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風(fēng)機安裝與維護(hù)

負(fù)壓風(fēng)機_煤與瓦斯突出地段不允許采用混合式局部通風(fēng)的異義佳木

煤與瓦斯突出地段不允許采用混合式局部通風(fēng)的異義   1.抽出式局部通風(fēng)機或配裝抽出式局部通風(fēng)機的除塵器都裝有瓦斯/風(fēng)電閉鎖裝置,工作面瓦斯一但超標(biāo)就會立即切斷電源,因此不會存在瓦斯超限的污風(fēng)進(jìn)入風(fēng)機內(nèi)的情況,況且局部通風(fēng)機有"三專兩閉鎖"裝置保證局部通風(fēng)的安全。 ?????? 2.目前在煤礦井下投入使用的抽出式局部通風(fēng)機或配裝抽出式局部通風(fēng)機的除塵器都通過國家法定的權(quán)威檢測檢驗機構(gòu)的葉輪葉片和外殼保護(hù)圈之間摩擦火花安全性檢驗和整機防爆檢驗,并且取得安全標(biāo)志準(zhǔn)用證,何來防爆、防靜電和防摩擦火花性能都較差之說?關(guān)于摩擦火花安全性檢驗的具體方法GB?13813《煤礦用金屬材料摩擦火花安全性試驗方法和判定規(guī)則》中規(guī)定的實驗條件應(yīng)該說是很苛刻的。 ?????? 此外抽出式風(fēng)機的葉輪葉片和外殼保護(hù)圈之間都按照MT222-1996《煤礦用局部通風(fēng)機》中留有足夠大的安全間隙(標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定不得小于2.5mm)。因此,我認(rèn)為至少配裝抽出式局部通風(fēng)機的濕式除塵器應(yīng)該可以在煤與瓦斯突出煤層地段放心地安全使用,況且MT159《礦用除塵器》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定進(jìn)氣口前應(yīng)加裝噴霧裝置,這樣可以起到降溫冷卻作用,更加可以安全的使用設(shè)備。倘若一味地?fù)?dān)心瓦斯突然超限而導(dǎo)致發(fā)生事故的話,那么不光是抽出式局部通風(fēng)機,巷道中的所有采掘設(shè)備都不應(yīng)該使用,因為它們都自帶電機、電源等電器設(shè)備同樣也可以引起爆炸,目前國內(nèi)的抽出式局部通風(fēng)機或配裝抽出式局部通風(fēng)機的除塵器的安全性設(shè)計應(yīng)該說是留有很大余量的,如國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其配裝的電機應(yīng)在隔流腔內(nèi),含有瓦斯/煤塵的污風(fēng)不得通過電機等電器設(shè)備,且在隔流腔內(nèi)應(yīng)設(shè)有新風(fēng)通道讓新鮮風(fēng)流通過電機,如果風(fēng)機大面積采用非金屬聚合物應(yīng)通過阻燃抗靜電性能的檢測,我曾經(jīng)考察過德國生產(chǎn)的煤礦用除塵器其配裝的抽出式局部通風(fēng)機上的電機居然沒有隔流腔保護(hù),直接安裝在污風(fēng)通道中,德方的理由是電機本身就是煤礦專用的防爆電機,本身就具備抵抗瓦斯/煤塵的爆炸能力,沒有必要再設(shè)置隔流腔,另外德方風(fēng)機上的葉輪葉片和外殼之間的間隙只有1-1.5mm且外殼上沒有保護(hù)圈,綜上所述我的觀點就是在煤與瓦斯突出煤層的地段至少可以放心大膽地使用配裝煤礦用抽出式局部通風(fēng)機的濕式除塵器。一旦這一所謂的禁區(qū)中可以使用配裝煤礦用抽出式局部通風(fēng)機的濕式除塵器將給我國大量高瓦斯礦井的防塵工作帶來質(zhì)的飛躍。 相關(guān)文章

佳木斯雙鴨山建龍礦業(yè)風(fēng)機系統(tǒng)
    一、 項目背景
      在安全事故多發(fā)的煤礦行業(yè),安全作為首要任務(wù)被越來越多的業(yè)主所重視,建龍礦業(yè)公司為保證礦井內(nèi)作業(yè)安全,使可引起爆炸的瓦斯氣體濃度低于爆炸閾值,特采用大功率容量的電機拖動排風(fēng)風(fēng)機,對礦井內(nèi)含瓦斯空氣進(jìn)行不中斷排出;同時對拖動風(fēng)機運轉(zhuǎn)的高壓電機做嚴(yán)密監(jiān)控,確保設(shè)備運行正常,給井下作業(yè)提供安全保障。此舉對于煤礦行業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要意義。


        
二、 解決方案
      鑒于系統(tǒng)運行的安全性和用戶要求,我們對系統(tǒng)做如下配置:
      1、鑒于控制系統(tǒng)控制的對象比較簡單,控制系統(tǒng)采用西門子中端配置S7-312C,并加上相應(yīng)的數(shù)字量模塊和模擬量模塊,接收自電機采集的定子及軸承溫度,變頻器的運行電壓、電流和頻率等實時參數(shù);并配置一塊CP343-1,即以太網(wǎng)通訊處理器,用于和上位監(jiān)控通過以太網(wǎng)相連。 
      2、上位系統(tǒng)采用功能強大的西門子HMI產(chǎn)品-WIN CC 6.2,通過以太網(wǎng)和控制系統(tǒng)相連,實現(xiàn)遠(yuǎn)程對變頻器的開關(guān)機、調(diào)速和設(shè)備運行狀況的監(jiān)控。 
      3、驅(qū)動系統(tǒng)采用西門子新型的高壓變頻器――-羅賓康變頻器,它具有一體化――-系統(tǒng)僅由隔離變壓器和變頻器兩部分組成,使系統(tǒng)的安裝、啟動快速簡單,同時降低本錢;普適性――-可應(yīng)用于水處理、電力和化學(xué)處理等行業(yè),且適合于各類品牌的電機;完美的無諧波技術(shù)――-不會對相連的計算機、變頻器驅(qū)動和控制系統(tǒng)造成干擾;更卓越的功率輸出表現(xiàn)――-對輸出電纜長度無窮制,無需加裝輸出側(cè)濾波器;豐富的接口――-可通過面板、端子、串口和總線(MODBUS、DEVICE NET、CONTROLNET、PROFIBUS協(xié)議)控制。 
      4、電視監(jiān)控系統(tǒng),為了更好的觀察風(fēng)機系統(tǒng)的運行狀況,現(xiàn)場采用云臺監(jiān)控并將視頻信號送至中控室,在產(chǎn)業(yè)電視上顯示出來,和HMI軟件監(jiān)控相輔相成,以確保系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。




普傳科技在風(fēng)機水泵類負(fù)載的節(jié)能實踐
     【摘要】在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中,風(fēng)機、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛;其電能消耗是一筆不小的生產(chǎn)用度開支。國家節(jié)能減排政策的制定和執(zhí)行,節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)本錢、進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。


         一、引言?


           1、電機運行狀況


           電機是一種應(yīng)用量大、使用范圍廣的高耗能動力設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計和相關(guān)資料介紹,我國電動機總裝機容量約5.8億千瓦,占全國總耗電量的60%~70%。其中,交流電動機占90%左右。目前各類電機的運行效率加權(quán)均勻比國外低3~5個百分點,風(fēng)機和泵的效率要比發(fā)達(dá)國家低2%~3%,整體在用的電機驅(qū)動系統(tǒng)運行效率比國外低近20%。假如按電動機總?cè)萘康?0%進(jìn)行調(diào)速改造,按年均勻運行4000小時、節(jié)電率20%~25%計算,年節(jié)電潛力為320億~400億千瓦時。加上為改善工藝流程而進(jìn)行調(diào)速改造的電動機可帶來的節(jié)電潛力,總節(jié)電潛力約為500億千瓦時。相當(dāng)于10000兆瓦裝機容量的火力發(fā)電廠的年發(fā)電量。電機系統(tǒng)節(jié)能是目前中國節(jié)能市場上最具貿(mào)易潛力的領(lǐng)域。


           在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中,風(fēng)機、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛;其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修用度占到生產(chǎn)本錢的7%~25%,是一筆不小的生產(chǎn)用度開支。節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)本錢、進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。?


           變頻調(diào)速技術(shù)順應(yīng)了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求,開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代。一改普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式,使得電動機及其拖動負(fù)載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出,從而降低電機功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運行的目的,F(xiàn)已在石化、電力、冶金、石油、化工、建材(水泥、玻璃的等)、造紙、食品、紡織等多種行業(yè)的電機傳動設(shè)備中得到實際應(yīng)用。目前,變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展方向。卓越的調(diào)速性能、明顯的節(jié)電效果,改善現(xiàn)有設(shè)備的運行工況,進(jìn)步系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率,延長設(shè)備使用壽命等優(yōu)點隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大而得到充分的體現(xiàn)。????


           2、政策上的規(guī)定和措施


           國家在建設(shè)“節(jié)約型社會”和節(jié)能減排的方針與政策上有相關(guān)規(guī)定和要求:


           n 1998年實施、2007年修訂的《中華人民共和國節(jié)約能源法》;


           n 國家發(fā)改委等部分制定的“節(jié)能中長期專項規(guī)劃”;


           n 國家發(fā)改委“中國節(jié)能技術(shù)政策大綱”;


           n 《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》等;


           n 2006年實施《中華人民共和國可再生能源法》等,各地政府相應(yīng)制定節(jié)能規(guī)定;


           n “十一?五”《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》單位GDP能耗5年要降低20%左右


           n 國家發(fā)改委、國家能源辦從2006年開始,在鋼鐵、有色、煤炭、電力、石油石化、化工、建材、紡織、造紙等9個重點耗能行業(yè)組織開展千家企業(yè)節(jié)能行動。通過開展千家企業(yè)節(jié)能行動,“十一五”期間將實現(xiàn)節(jié)能1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右)


           特別是《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》中“電機系統(tǒng)節(jié)能工程”對電機的改造提出要求:進(jìn)步電機系統(tǒng)效率:推廣變頻調(diào)速、永磁調(diào)速等先進(jìn)電機調(diào)速技術(shù),改善風(fēng)機、泵類電機系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式,逐步淘汰閘板、閥門等機械節(jié)流調(diào)節(jié)方式。以先進(jìn)的電力電子技術(shù)傳動方式改造傳統(tǒng)的機械傳動方式,逐步采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速……“工程”列出了重點改造領(lǐng)域:


           1)電力:用變頻、永磁調(diào)速及計算機控制改造風(fēng)機、水泵系統(tǒng),重點是20萬千瓦以上火力發(fā)電機組。


           2)冶金:鼓風(fēng)機、除塵風(fēng)機、冷卻水泵、加熱爐風(fēng)機、鑄造除鱗水泵等設(shè)備的變頻、永磁調(diào)速。


           3)有色:除塵系統(tǒng)自動化控制及風(fēng)機調(diào)速。


           4)煤炭:礦井透風(fēng)機、排水泵調(diào)速改造及計算機控制系統(tǒng)。


           5)石油、石化、化工:工藝系統(tǒng)流程泵變頻調(diào)速及自動化控制。


           6)機電:研發(fā)制造節(jié)能型電機、電機系統(tǒng)及配套設(shè)備。


           7)輕工:注塑機、液壓油泵的變頻、永磁調(diào)速。


           8)其他:企業(yè)空調(diào)和透風(fēng)、樓宇集中空調(diào)的電機系統(tǒng)改造等。


           3、風(fēng)機水泵類負(fù)載綜述??


           通常在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、透風(fēng)系統(tǒng)等場合,根據(jù)生產(chǎn)需要對爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運行工況。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋板開度的大小來調(diào)整受控對象。這樣,不論生產(chǎn)的需求大小,風(fēng)機都要全速運轉(zhuǎn),而運行工況的變化則使得能量以風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中,不僅控制精度受到限制,而且還造成大量的能源浪費和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)本錢增加,設(shè)備使用壽命縮短,設(shè)備維護(hù)、維修用度高居不下。


           泵類設(shè)備在生產(chǎn)領(lǐng)域同樣有著廣闊的應(yīng)用空間,提水泵站、水池儲罐給排系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)水(油)循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)均使用離心泵、軸流泵、齒輪泵、柱塞泵等設(shè)備。而且,根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用調(diào)整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進(jìn)行流量、壓力、水位等信號的控制。這樣,不僅造成大量的能源浪費,管路、閥門等密封性能的破壞;還加速了泵腔、閥體的磨損和汽蝕,嚴(yán)重時損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。


           風(fēng)機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行,存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命,而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護(hù)設(shè)備,時常出現(xiàn)泵損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。


           近年來,出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷進(jìn)步的要求,加之采用變頻器易操縱、免維護(hù)、控制精度高,并可以實現(xiàn)高功能化等特點;因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案。??


           變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸進(jìn)頻率成正比的關(guān)系:n=60f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸進(jìn)頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù));通過改變電動機工作電源頻率達(dá)到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。


         二、 普傳科技與變頻節(jié)能產(chǎn)品


           1、普傳科技變頻技術(shù)產(chǎn)品特點


           1.1 變頻器 的主要功能即為節(jié)能和自動控制。自主開發(fā)的PI7000系列高性能變頻器通過國家發(fā)配電及電控設(shè)備質(zhì)量監(jiān)視檢驗中心、國家轎車質(zhì)量監(jiān)視檢驗中心的檢驗和獲得遼寧省級科技成果鑒定。


        


           產(chǎn)品設(shè)計符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12668.2-2002:《調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)》中“低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定”及GB12668.3-2004:“產(chǎn)品的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)及其特定的實驗方法”。


           PI7000/7800/7600除具有通用低壓變頻器的基本功能外,和國內(nèi)同行業(yè)比較,具備下列創(chuàng)新性和先進(jìn)性


           n 采用32位專用DSP(數(shù)字信號處理器)為核心的控制單元,實現(xiàn)高速高性能控制。


           n 集V/F控制、V/F+PG控制、矢量控制+PG三種控制功能于一體,三種空間電壓矢量波形產(chǎn)生方式的變頻器


           n 具有死區(qū)補償功能,實現(xiàn)低頻率大輸出轉(zhuǎn)矩;自動轉(zhuǎn)差補償。


           n 十種頻率設(shè)定方式,模擬端子可以接受0~10V、0~20mA之內(nèi)的自定義范圍信號。


           n 六路可編程輸出控制端子。


           n 內(nèi)置PID功能,可實現(xiàn)高性能閉環(huán)速度控制PID調(diào)節(jié)的直流電流制動。


           n 轉(zhuǎn)速追蹤啟動與斷電再恢復(fù)運行功能。


           n 強大的通訊功能,支持標(biāo)準(zhǔn)的Rs485與Can Bus,同時提供遠(yuǎn)控鍵盤功能。


           n 界面有好:人性化顯示菜單,中文液晶LCD顯示,配以LED顯示,同時顯示3個狀態(tài)參數(shù)。


           n 特有的逆變模塊(IGBT)溫升監(jiān)控功能,風(fēng)扇調(diào)節(jié)可控,適時降低電機噪音和溫升。


           n 高效的故障查詢與記錄功能,方便排除故障;參數(shù)保護(hù)功能。


           n 獨特的設(shè)計,使變頻器對電源的污染降到最低。


           1.2 基于“電機系統(tǒng)工程”電機運行特點開發(fā)的設(shè)計制造的新一代高品質(zhì)、多功能電機控制、環(huán)保、節(jié)能產(chǎn)品-PS7000系列電機環(huán)保節(jié)能器通過檢驗和科技成果鑒定。該產(chǎn)品應(yīng)用先進(jìn)的空間電壓矢量PWM控制技術(shù)、矢量控制技術(shù),采用高性能的功率模塊和先進(jìn)的節(jié)能器制造工藝,具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性。本產(chǎn)品不同于以往的電機節(jié)能器,具有電機無級調(diào)速滿足工藝和節(jié)能的雙重效果及對低速、重載的設(shè)備控制。專家評語:“該產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn),性能指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平,節(jié)能及環(huán)保效果明顯”。綜合節(jié)電率可達(dá)30%,經(jīng)濟(jì)效益明顯。該項目獲2008年國家發(fā)改委“資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)”項目。


           該產(chǎn)品具有下列優(yōu)異表現(xiàn):


           n 具有電機節(jié)能和無級調(diào)速的雙重效用。根據(jù)負(fù)載特性自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速,具有軟啟動特性,沒有啟動時的沖擊電流與機械震動;


           n 全程優(yōu)化設(shè)計:可有效降低電機運行噪音和發(fā)熱、減少電機維護(hù)量,延長電機使用壽命的2~4倍,降低維修本錢;


           n 具有市電及節(jié)電狀態(tài)雙電路自動轉(zhuǎn)換的不中斷供電回路、故障自動報警,不影響正常工作;


           n 寬電壓設(shè)計以及轉(zhuǎn)速跟蹤功能保障了在電網(wǎng)電壓波動頻繁的情況下節(jié)能器仍能正常工作。


           n 產(chǎn)品設(shè)計安全處理按歐盟“廢棄電器與電子設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)計(WEEE)符合歐盟“禁用有害物質(zhì)RoHS認(rèn)證”要求。內(nèi)置輸出電抗器、平波電抗器等抑制諧波,降低對電網(wǎng)的污染。


           n 將低電源輸配無功損耗,降低變壓器容量需求20%以上;


           n 有效進(jìn)步功率因數(shù)達(dá)95%以上,節(jié)能明顯,綜合節(jié)電率可達(dá)30%,改善“大馬拉小車”的功耗浪費題目;


           n 保護(hù)功能齊全:過電壓,欠電壓,過電流,電子熱過載保護(hù),變頻器過熱保護(hù),斷電再恢復(fù)運行,電流限幅,過電壓,保險絲斷,接地故障,缺相,過載保護(hù),外部故障,通訊錯誤 ,PID反饋信號異常等。


        


           2、應(yīng)用領(lǐng)域


           主要應(yīng)用以下設(shè)備的節(jié)能和自動化控制:


           發(fā)電廠:水泵、風(fēng)機


           油田:注水泵、輸油泵、加壓泵、磕頭機


           自來水廠:輸送水泵、加壓水泵


           煤礦:礦井風(fēng)機、水泵


           冶金鋼鐵:高爐鼓風(fēng)機、冷卻泵、清洗泵、除塵風(fēng)機、吸煙機、引風(fēng)機、制革機等


           石化:風(fēng)機、水泵、油泵輸送系統(tǒng)、除塵風(fēng)機、鍋爐系統(tǒng)


           紡織化纖:空調(diào)系統(tǒng)、送風(fēng)機、循環(huán)水泵、壓縮機、冷卻水泵、鍋爐系統(tǒng)


           水泥廠:羅茨風(fēng)機、集塵系統(tǒng)、選粉系統(tǒng)、輸料系統(tǒng)等


           造紙廠:水泵、紙漿泵、鍋爐系統(tǒng)


           食品制藥廠:水泵、風(fēng)機、空氣壓縮機、空調(diào)系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)


           樓宇中心空調(diào):送風(fēng)機、循環(huán)水泵、壓縮主機、冷卻水塔、屋頂排風(fēng)機


         三、節(jié)能分析與實例


        ,屋頂電動排氣設(shè)備;


           通過流體力學(xué)的基本定律可知:風(fēng)機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,


           其轉(zhuǎn)速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系:


      ,玻璃鋼屋頂風(fēng)機;     Q∝n,H∝n2,P∝n3;即流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。??


           以一臺水泵為例,它的出口壓頭為H0(出口壓頭即泵進(jìn)口和管路出口的靜壓力差),額定轉(zhuǎn)速為n0,閥門全開時的管阻特性為r0,額定工況下與之對應(yīng)的壓力為H1,出口流量為Q1。


           在現(xiàn)場控制中,通常采用水泵定速運行,出口閥門控制流量。當(dāng)流量從Q1減小50%至Q2時,閥門開度減小使管網(wǎng)阻力特性由r0變?yōu)閞1,系統(tǒng)工作點沿方向由原來的A點移至B點;受其節(jié)流作用壓力H1變?yōu)镠2。水泵軸功率實際值(kW)可由公式:P=Q?H/(ηc?ηb)×103得出。其中,P、Q、H、ηc、ηb分別表示功率、流量、壓力、水泵效率、傳動裝置效率,直接傳動為1。假設(shè)總效率(ηc?ηb)為1,則水泵由A點移至B點工作時,電機節(jié)省的功耗為AQ1OH1和BQ2OH2的面積差。


           假如采用調(diào)速手段改變水泵的轉(zhuǎn)速n,當(dāng)流量從Q1減小50%至Q2時,那么管網(wǎng)阻力特性為同一曲線r0,系統(tǒng)工作點將沿方向II由原來的A點移至C點,水泵的運行也更趨公道。在閥門全開,只有管網(wǎng)阻力的情況下,系統(tǒng)滿足現(xiàn)場的流量要求,能耗勢必降低。


        


           此時,電機節(jié)省的功耗為AQ1OH1和CQ2OH3的面積差。


           比較采用閥門開度調(diào)節(jié)和水泵轉(zhuǎn)速控制,顯然使用水泵轉(zhuǎn)速控制更為有效公道,具有明顯的節(jié)能效果。??


           另外,從圖中還可以看出:閥門調(diào)節(jié)時將使系統(tǒng)壓力H升高,這將對管路和閥門的密封性能形成威脅和破壞;而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時,系統(tǒng)壓力H將隨泵轉(zhuǎn)速n的降低而降低,因此不會對系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。?


           從上面的比較不難得出:當(dāng)現(xiàn)場對水泵流量的需求從100%降至50%時,采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)將比原來的閥門調(diào)節(jié)節(jié)省BCH3H2所對應(yīng)的功率大小,節(jié)能率在75%以上。??
  電機轉(zhuǎn)速與節(jié)能率的關(guān)系表


        


           與此相類似的,假如采用變頻調(diào)速技術(shù)改變泵類、風(fēng)機類設(shè)備轉(zhuǎn)速來控制現(xiàn)場壓力、溫度、水位等其它過程控制參量,同樣可以依據(jù)系統(tǒng)控制特性繪制出關(guān)系曲線得出上述的比較結(jié)果。采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速的方法,要比采用閥門、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟(jì),設(shè)備運行工況也將得到明顯改善。


         四、節(jié)能計算?


           應(yīng)用實例1


           江蘇某鋼鐵企業(yè)一臺IS150-125-400型離心泵為例,額定流量200.16m3/h,揚程50m;配備Y225M-4型電動機,額定功率45kW。泵在閥門調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時的流量-負(fù)載曲線如下圖示。根據(jù)運行要求,水泵連續(xù)24小時運行,其中天天11小時運行在90%負(fù)荷,13小時運行在50%負(fù)荷;全年運行時間在300天。


           則每年的節(jié)電量為:△P1=45×11×(100%-69%)×300=46035kW?h?? △ P22=45×13×(95%-20%)×300=131625 kW?h?


           △P=△ P2+△ P2=46035+131625=177660 kW?h??


           每度電按0.5元計算,則每年可節(jié)約電費8.883萬元。??


           應(yīng)用實例2


           在新型干法水泥生產(chǎn)線中,直接采用變頻器或電機環(huán)保節(jié)能器,則在投進(jìn)上就采取節(jié)能降耗的措施,效果非常明顯。


           大連某水泥制造有限公司3000噸新型干法水泥熟料生產(chǎn)線,采用PS7000系列電機環(huán)保節(jié)能器共17套


        


           按守舊預(yù)計,節(jié)電率25%,年生產(chǎn)300天,天天24小時計算,則節(jié)電及節(jié)省電費如下(正常工作按額定功率80%):


           節(jié)電:1559*80%*25%*24=7483(kWh )/天


           7483*30=224,496 (kWh )/月


           224,486(kWh )/月×10月(300天)=2,244,860 (kWh )/年


           每度電按0.50元計算,則年節(jié)省電費:2,244,860*0.5=1,1224,30元


           即年節(jié)省電費110萬元。


        


           應(yīng)用案例2 立窯供風(fēng)系統(tǒng)變頻改造


          。1)風(fēng)機運行情況


           一般低壓立窯風(fēng)機的調(diào)節(jié)方式為風(fēng)門調(diào)節(jié)法,蘿茨風(fēng)機的供風(fēng)調(diào)節(jié)方式為排風(fēng)調(diào)節(jié)或回風(fēng)調(diào)節(jié);離心風(fēng)機的供風(fēng)調(diào)節(jié)方式為進(jìn)風(fēng)閥門調(diào)節(jié)。


          。2)從風(fēng)機使用的一般性經(jīng)驗可以知道:工頻運行狀態(tài)(AC380V/50Hz)下,用風(fēng)門(風(fēng)閥)調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)機在使用過程中的負(fù)荷是在15%~100%之間波動;負(fù)荷越小風(fēng)門(風(fēng)閥)的節(jié)流損失就越大,風(fēng)機效率也就越低。而改為變頻調(diào)節(jié)方式就幾乎不存在風(fēng)門的節(jié)流損失,同時變頻裝置采用軟啟動方式也不存在啟動沖擊電流,對于配電容量有限的工廠用電系統(tǒng),也可進(jìn)步其安全系數(shù)。


           (3)改造后的變頻供風(fēng)系統(tǒng)是在保存原來供風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套變頻回路與原回路并聯(lián)使用,形成雙回路可轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng),并將變頻器的調(diào)速裝置安裝在窯的上部位,通過調(diào)節(jié)電機(風(fēng)機)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)燒結(jié)時的用風(fēng)量。其特點:


           ● 節(jié)電效果好。改造后電機大部分時間運行在35-43Hz左右即可滿足用風(fēng)量,節(jié)電率大于25%;


           ● 具有軟啟動功能,降低負(fù)荷強度,延長設(shè)備使用壽命,啟動電流小,進(jìn)步用電安全系數(shù)及減少電網(wǎng)容量;


           ● 調(diào)節(jié)風(fēng)量精度正確、及時方便;


           ● 封閉回風(fēng)口或排風(fēng)口,減少水泥粉塵污染等。


           大連某水泥有限公司采用普傳科技變頻改造后的測試結(jié)果如表1所示:


           表1 立窯送風(fēng)機變頻改造節(jié)能效果分析表


           u 水泥選粉系統(tǒng)


           工作原理是根據(jù)所生產(chǎn)的水泥的標(biāo)號的不同,調(diào)節(jié)選粉機和選粉風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,從而選出不同細(xì)度的水泥制品。表2 選粉風(fēng)機變頻改造節(jié)能效果分析表


           應(yīng)用案例4:在在大型火電廠直接空冷系統(tǒng)中的應(yīng)用


           實現(xiàn)真正意義上的綠色GDP增長,對于需要大量冷卻水源的燃煤發(fā)電廠,勢必要改變其傳統(tǒng)的汽輪機排汽冷卻方式。直接空冷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,使得這一需求變?yōu)榭赡,也為變頻器在燃煤發(fā)電廠空冷機組的推廣應(yīng)用提供廣闊的遠(yuǎn)景。


           空冷系統(tǒng)建筑規(guī)模龐大,一般稱為空冷島。包括凝聚水系統(tǒng)(凝聚水箱)、真空疏水系統(tǒng)(包括疏水泵)、排氣/抽氣系統(tǒng)(水環(huán)泵單元)、空冷凝汽器(ACC)等四套系統(tǒng)。


           作為國內(nèi)電站空冷設(shè)備制造的龍頭企業(yè)為內(nèi)蒙古自治區(qū)某地區(qū)2*300MW火電機組工程直接空冷機組的系統(tǒng)項目。每臺機組布置方式為5×6的風(fēng)機30臺,每列4臺順流風(fēng)機,1臺逆流風(fēng)機,均采用變頻控制。每臺風(fēng)機配置一套變頻調(diào)速裝置,共配60臺變頻調(diào)速裝置


         五、結(jié)束語??


           變頻系統(tǒng)在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時,其節(jié)能效果對于單臺設(shè)備可做到5-75%,在風(fēng)機水泵類設(shè)備的一般應(yīng)用的節(jié)能效果更加明顯,這些均值也可做到8-50%,在未受到其他因素的影響的情況下一般可取上限節(jié)能效果均勻值。這些數(shù)據(jù)由實際應(yīng)用中得到,權(quán)威性數(shù)據(jù)可由市場上公然出售的資料(書)查到;通過這些數(shù)據(jù)再進(jìn)行一些簡單的投資回收率的計算可知:變頻節(jié)能系統(tǒng)(裝置)的投資回收期一般為4-20個月(這是經(jīng)驗值也是權(quán)威數(shù)據(jù))。風(fēng)機、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能運行是我國節(jié)能的一項重點推廣技術(shù),投資少、收益快!


        


城市地鐵交通是世界各國解決大型城市公共交通的主要途徑,目前在我國正得到大力發(fā)展。 我國有近20個城市完成地鐵建設(shè)立項,更多城市正在積極規(guī)劃。 地鐵系統(tǒng)中的通風(fēng)空調(diào)的耗能可達(dá)地鐵系統(tǒng)總能耗的50%[1] ,其中風(fēng)機又是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的主要耗能設(shè)備,而且無論寒暑,地鐵風(fēng)機都必須每天運行且時間長達(dá)20h以上。另外,地鐵通風(fēng)系統(tǒng)事關(guān)防火安全,一直得到國際上的高度重視和不斷研究[2-3]。

  目前國內(nèi)的地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機從通風(fēng)模式和防火安全角度需要,要求地鐵風(fēng)機能夠迅速完全反風(fēng),由于設(shè)計研究難度大,至今公開發(fā)表的研究文獻(xiàn)還較少。本文在全面查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合筆者自己的工作,就地鐵風(fēng)機氣動技術(shù)方面的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢作一簡要綜述 。

1  地鐵風(fēng)機的主要技術(shù)要求與基本結(jié)構(gòu)

  可逆軸流通風(fēng)機在地鐵上主要有兩種運行模式[4]:(1)作為隧道事故/冷卻風(fēng)機,主要用于地鐵區(qū)間通風(fēng),列車阻塞、火災(zāi)時的通風(fēng)和排煙,并根據(jù)運行模式的要求進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)運行;(2)用于車站公共區(qū)空調(diào)通風(fēng)/區(qū)間通風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)機可通過送、回管路對車站公共區(qū)空調(diào)通風(fēng),當(dāng)需要區(qū)間、夜間通風(fēng)時,通過風(fēng)閥轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對區(qū)間的通風(fēng)換氣,以滿足區(qū)間通風(fēng)性能要求。該類風(fēng)機兼容了車站及區(qū)間火災(zāi)事故發(fā)生時的通風(fēng)。

  地鐵的特殊工作環(huán)境和特點給地鐵風(fēng)機的設(shè)計提出了特殊的技術(shù)要求:(1) 防火要求和通風(fēng)模式的需要,地鐵風(fēng)機要能夠滿足反風(fēng)要求,而且要安全可靠;(2)為滿足列車火災(zāi)時的通風(fēng),地鐵風(fēng)機還需要滿足耐高溫要求;(3)由于列車運行的阻塞效應(yīng)、正常和早上、晚間對隧道的通風(fēng)清潔等多種工況要求,地鐵風(fēng)機的管網(wǎng)阻力變化很大,經(jīng)常會在旋轉(zhuǎn)失速流量區(qū)間工作,所以,地鐵風(fēng)機要防止喘振;(4)風(fēng)機要解決高效低噪、電機防潮等基本問題。

  地鐵軸流通風(fēng)機最典型的要求是風(fēng)機能提供反向通風(fēng),而且為了保證地鐵運輸安全,擔(dān)負(fù)防火功能的地鐵風(fēng)機必須能可靠和便捷地實現(xiàn)反風(fēng)。 曾經(jīng)有人提出采用普通單向軸流通風(fēng)機通過在基座上轉(zhuǎn)動180°來實現(xiàn)反風(fēng)的發(fā)明專利 [5] ,也有人提出采用動葉直接反轉(zhuǎn)180°的方式來實現(xiàn)反風(fēng)的實用新型專利 [6] 。但都由于結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,保養(yǎng)不便,在實際運行中不可靠而沒有得到任何應(yīng)用。目前常用的地鐵風(fēng)機基本結(jié)構(gòu)與普通風(fēng)機一樣,即采用 B5 型內(nèi)置電機,電機外的風(fēng)機內(nèi)筒具有和輪轂一樣大小的直徑,風(fēng)機內(nèi)筒(電機筒)由沿圓周均勻分布的靜葉支撐在風(fēng)機外筒上,而風(fēng)機轉(zhuǎn)子以懸臂支撐方式安裝在電機伸出端,這樣只需要通過電機反轉(zhuǎn)就使得動葉反轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)反風(fēng),結(jié)構(gòu)簡單可靠。但是為了保證完全可逆運行,風(fēng)機動葉必須采用特種的反向?qū)ΨQ翼型設(shè)計。


  地鐵系統(tǒng)的防火要求需要風(fēng)機整機能耐150℃高溫1h以上。與普通消防排煙風(fēng)機不同的是,在地鐵火災(zāi)工況下,風(fēng)機周圍都是高溫?zé)煔,不可能有新的并低于環(huán)境溫度的空氣被引到電機周圍來為電機降溫,這就要求電機本身要有良好的耐高溫性;其次,葉片材料、電動機、軸承潤滑油脂和軟連接等的選用都要充分考慮高溫下的運行性能。

  至于防喘振要求,一種比較好的做法就是將適用普通軸流通風(fēng)機的防喘振環(huán)[7] 加設(shè)在地鐵風(fēng)機動葉片兩邊。防喘振環(huán)(也稱分流器)是一種環(huán)形的帶有若干小導(dǎo)流片的裝置,其環(huán)內(nèi)的小導(dǎo)流片可以將進(jìn)口氣流進(jìn)行一定的回流放空,而且具有自適應(yīng)能力,從而可以使風(fēng)機特性曲線在失速區(qū)的大范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。就筆者實際開發(fā)地鐵風(fēng)機產(chǎn)品的經(jīng)驗看,這種方法可以保持流量大范圍變化時,壓力一直隨流量減小而增高。從有限的資料看,加設(shè)防喘振環(huán)后,風(fēng)機效率將下降2%~4%。

  地鐵可逆風(fēng)機除了要滿足以上特殊要求外,還需要風(fēng)機效率盡量高,特別是地鐵風(fēng)機作為地鐵交通系統(tǒng)中主要的耗功設(shè)備,數(shù)量大,全年運行,因此,高效可逆是地鐵風(fēng)機最基本的要求。目前國內(nèi)外對地鐵風(fēng)機氣動性能研究的文獻(xiàn)相對較少,研究也不充分,以下將對地鐵風(fēng)機特殊的氣動問題以及最新的進(jìn)展情況進(jìn)行介紹。

2  完全可逆地鐵風(fēng)機的翼型研究情況與進(jìn)展

  地鐵軸流通風(fēng)機的關(guān)鍵技術(shù)是風(fēng)機要能完全可逆運行,這就需要采用專門的翼型才能達(dá)到。從理論分析可知,地鐵風(fēng)機要想通過動葉直接反轉(zhuǎn)達(dá)到完全反風(fēng),其動葉的基本翼型就必須沿弦長中心反向?qū)ΨQ。目前國內(nèi)外研究和應(yīng)用較廣泛的是S型翼型,此種翼型的特點是翼型的中弧線呈S型。國際上對S型翼型用于水輪機進(jìn)行了一定的研究[8-10] ,其中弧線由兩段拋物線組成,翼型的厚度分布有的是沿弦長中點完全對稱,有的采用普通翼型厚度分布。國內(nèi)李超俊、魏百鎖等人對S型翼型用于可逆風(fēng)機葉片的設(shè)計率先進(jìn)行了研究[11-13] , 先后設(shè)計出3種用于可逆風(fēng)機的翼型:(1)雙圓弧S翼型CS-4, 其S型中弧線由兩段相切的圓弧連接而成,試驗測量得最大升阻比(Cy/Cx )max=20.8 ,最大升力系數(shù)Cymax=0.87 (未進(jìn)行翼型有限翼展升阻力修正);(2)雙頭雙機翼反向?qū)ΨQ翼型DORMOY-S40, 它是由兩個相同的原始翼型DORMOY反向?qū)佣,其中弧線呈S型,翼型相對拱度f/L=3.24%,最大迎角為9°時有最大升力系數(shù)C ymax =0.9(未進(jìn)行翼型有限翼展升阻力修正);(3)擺線S型對稱翼型BX-S396,它是通過利用擺線低阻特性可降低噪聲,增加升阻比的特點設(shè)計而成。此S翼型相對拱度f/L=3.96%,最大迎角為12°,對應(yīng)最大升力系數(shù)C ymax =0.89,最大升阻比(Cy/Cx)max=30.9 。限于那時計算技術(shù)和計算機性能的限制,上述翼型性能只能靠試驗研究,因此當(dāng)時只能在理論分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)直覺設(shè)計出幾種性能較好的翼型進(jìn)行試驗研究,研究很不充分。

  1999年,席德科等人[14] 通過計算生成可逆翼型坐標(biāo),然后采用流場計算的方法進(jìn)行了可逆風(fēng)機葉片的翼型研究。通過對5種不同可逆風(fēng)機翼型的數(shù)值計算和試驗測量,優(yōu)選了兩種翼型,獲得的最大升阻比為25。

  2002年,楊波等人[15]在仔細(xì)分析上述S型翼型研究的基礎(chǔ)上,認(rèn)為上述所有可逆翼型的最大升力系數(shù)偏小,升阻比不大,于是提出采用組合葉柵思想另辟蹊徑。所謂組合葉柵就是通過充分利用和合理選擇現(xiàn)有的、成熟的(對稱或非對稱)翼型,通過采取特別的、正反向葉片組合的方法來大幅度提高葉片的性能指標(biāo)(即升力系數(shù)Cymax、失速迎角值αCymax ) 。通過對其設(shè)計的組合葉柵詳細(xì)的葉柵性能試驗,發(fā)現(xiàn)組合葉柵內(nèi)的流體流動與普通葉柵的流動不同,有自己的特有規(guī)律,而且在一定的重合度和柵距比情況下,組合葉柵氣動性能明顯優(yōu)于其基本翼型組成的單列葉柵。

  地鐵風(fēng)機專用翼型其實可以看作翼型彎曲角度為零的一種特殊葉片,其升力完全是靠葉片進(jìn)氣沖角產(chǎn)生的,而不像普通翼型那樣靠葉片彎曲角產(chǎn)生,而且,從筆者主持設(shè)計的幾個地鐵風(fēng)機系列產(chǎn)品看,設(shè)計的高效地鐵風(fēng)機的動葉稠度都較大,葉根稠度可達(dá)1.5~1.7,葉頂稠度也達(dá)到0.5~0.8。但是,上述文獻(xiàn)中為地鐵風(fēng)機開發(fā)的專用翼型還都是基于孤立翼型設(shè)計方法,吹風(fēng)試驗數(shù)據(jù)也都是在孤立翼型狀態(tài)下進(jìn)行,按孤立翼型的升力、阻力系數(shù)整理,與實際產(chǎn)品開發(fā)要求有一定差別。

  另外,目前國內(nèi)外都沒有發(fā)表對兩維的反向?qū)ΨQ翼型的優(yōu)化設(shè)計研究,而通過對高效二維翼型的進(jìn)行參數(shù)化建模優(yōu)化,研究建模的關(guān)鍵參數(shù)和影響因素,是三維動葉優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)。

  綜上所述,對可逆地鐵風(fēng)機專用翼型還需要在葉柵條件下,進(jìn)行兩維多種不同翼型參數(shù)化建模和優(yōu)化的研究,為進(jìn)一步優(yōu)化葉片,提高風(fēng)機效率奠定基礎(chǔ)。

3  地鐵風(fēng)機的流場計算和優(yōu)化設(shè)計

  1991年文獻(xiàn)[16]在國內(nèi)率先開展了可逆軸流通風(fēng)機的研究。該文獻(xiàn)采用最優(yōu)控制理論,以動葉出口環(huán)量沿半徑的梯度變化為控制變量,在扣除葉片流動損失和出口周向速度動能損失的前提下,對單葉輪轉(zhuǎn)子風(fēng)機的流型進(jìn)行了優(yōu)化,然后,按照孤立翼型設(shè)計方法,選擇可逆風(fēng)機專用翼型的升力和攻角測試結(jié)果,設(shè)計開發(fā)成功了雙向軸流通風(fēng)機。采用此 專用翼型進(jìn)行葉片成型,實測風(fēng)機正向運行時的壓力系數(shù)為0.0724,效率為76.4%,反向運行時壓力系數(shù)為0.070,效率為70.0%,基本上達(dá)到了風(fēng)機正反風(fēng)性能相近的要求。限于當(dāng)時的計算條件,整個設(shè)計還是按照傳統(tǒng)的孤立翼型設(shè)計方法進(jìn)行的,沒有對該風(fēng)機的三維粘性流場進(jìn)行驗證計算。

  2003年文獻(xiàn)[17]在國內(nèi)率先利用商用計算流體力學(xué)(CFD)軟件FLUENT對地鐵風(fēng)機內(nèi)部流場進(jìn)行了全面的三維粘性流場計算和分析,計算區(qū)域包括整流罩、動葉和支撐電機的導(dǎo)葉,采用三維定常流場計算,并與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比,結(jié)果符合良好。

  隨著計算技術(shù)的進(jìn)步,對可逆軸流通風(fēng)機動葉的設(shè)計方法也在不斷的進(jìn)步。2005年文獻(xiàn)[18]采用現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計技術(shù)優(yōu)化設(shè)計了一臺地鐵風(fēng)機的動葉葉片。該文首先 提出了一種構(gòu)造對稱S型葉片的方法,就是利用NACA4系列翼型,把后半部分去掉,將前半部分葉型旋轉(zhuǎn)180°后當(dāng)做后半部分,就得到S型基本翼型,在此基礎(chǔ)上做出一條S母線,結(jié)合基本翼型得到S型翼型,然后以葉片各個截面的S型翼型的最大拱度、S型母線、葉片扭角和葉根安裝角作為自變量,通過正交試驗,經(jīng)過75次數(shù)值試驗,優(yōu)選出效率最高的葉片,最終獲得葉片的流動效率達(dá)87.67%的優(yōu)化結(jié)果。但是,該文 獻(xiàn) 沒有考慮支撐電機的導(dǎo)葉對風(fēng)機性能和流場的影響。

  2006年文獻(xiàn)[19]對某可逆地鐵風(fēng)機流場進(jìn)行計算時發(fā)現(xiàn),由于支撐電機的導(dǎo)葉存在,導(dǎo)致可逆風(fēng)機正反轉(zhuǎn)性能不一致。為此該文專門設(shè)計了具有一定安裝角度的導(dǎo)葉,使得風(fēng)機正轉(zhuǎn)時,相當(dāng)于前導(dǎo)葉加動葉的風(fēng)機模式;而風(fēng)機反轉(zhuǎn)時,相當(dāng)于動葉加后導(dǎo)葉模式。其具體的設(shè)計方法是:首先以等環(huán)量規(guī)律設(shè)計出初始葉片;然后以葉片安裝角、葉片數(shù)、葉型為自變量,以風(fēng)機的效率為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行轉(zhuǎn)子的優(yōu)化設(shè)計;再根據(jù)轉(zhuǎn)子的流場計算結(jié)果,進(jìn)行靜子的優(yōu)化設(shè)計;最后將轉(zhuǎn)子和靜子進(jìn)行合理匹配,直到達(dá)到設(shè)計要求為止。

  以上文章是筆者查閱到的國內(nèi)全部公開發(fā)表的有關(guān)可逆軸流通風(fēng)機的設(shè)計優(yōu)化和流場計算的典型文獻(xiàn),國外文獻(xiàn)一篇都未查到。其它由同一作者寫出的類似文獻(xiàn)不再一一列舉。

4  新型地鐵風(fēng)機及其進(jìn)一步發(fā)展方向

  筆者在為多家企業(yè)開發(fā)可逆地鐵風(fēng)機的過程中,發(fā)現(xiàn)了與文獻(xiàn)[19]同樣的問題,即雖然使用了由完全反向?qū)ΨQ翼型成型的動葉和支撐電機的導(dǎo)葉,但由于動葉加導(dǎo)葉的方式使得地鐵風(fēng)機的流道結(jié)構(gòu)不對稱,導(dǎo)致了可逆風(fēng)機正反風(fēng)性能不一致,而且在試驗測量中發(fā)現(xiàn),采用正轉(zhuǎn)方向為動葉加支撐導(dǎo)葉模式的風(fēng)機效率高。為了仔細(xì)查明原因,筆者首先對試驗測量的風(fēng)機進(jìn)行了數(shù)值計算,計算的正反風(fēng)結(jié)果與測量結(jié)果一致,這證明電機支撐導(dǎo)葉的存在對提高風(fēng)機效率是有益的,為了進(jìn)一步提高反風(fēng)效率,同時也使得風(fēng)機正反風(fēng)性能更加一致,筆者提出在完全可逆風(fēng)機的動葉兩邊設(shè)置兩列平行于軸向的導(dǎo)葉的發(fā)明專利[20] ,在某企業(yè)地鐵風(fēng)機樣機測試中,已證實了該專利的有效性。

  為了深入探索該發(fā)明提高地鐵風(fēng)機效率的機理,筆者專門設(shè)計了一臺高壓大流量地鐵風(fēng)機并對其進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值研究,發(fā)現(xiàn)在保證計算區(qū)域和動葉轉(zhuǎn)子等各種可比參數(shù)完全一致的前提下,動葉兩端加平直對稱導(dǎo)葉的風(fēng)機計算全壓效率比單葉輪風(fēng)機提高近10%,全壓也相應(yīng)明顯提高了。流場分析表明,安裝導(dǎo)葉后效率和全壓提高的主要機理是導(dǎo)葉的設(shè)置大大降低風(fēng)機出口氣流在擴(kuò)散筒內(nèi)的流動距離,從而減小了流動損失,同時導(dǎo)葉還可以回收一些動葉出口氣流的旋繞動能。

  但是,數(shù)值計算結(jié)果也顯示,下游導(dǎo)葉出現(xiàn)了流動分離,這是為了不干擾進(jìn)口氣流,上游導(dǎo)葉需要采用平行于來流的直板或翼型導(dǎo)葉,這就導(dǎo)致同樣形狀的下游導(dǎo)葉總是處于大沖角下,流動從后導(dǎo)葉進(jìn)口就發(fā)生分離,因此動葉出口氣流周向旋繞動能的回收效率非常低。由于地鐵風(fēng)機動葉出口氣流的旋繞動能可以占到設(shè)計壓力的15%~22%,因此通過抑制導(dǎo)葉分離,進(jìn)一步回收旋繞動能,將明顯提高這種新型地鐵軸流通風(fēng)機效率。

  一般抑制翼型表面邊界層流動分離方法是吹除或抽吸邊界層,可通過外加能量或依靠自身的壓差實現(xiàn)。依靠自身的壓差這種自適應(yīng)方法控制邊界層分離,可實現(xiàn)設(shè)備的可靠性和結(jié)構(gòu)的簡便,筆者曾對離心通風(fēng)機葉輪采用自適應(yīng)邊界層控制方法,并獲得了設(shè)計流量和小流量下提高整機效率2%的好效果[21] ,在此研究工作的啟發(fā)下,筆者設(shè)計了6種不同的翼型來對比研究通過形成射流來抑制頭部流動分離的效果,兩維數(shù)值計算顯示無論是分離流動還是壓力恢復(fù)系數(shù)都獲得了明顯改進(jìn)和提高,現(xiàn)仍在進(jìn)行數(shù)值計算對比和準(zhǔn)備試驗驗證。

  需要說明的是,本專利的下游導(dǎo)葉流動分離與得到廣泛研究的普通翼型邊界層流動分離不同。地鐵風(fēng)機導(dǎo)葉的流動分離是由于大沖角引起的,發(fā)生在頭部,而普通翼型是由于氣流擴(kuò)壓度過大而導(dǎo)致翼型后部分離。

  此外,在為企業(yè)設(shè)計地鐵風(fēng)機的時候,屋頂排風(fēng)機,發(fā)現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)不符合最佳普通軸流通風(fēng)機選擇規(guī)律、預(yù)計性能不好的地鐵風(fēng)機,計算出來的效率反而較高,這說明可逆軸流通風(fēng)機和普通軸流通風(fēng)機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方面有所不同。軸流通風(fēng)機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇對風(fēng)機的效率起非常重要的作用,但目前國內(nèi)外還沒有有關(guān)可逆風(fēng)機最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇的文獻(xiàn),需要進(jìn)一步的研究。

5  結(jié)論與展望

  綜上所述,隨著我國地鐵交通事業(yè)的發(fā)展,近年來我國對可逆地鐵軸流通風(fēng)機的研究也取得了明顯進(jìn)展,研究方法也從 20世紀(jì)90年代初的主要依靠試驗的方法,過渡到現(xiàn)在數(shù)值模擬與試驗相結(jié)合的方法,有些研究成果已在實際設(shè)計生產(chǎn)中得到應(yīng)用。但相對普通軸流通風(fēng)機的研究,對于地鐵風(fēng)機的研究仍然相當(dāng)稀少,可在以下方面開展進(jìn)一步研究。

  (1) 目前國內(nèi)外已經(jīng)提出了一些設(shè)計可逆軸流 通 風(fēng)機專用翼型的思路和方法,但還沒有采用現(xiàn)代流場計算技術(shù)進(jìn)行基于葉柵思想的翼型參數(shù)化建模和優(yōu)化的研究,這方面工作是地鐵風(fēng)機三維葉片高效快速優(yōu)化的基礎(chǔ)。

 。2)可逆風(fēng)機的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇問題還需要進(jìn)行深入和全面的研究。

 。3)筆者提出的新型可逆軸流通風(fēng)機的導(dǎo)葉由于來流沖角較大,導(dǎo)葉從葉片頭部就發(fā)生流動分離,從而使導(dǎo)葉回收動葉出口旋繞動能的能力大大下降,如何采用邊界層控制方法,改善導(dǎo)葉的分離流動是進(jìn)一步提高這種新型地鐵風(fēng)機效率的關(guān)鍵。





一、注塑機的成型過程
注塑成型是一個循環(huán)的過程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施壓注射—充模冷卻—啟模取件。取出塑件后又再閉模,進(jìn)行下一個循環(huán)。注塑機操作項目包括控制鍵盤操作、電器控制系統(tǒng)操作和液壓系統(tǒng)操作三個方面。分別進(jìn)行注射過程動作、加料動作、注射壓力、注射速度、頂出型式的選擇,料筒各段溫度的監(jiān)控,注射壓力和背壓壓力的調(diào)節(jié)等。
注塑機的工作原理:與打針用的注射器相似,它是借助螺桿(或柱塞)的推力,將已塑化好的熔融狀態(tài)(即粘流態(tài))的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi),經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。
一般螺桿式注塑機的成型工藝過程是:首先將粒狀或粉狀塑料加入機筒內(nèi),并通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和機筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài),然后機器進(jìn)行合模和注射座前移,接著向注射缸通人壓力油,使螺桿向前推進(jìn),從而以很高的壓力和較快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi),經(jīng)過一定時間和壓力保持(又稱保壓)、冷卻,使其固化成型,便可開模取出制品。
注塑成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實現(xiàn)和保證成型制品質(zhì)量的前提,而為滿足成型的要求,注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時,由于注射壓力很高,相應(yīng)地在模腔中產(chǎn)生很高的壓力,因此必須有足夠大的合模力。由此可見,注射裝置和合模裝置是注塑機的關(guān)鍵部件。
二、注塑機耗電和工作原理
注塑機是一種專用的塑料成型機械,它利用塑料的熱塑性,經(jīng)加熱融化后,加以高的壓力使其快速流入模腔,經(jīng)一段時間的保壓和冷卻,成為各種形狀的塑料制品。
1、注塑機的工作循環(huán)
冷卻和保壓:按設(shè)定多種壓力和時間段,保持料筒的壓力,同時模腔冷卻成型。鎖合模:模扳快速接近定模扳(包括慢-快-慢速),且確認(rèn)無異物存在下,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高壓,將模板鎖合(保持油缸內(nèi)壓力)。射臺前移到位:射臺前進(jìn)到指定位置(噴嘴與模具緊貼)。
注塑:可設(shè)定螺桿以多段速度,壓力和行程,將料筒前端的溶料注入模腔。冷卻和預(yù)塑:模腔內(nèi)制品繼續(xù)冷卻,同時液力馬達(dá)驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料粒子前推,螺桿在設(shè)定的背壓控制下后退,當(dāng)螺桿后退到預(yù)定位置,螺桿停止旋轉(zhuǎn),注射油缸按設(shè)定松退,預(yù)料結(jié)束。
2、注塑機的電能消耗
注塑機的電能消耗主要表現(xiàn)在以下幾個部分:循環(huán)冷卻水泵的電能消耗,其中液壓油泵電機的用電量占整個注塑機用電量的80%以上,液壓系統(tǒng)油泵的電能消耗 ,加熱器的電能消耗,所以降低其耗電量是注塑機節(jié)能的關(guān)鍵。
三、注塑機溫度上升過高有哪些危害
注塑機溫升過高將導(dǎo)致油的粘度降低,泄漏增加,泵的容積效率和整個系統(tǒng)的效率會明顯降低。由于油的粘度降低,滑閥等移動部件的油膜變薄和被切破,摩擦阻力增大,導(dǎo)致磨損加劇。從而會減短機器的使用壽命。
注塑機溫升過高會導(dǎo)致部件工作質(zhì)量變差:注塑機溫升過高會導(dǎo)致部件工作質(zhì)量變差,油中溶解空氣逸出,產(chǎn)生氣穴,致使液壓系統(tǒng)工作性能降低。同時也降低的工作效率。
注塑機溫升過高會加速油液氧化變質(zhì),析出瀝青物質(zhì),降低液壓油的使用壽命。析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口,導(dǎo)致壓力閥卡死而不能動作、金屬管路伸長而彎曲,甚至破裂等。
四、注塑機應(yīng)該如何保養(yǎng)
不論是進(jìn)口還是國產(chǎn)注塑機都具有以下特點:
1 .注塑機由機械、液壓、電器、專用配套件等,按照注塑加工工藝技術(shù)的需要,有機地組合在一起,自動化程度高,相互之間關(guān)聯(lián)緊密;注塑機可3班24h連續(xù)運轉(zhuǎn)。若注塑機的某個元件發(fā)生故障,將導(dǎo)致停機。
2.注塑機固定資產(chǎn)投資大,生產(chǎn)規(guī)模大,消耗原料多,勞動生產(chǎn)率高,創(chuàng)產(chǎn)值大。是一種勞動效率較高的生產(chǎn)組織形式。
注塑機上雖然操作簡單,工人少,但注塑機管理和維修的技術(shù)含量高,工作量也大。
所以要保證注塑機經(jīng)常處于完好狀態(tài),就必須加強注塑機管理工作,嚴(yán)格控制注塑機的故障發(fā)生。以達(dá)到降低故障率,減少維修費用,延長使用壽命的目的。
注塑機的功能體現(xiàn)著它在注塑制品生產(chǎn)活動中存在的價值和對注塑生產(chǎn)的保證程度。注塑機故障,一般是指注塑機或系統(tǒng)在使用中喪失或降低其規(guī)定功能的事件或現(xiàn)象。注塑機是企業(yè)為滿足注塑制品生產(chǎn)工藝要求而配備的。在現(xiàn)代化注塑機生產(chǎn)中,由于注塑機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,自動化程度很高,液壓、電控及機械的聯(lián)系非常緊密, 因而注塑機出現(xiàn)故障,那怕是局部的失靈,都會造成整個注塑機的停產(chǎn)。注塑機故障直接影響注塑產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。







本報訊(記者李振林)國華愛依斯新巴爾虎風(fēng)電有限公司投資建設(shè)的新左旗白音查干風(fēng)電一期49.5MW工程,目前已有33臺風(fēng)機相繼并網(wǎng)發(fā)電。截至5月底發(fā)電量達(dá)1051萬千瓦時,上網(wǎng)電量925萬千瓦時,產(chǎn)值達(dá)500萬元,預(yù)計2010年發(fā)電量達(dá)7000萬千瓦時,可實現(xiàn)產(chǎn)值3780萬元。
    該項目占地78003平方米,建筑面積13400平方米,已累計完成投資近5億元。目前二期49.5MW發(fā)電機組工程正在進(jìn)行土地預(yù)審組件上報、接入系統(tǒng)、可研審查、環(huán)境評價等相關(guān)工作,今年力爭核準(zhǔn)開工建設(shè)。

來源:呼倫貝爾日報


11月3日,浙江正泰太陽能科技有限公司200兆瓦微晶薄膜電池生產(chǎn)項目、中國航天萬源國際(集團(tuán))有限公司兆瓦級風(fēng)機總裝項目、北京京城機電控股有限責(zé)任公司2000套兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機生產(chǎn)項目同時落戶甘肅酒泉國家風(fēng)電裝備高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地,標(biāo)志著酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地建設(shè)步入了一個新的發(fā)展期。

  正泰太陽能科技有限公司在酒泉新建的200兆瓦微晶薄膜電池生產(chǎn)項目總投資近30億元,項目建成投產(chǎn)后,將形成200萬千瓦(MW級)薄膜電池及組件生產(chǎn)能力,可實現(xiàn)年銷售收入近20億元。中國航天萬源國際(集團(tuán))有限公司酒泉兆瓦級風(fēng)機總裝項目總投資3億元,項目一期具備年產(chǎn)2MW和3MW永磁直驅(qū)風(fēng)電機組600臺的生產(chǎn)能力,達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值50億,項目計劃于2010年11月奠基并開工建設(shè),于2011年4月底投產(chǎn)。北京京城新能源有限公司在酒泉投產(chǎn)的2000臺兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機生產(chǎn)項目,總投資5.5億元,項目建成投產(chǎn)后,將形成2000臺1.5~3MW風(fēng)力發(fā)電機生產(chǎn)制造和試驗?zāi)芰,年實現(xiàn)銷售收入8億元。

  據(jù)悉,酒泉新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)園是酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地建設(shè)的大后方。截至目前,已有30多家風(fēng)電裝備制造領(lǐng)軍企業(yè)簽訂入園協(xié)議,總投資達(dá)80多億元。甘肅金風(fēng)風(fēng)機總裝、華銳科技風(fēng)機總裝、中材科技風(fēng)機葉片制造、中復(fù)連眾風(fēng)機葉片制造、酒鋼天成法蘭輪轂制造等5個項目率先建成投產(chǎn),風(fēng)電裝備制造業(yè)銷售收入達(dá)到259.84億元。




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