìn)入

(1)不允許有鐵磁雜質(zhì)、顆粒進(jìn)入磁力傳動器和軸承摩擦副。(2)輸送易結(jié)晶或沉淀的介質(zhì)后要及時沖洗(停泵后向泵腔內(nèi)灌注清水，運(yùn)轉(zhuǎn)1min后排放干凈)，以保障滑動軸承的使用壽命。(3)輸送含有固體顆粒的介質(zhì)時，應(yīng)在泵流管入口處過濾。

2.防止退磁

(1)磁力矩不可設(shè)計(jì)得過小。(2)應(yīng)在規(guī)定溫度條件下運(yùn)行，嚴(yán)禁介質(zhì)溫度超標(biāo)�？稍诖帕Ρ酶綦x套外表面裝設(shè)鉑電阻溫度傳感器檢測環(huán)隙區(qū)域的溫升，以便溫度超限時報(bào)警或停機(jī)。

3.防止干摩擦

(1)嚴(yán)禁空轉(zhuǎn)。(2)嚴(yán)禁介質(zhì)抽空。(3)在出口閥關(guān)閉的情況下，泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時間不得超過2min，以防磁力傳動器過熱而失。
磁力泵由泵、磁力傳動器、電動機(jī)三部分組成。關(guān)鍵部件磁力傳動器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。當(dāng)電動機(jī)帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁場能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，帶動與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)動力的無接觸傳遞，將動密封轉(zhuǎn)化為靜密封。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題，消除了煉油化工行業(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)通過泵密封泄漏的安全隱患，有力地保證了職工的身心健康和安全生產(chǎn)




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