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河北負(fù)壓風(fēng)機(jī)彈性金屬硬密封蝶閥的用途與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高壓變頻器在高

彈性金屬密封蝶閥是國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品,高性能的彈性金屬密封蝶閥采用了一個(gè)雙偏心和一個(gè)特殊斜錐橢圓密封結(jié)構(gòu)。解決了傳統(tǒng)偏心蝶閥在啟閉0°~10°瞬間密封面仍處于滑動(dòng)接觸摩擦的弊病,實(shí)現(xiàn)蝶板在開(kāi)啟瞬間密封面即分離,關(guān)閉接觸即密封的效果,達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命、密封性能最佳的目的。

用途:

用于硫酸行業(yè)中氣體管路:爐前鼓風(fēng)機(jī)出入口,接力風(fēng)機(jī)出入口,電除霧串聯(lián)及聯(lián)通閥,S02主鼓風(fēng)機(jī)出入口,轉(zhuǎn)化器調(diào)節(jié),預(yù)熱器出入口等調(diào)節(jié)和截止氣量使用。

用于硫磺制酸工程中的焚硫、轉(zhuǎn)化、干吸工段,是硫磺制酸裝置用閥的首選品牌,被廣大用戶認(rèn)為是:密封性能好,運(yùn)轉(zhuǎn)輕,副腐蝕,耐高溫,操作方便、靈活、使用安全可靠的蝶閥,得到了大量推廣使用。

還廣泛用于:化工、石化、冶煉、醫(yī)藥、食品等行業(yè)中SO2、蒸汽、空氣、煤氣、氨氣、CO2氣、油品、水、鹽水、堿液、海水、硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸等介質(zhì)的管路上作為調(diào)節(jié)和截流裝置使用。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

①三向偏心的獨(dú)特設(shè)計(jì)使密封面之間無(wú)摩擦傳動(dòng),延長(zhǎng)了閥門(mén)使用壽命。

②由扭矩產(chǎn)生彈性密封。

③巧妙的楔形設(shè)計(jì)使閥門(mén)有越關(guān)越緊的自動(dòng)密封功能,密封面之間具有補(bǔ)償性、零泄漏。

④體積小、重量輕、操作輕巧、便于安裝。

⑤可根據(jù)用戶要求配置氣動(dòng)、電動(dòng)裝置,滿足遙控和程控的需要。

⑥更換零件材質(zhì)可適用于各種介質(zhì),并可進(jìn)行襯里防腐(襯F46、GXPP、PO等)。

⑦連續(xù)結(jié)構(gòu)多樣化:對(duì)夾、法蘭、對(duì)焊。

 原高溫風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓控制由液力耦合器調(diào)節(jié),改用高壓變頻器調(diào)節(jié)后,消除了機(jī)械、液壓較高故障的缺陷,運(yùn)轉(zhuǎn)率提高,維護(hù)費(fèi)用降低;電動(dòng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)及噪聲明顯下降;電動(dòng)機(jī)不需長(zhǎng)期高速運(yùn)行,節(jié)電效果顯著,節(jié)電率在20%以上。
  高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù),主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其技術(shù)和性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)以前采用的調(diào)速方式(如串級(jí)調(diào)速、液力耦合器調(diào)速、轉(zhuǎn)子水阻調(diào)速等)。高壓變頻器以其顯著的節(jié)能效益、較高的調(diào)速精度、較寬的調(diào)速范圍、完善的保護(hù)功能、方便的通訊功能,得到了廣大用戶的認(rèn)可,現(xiàn)在已經(jīng)成為企業(yè)電機(jī)節(jié)能方式的首選方案。但在2000年前后,由于當(dāng)時(shí)高壓變頻器是洋品牌占?jí)艛嗟匚,且大都價(jià)格不菲,所以水泥企業(yè)采用高壓變頻器的用戶并不多。隨著國(guó)產(chǎn)高壓變頻調(diào)速技術(shù)的成熟,從2005年起,山水集團(tuán)在所有新建生產(chǎn)線的大功率風(fēng)機(jī)類(lèi)設(shè)備全部采用高壓變頻器的同時(shí),對(duì)原有生產(chǎn)線的大功率風(fēng)機(jī)類(lèi)設(shè)備,也全部實(shí)施了高壓變頻器改造,共有近百臺(tái)之多,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
  在改造過(guò)程中,其中的高溫風(fēng)機(jī)功率大,節(jié)電效果顯著,但工藝、設(shè)備狀況相對(duì)復(fù)雜一些,進(jìn)行高壓變頻技術(shù)改造時(shí),在技術(shù)方案的確定、設(shè)備選型、安裝調(diào)試等方面,我們都有一些成功的經(jīng)驗(yàn),在此作一介紹,以供同行參考。
變頻節(jié)能的技術(shù)原理
  建設(shè)初期,在對(duì)通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)中,風(fēng)機(jī)的功率是根據(jù)最大需求量來(lái)選擇的,存在較大的富裕量。實(shí)際生產(chǎn)中,所需的風(fēng)量是不可能長(zhǎng)久處于最大狀態(tài)的,要經(jīng)常變化,這樣就存在"大馬拉小車(chē)"的情況,需要進(jìn)行調(diào)節(jié),而調(diào)節(jié)的方式通常都是通過(guò)調(diào)節(jié)管道上擋板與閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
  對(duì)離心式風(fēng)機(jī)而言,流體力學(xué)有以下原理:輸出風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比;輸出壓力H與轉(zhuǎn)速n的平方正比:輸出軸功率P與轉(zhuǎn)速,z的立方正比;即:
  Q1/Q2=n1/n2(1)
  H1/H2=(n1/n2)2(2)
  P1/P2=(n1/n2)3(3)
  當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量需要改變時(shí),如采用調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)開(kāi)度的方式,則會(huì)使大量電能白白消耗在閥門(mén)阻力上。如采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量,可使軸功率隨流量的減小大幅度下降。變頻調(diào)速時(shí),當(dāng)風(fēng)機(jī)低于額定轉(zhuǎn)速時(shí),理論節(jié)電為:
  E=〔1-(n′/n)3〕×P×T(kWh)(4)
  式中:n-額定轉(zhuǎn)速;
  n′-實(shí)際轉(zhuǎn)速;
  P-額定轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)功率;
  T-工作時(shí)間。
  可見(jiàn),如果通過(guò)變頻對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造,調(diào)節(jié)風(fēng)量改為通過(guò)調(diào)節(jié)速度來(lái)實(shí)現(xiàn),具有較大的節(jié)能潛力。以上公式為變頻節(jié)能提供了充分的理論依據(jù)。
工況簡(jiǎn)介
  回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)有一定斜度的圓筒狀物,均化好的生料預(yù)熱后由窯尾進(jìn)入到窯中,借助窯的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)促進(jìn)料在旋窯內(nèi)攪拌,使料互相混合、接觸進(jìn)行反應(yīng),物料依靠窯簡(jiǎn)體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動(dòng)在窯內(nèi)向前運(yùn)動(dòng),同時(shí)需要合適的氣壓及溫度,才能使煤粉有一定的懸浮時(shí)間進(jìn)行充分的燃燒,生料才能在窯內(nèi)得到很好的煅燒,形成高質(zhì)量的熟料產(chǎn)品。窯內(nèi)因物料的堆積變化很大,所以瞬時(shí)氣壓變化頻繁。窯尾高溫風(fēng)機(jī)一方面用來(lái)調(diào)整窯內(nèi)氣壓,另一方面將回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒時(shí)產(chǎn)生的廢氣(含塵)引出,進(jìn)入收塵器將灰塵進(jìn)行處理后,再將廢氣排到大氣中。我集團(tuán)的山東水泥廠目前有兩條新型干法生產(chǎn)線,日產(chǎn)量分別為1700t、2300t,并擁有一臺(tái)7.5MW中、低溫余熱發(fā)電機(jī)組,高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)配置為6kV、1250kW。在高溫風(fēng)機(jī)的電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間,配有液力耦合器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速,整個(gè)工藝過(guò)程主要是通過(guò)DCS的控制來(lái)調(diào)節(jié)液力耦合器的速度,從而調(diào)整風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,達(dá)到控制窯內(nèi)負(fù)壓。在生產(chǎn)中依靠風(fēng)機(jī)擋板進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。
  液力耦合器是通過(guò)控制工作腔內(nèi)工作油液的動(dòng)量矩變化,來(lái)傳遞電動(dòng)機(jī)能量并改變輸出轉(zhuǎn)速的,電動(dòng)機(jī)通過(guò)液力耦合器的輸入軸拖動(dòng)其主動(dòng)工作輪,對(duì)工作油進(jìn)行加速,被加速的工作油再帶動(dòng)液力耦合器的從動(dòng)工作渦輪,把能量傳遞到輸出軸和負(fù)載,這樣,可以通過(guò)控制工作腔內(nèi)參與能量傳遞的工作油多少來(lái)控制輸出軸的力矩,達(dá)到控制負(fù)載的轉(zhuǎn)速的目地。因此液力耦合器也可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。但由于液力耦合器在調(diào)節(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差功率損耗、容積損耗、機(jī)械損耗高達(dá)10%以上,所產(chǎn)生的熱量需要油泵及冷卻水等輔助運(yùn)行,故障率較高,特別是在夏季因耦合器產(chǎn)生熱量較大,需要加入四組冷油器,用循環(huán)水強(qiáng)降溫,水消耗量大,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
高溫風(fēng)機(jī)變頻改造方案
  經(jīng)過(guò)對(duì)原工程進(jìn)行統(tǒng)計(jì),在生產(chǎn)過(guò)程中,風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度大都在80%左右,根據(jù)公式(4)可見(jiàn),節(jié)電空間較大,我們決定對(duì)原工程進(jìn)行變頻改造,將風(fēng)壓控制由原來(lái)的液力耦合器調(diào)節(jié)改為變頻器調(diào)節(jié):取消原液力耦合器,將電機(jī)與液力耦合器之間用一連接軸取代液力耦合器連通,而由變頻器對(duì)電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速,最后達(dá)到調(diào)整窯尾預(yù)熱器(高溫風(fēng)機(jī)人口)的壓力為工況要求值;變頻器設(shè)備接人風(fēng)機(jī)側(cè)高壓開(kāi)關(guān)和擬改造電機(jī)之間,變頻器控制接入原有的DCS工程。電機(jī)、高壓斷路仍采用原有設(shè)備。為了充分保證工程的可靠性,變頻器加裝了工頻旁路裝置,保留了原有管道上的擋板(閥門(mén))。這樣,當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí),可將電機(jī)切換至工頻狀態(tài)下運(yùn)行,仍舊利用風(fēng)門(mén)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。
  根據(jù)負(fù)載參數(shù)及運(yùn)行工況,我們?yōu)楦邷仫L(fēng)機(jī)配置了HIVERT系列高壓變頻器,其主要參數(shù)為:變頻器型號(hào)HIVERT-Y06/173,隔離變壓器容量1800kVA,旁路開(kāi)關(guān)柜容量400A。
改造過(guò)程
  為了安裝變頻器,必須重新設(shè)計(jì)變頻器專(zhuān)用房。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,我們選擇在高壓配電室旁另建一變頻器專(zhuān)用房,此地方距高壓室較近,動(dòng)力電纜敷設(shè)方便。
  由于現(xiàn)場(chǎng)灰塵較大,而變頻器為強(qiáng)迫風(fēng)冷,設(shè)備內(nèi)空氣流通量較大,為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響,在房間通風(fēng)設(shè)計(jì)上,設(shè)計(jì)了兩扇大面積專(zhuān)用進(jìn)風(fēng)窗,房間不另設(shè)其它窗口,基本上是密閉設(shè)計(jì)。通風(fēng)窗采用專(zhuān)用過(guò)濾棉濾網(wǎng),這樣使進(jìn)入變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)通風(fēng)窗濾灰,進(jìn)入變頻器室內(nèi)的灰塵大大減小。
  由于本變頻器功率較大,為保證足夠的通風(fēng)冷卻效果,在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨(dú)立安裝了一整體風(fēng)罩,與各自的出風(fēng)口連成整體,形成所謂的"風(fēng)道",保證變頻器整體冷卻通風(fēng)要求,即使在夏季高溫季節(jié)也不需要開(kāi)空調(diào)進(jìn)行降溫。
  為減小安裝成本,動(dòng)力電纜保留了原高壓柜至電機(jī)的電纜,將電纜原接線由高壓柜牽至變頻器,再重新由高壓柜到變頻器敷設(shè)一根動(dòng)力電纜,由于變頻器房緊鄰高壓室,此電纜長(zhǎng)度較短。
  變頻改造后,由于需要取消原液力耦合器,我們按照液力耦合器的連接尺寸設(shè)計(jì)制作了一套直接連接軸來(lái)代替之。連接軸的基座安裝尺寸、軸連接中心尺寸、軸徑尺寸、軸與電機(jī)及風(fēng)機(jī)側(cè)的連接靠背輪均與原液力耦合器一致。安裝時(shí),僅需將原液力耦合器拆除,將連接軸代替液力耦合器,現(xiàn)場(chǎng)僅作少量調(diào)整即可達(dá)到安裝要求,而不用對(duì)風(fēng)機(jī)及電機(jī)作任何調(diào)整,安裝方便快捷。
  安裝高壓變頻器,原繞線電機(jī)對(duì)滑環(huán)進(jìn)行短接,廢除原水阻啟動(dòng)器,每年對(duì)碳刷及水阻啟動(dòng)器和電機(jī)的維護(hù)減少,綜合成本大幅度下降,且高壓變頻器啟動(dòng)時(shí)間任意可調(diào),實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng),對(duì)設(shè)備運(yùn)行起到良好的保護(hù)。
變頻改造效果
  我公司于2006年開(kāi)始將高壓變頻器應(yīng)用于窯頭引風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)等大功率風(fēng)機(jī)電機(jī)上,平均節(jié)電20%以上,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。表1為兩高溫風(fēng)機(jī)安裝高壓變頻器前后的數(shù)據(jù)對(duì)比。
  我們對(duì)水泥熟料生產(chǎn)線高溫風(fēng)機(jī)等大功率風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻技改,在技術(shù)方案的制訂、設(shè)備選型、安裝調(diào)試等方面,有以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì):
 。1)制定方案前,要充分了解生產(chǎn)工藝和操作過(guò)程,了解風(fēng)量、風(fēng)壓的調(diào)節(jié)方式,做好改造前各種工藝參數(shù)(臺(tái)時(shí)、風(fēng)量、風(fēng)壓等)、設(shè)備參數(shù)(閥門(mén)開(kāi)度、運(yùn)行電流等)的統(tǒng)計(jì)工作,為節(jié)能效果的估算、技術(shù)方案的制訂提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
  (2)了解運(yùn)行負(fù)荷狀況和特點(diǎn),確定變頻器的選型。對(duì)于水泥熟料線的高溫風(fēng)機(jī)等設(shè)備,建議變頻器選用電壓源型、高一高結(jié)構(gòu),可免除輸出升壓變壓器;對(duì)于容量選擇,可適當(dāng)放大一級(jí)。
  (3)由于水泥行業(yè)的粉塵相對(duì)而言較大,通風(fēng)窗專(zhuān)用過(guò)濾棉濾網(wǎng)需要經(jīng)常清理,所以建議變頻器的冷卻方式采用風(fēng)一水冷方式,這樣可大大減少室內(nèi)與室外的空氣流通,既可保證室內(nèi)空氣的潔凈,又可保證變頻器所需的運(yùn)行溫度。
  4)實(shí)踐證明,變頻器需要工頻旁路運(yùn)行的機(jī)會(huì)很少,完全可以去掉旁路裝置,節(jié)省電力室空間,減少投資,從而可進(jìn)一步去掉管道內(nèi)的閥門(mén)支架,減小管道阻力。
 。5)采用變頻器后,工程穩(wěn)定可靠,取消了液力耦合器調(diào)速,消除了機(jī)械、液壓較高故障率的缺陷,運(yùn)轉(zhuǎn)率提高、維護(hù)費(fèi)用降低;電動(dòng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)及噪聲明顯下降;電動(dòng)機(jī)不需長(zhǎng)期高速運(yùn)行,工作電流大幅度下降,節(jié)電效果顯著。

河北負(fù)壓風(fēng)機(jī)
屋頂排熱風(fēng)機(jī)
養(yǎng)殖廠排風(fēng)機(jī)

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