[摘要]福州祥坂污水處理廠有4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī),采用的是西門(mén)子的S5-101U序列PLC。由于S5序列PLC當(dāng)前已處于淘汰狀態(tài),備件難以獲得,并且價(jià)格昂貴,所以需要對(duì)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。考慮到相同品牌的兼容性,所以采用了主流的S7-200序列PLC進(jìn)行改造。改造完成后,鼓風(fēng)機(jī)達(dá)到了原系統(tǒng)的所有功能,并且在原基礎(chǔ)上增加了遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作功能,使鼓風(fēng)機(jī)子系統(tǒng)和全廠自動(dòng)化得到了整合。
　　 [關(guān)鍵詞]鼓風(fēng)機(jī);S7-200;S5;Profibus
　　
　　 福州市祥坂污水處理廠是福州市規(guī)劃建設(shè)的第一個(gè)污水廠,是市區(qū)內(nèi)河綜合整治系統(tǒng)工程的主體項(xiàng)目。工程于1992年籌建,1995年底建成運(yùn)行。污水廠主要處理福州市西湖截污管、白馬河以西及其支流大慶河兩岸匯集來(lái)的污水,服務(wù)面積約560km2,設(shè)計(jì)污水處理能力5萬(wàn)m3/日,全廠主要設(shè)備和自控、儀表均利用芬蘭政府貸款從芬蘭YIT公司引進(jìn),工程投資約8000萬(wàn)元。該工程在國(guó)內(nèi)是一個(gè)較早采用具有脫氮除磷A/O工藝和利用國(guó)外政府貸款的污水處理廠,也是國(guó)內(nèi)較早采用盤(pán)式微孔曝氣和潛污泵技術(shù)的項(xiàng)目。污水廠具有工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)、適用,總體布置合理緊湊,占地指標(biāo)較小(0.68m2/m3污水)的特點(diǎn)。污水廠運(yùn)行以來(lái),泥、水處理效果良好、穩(wěn)定,對(duì)保護(hù)福州段閩江水環(huán)境發(fā)揮了重要作用。該廠2005年擴(kuò)建2.5萬(wàn)m3/日后總規(guī)模為7.5萬(wàn)m3/日,擴(kuò)建工程已于2006年竣工投產(chǎn)。在配套管網(wǎng)支持下,能按設(shè)計(jì)規(guī)模運(yùn)行。
　　 鼓風(fēng)機(jī)是污水處理廠比較核心的設(shè)備,基本上都要求進(jìn)口產(chǎn)品,以確�？煽啃�,如法國(guó)HIBON,德國(guó)AERZEN的羅茨風(fēng)機(jī)等。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,一部分設(shè)備也面臨著淘汰的狀態(tài),亟須對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造。當(dāng)前工廠自動(dòng)化向著總線和網(wǎng)絡(luò)等集成化趨勢(shì)發(fā)展,所以一些老設(shè)備也亟須尋求新舊系統(tǒng)的解決方案。本次正是基于高端自動(dòng)化解決方案提出,對(duì)該廠的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造升級(jí)。
　　
　　一、對(duì)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造的主要原因
　　
　　 目前國(guó)家對(duì)環(huán)保要求很嚴(yán),全國(guó)各地都在建污水處理廠。 2004年,福州市順利通過(guò)國(guó)家環(huán)�？偩烛�(yàn)收,獲得“國(guó)家環(huán)保模范城市”榮譽(yù)稱號(hào),成為全國(guó)第五個(gè)獲得這一榮譽(yù)稱號(hào)的省會(huì)城市。 4年多時(shí)間里,在已建成洋里、金山、祥坂、快安和馬尾等5座污水處理廠的基礎(chǔ)上,投入2.4億元重點(diǎn)開(kāi)展市區(qū)污水處理廠擴(kuò)容和污水管網(wǎng)配套建設(shè),祥坂污水處理廠擴(kuò)容2.5萬(wàn)噸/日,達(dá)7.5萬(wàn)噸/日;洋里污水處理廠擴(kuò)容10萬(wàn)噸/日,達(dá)30萬(wàn)噸/日。目前城市污水處理能力達(dá)46.5萬(wàn)噸/日,全市生活污水處理率由2004年的65%提高到目前的80%以上。
　　 而祥坂污水處理廠,全廠自控系統(tǒng)2005年通過(guò)升級(jí),在中控室對(duì)廠內(nèi)大部分設(shè)備(包括潛水泵、電動(dòng)閥、刮泥機(jī)等)運(yùn)行狀態(tài)和各種運(yùn)行參數(shù)都已實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控,并能遠(yuǎn)程控制和設(shè)備間的聯(lián)動(dòng)�，F(xiàn)有丹麥鼓風(fēng)機(jī)是國(guó)外進(jìn)口,鼓風(fēng)機(jī)自帶一套控制系統(tǒng),人機(jī)界面為控制面板,在控制面板上操作設(shè)備開(kāi)停,設(shè)備的故障也顯示在控制面板上,并且沒(méi)有外接信號(hào)端口,無(wú)法使鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)接入到該廠自控系統(tǒng),無(wú)法實(shí)現(xiàn)在中控室對(duì)其運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制,更無(wú)法實(shí)現(xiàn)依據(jù)曝氣池的DO5值變化自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的供氣量。所以,必須對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造,使其與廠自控系統(tǒng)形成一體,才能對(duì)整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC的自動(dòng)控制和監(jiān)視功能,做到最大的兼容性。改造后實(shí)現(xiàn)了就地和遠(yuǎn)程的雙重控制,中控計(jì)算機(jī)失去控制能力各臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)也仍然可以就地操作,最大限度地避免停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn),提高了運(yùn)行效率,降低了能耗。原系統(tǒng)采用的是西門(mén)子公司的S5序列PLC。目前S5序列PLC已處于停產(chǎn)狀態(tài),庫(kù)存量極少,購(gòu)買備件成本極高,對(duì)以后的維護(hù)很不方便。所以,本系統(tǒng)采用同品牌西門(mén)子的S7-200序列PLC進(jìn)行改造。
　　
　　二、對(duì)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造的范圍與方案
　　
　　 (一)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造的范圍
　　 對(duì)鼓風(fēng)機(jī)房4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行改造, 4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)可通過(guò)就地和遠(yuǎn)程兩種方式進(jìn)行操作。
　　 為使鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安全和正常的運(yùn)行,整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)改造把控制分為三級(jí)控制方式:本地手動(dòng)控制、PLC遠(yuǎn)程手動(dòng)遙控和自動(dòng)控制。(1)本地手動(dòng)控制。將現(xiàn)場(chǎng)“手動(dòng)/自動(dòng)”選擇開(kāi)關(guān)切換到手動(dòng),鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備由本地控制柜上的控制按鈕直接控制其開(kāi)、停。這是最高優(yōu)先級(jí),在這種方式下PLC系統(tǒng)僅對(duì)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視,而不能控制,現(xiàn)在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用的是這種運(yùn)行方式,但改造后這種運(yùn)行方式只在風(fēng)機(jī)調(diào)試和檢修時(shí)使用。(2)PLC遠(yuǎn)程手動(dòng)遙控。將現(xiàn)場(chǎng)“手動(dòng)/自動(dòng)”選擇開(kāi)關(guān)切換到自動(dòng)。污水廠上位機(jī)操作系統(tǒng)使用Windows XP Professional版,人機(jī)界面及通訊軟件使用組態(tài)iFix。在這種方式下,操作人員用上位機(jī)的計(jì)算機(jī)終端,通過(guò)iFix軟件,根據(jù)曝氣池上傳送的溶氧數(shù)值確定風(fēng)機(jī)開(kāi)啟的臺(tái)數(shù)和風(fēng)門(mén)開(kāi)啟度,來(lái)控制鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備開(kāi)停。這種控制方式使操作人員不用到現(xiàn)場(chǎng)就可以控制鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備的開(kāi)停和風(fēng)門(mén)開(kāi)啟度調(diào)整,但鼓風(fēng)機(jī)之間開(kāi)停的切換以及換向閥的開(kāi)閉都必須有運(yùn)行人員來(lái)人為干預(yù)實(shí)現(xiàn)。在此模式下,遠(yuǎn)程僅作為本地控制按鈕的延伸或轉(zhuǎn)移,在今后風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行中也只用于調(diào)試或檢修。(3)自動(dòng)控制。在這種方式下,鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備的開(kāi)停、頻率調(diào)整和各個(gè)換向閥的開(kāi)閉切換,都由PLC按照預(yù)先編制好的程序自動(dòng)完成,不需要運(yùn)行人員人為干預(yù)。所有鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間、風(fēng)門(mén)開(kāi)啟度調(diào)整、鼓風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟臺(tái)數(shù),以及換向閥的開(kāi)閉情況都可以由PLC根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溶解氧數(shù)值的情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況也都可以由PLC系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視并存儲(chǔ)備份。
　　 四臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的狀態(tài),包括運(yùn)行、故障等參數(shù),鐵皮廠房通風(fēng)降溫,如風(fēng)門(mén)開(kāi)啟度大小等均可傳送到中控室計(jì)算機(jī)上顯示。中控計(jì)算機(jī)也可以遠(yuǎn)程對(duì)鼓風(fēng)機(jī)啟停、風(fēng)門(mén)大小調(diào)節(jié)等進(jìn)行操作,達(dá)到在鼓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)無(wú)人值守的目的。改造后的系統(tǒng),在保持原來(lái)就地操作不變的情況下,擴(kuò)展中控調(diào)節(jié)能力。就地操作的方式和流程不予改變,做到最大的兼容性,即使中控計(jì)算機(jī)失去控制能力各臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)也仍然可以就地操作,最大限度地避免停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。
　　 (二)鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造的方案
　　 鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示:
　　
　　 1.鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)改造
　　 每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)反饋和控制的I/O包括:
　　
　　 (1)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài):運(yùn)行/停止、手自動(dòng)、泄空閥開(kāi)啟和關(guān)閉、風(fēng)門(mén)全開(kāi)和全關(guān)、啟動(dòng)允許狀態(tài)等。其中運(yùn)行/停止、風(fēng)門(mén)全開(kāi)和全關(guān)、啟動(dòng)允許為原系統(tǒng)已提供信號(hào)輸出,手自動(dòng)、泄空閥開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)信號(hào)為原PLC內(nèi)部狀態(tài)點(diǎn),不提供I/O輸出。
　　 (2)鼓風(fēng)機(jī)報(bào)警狀態(tài):油壓過(guò)低、油溫過(guò)高、沖擊報(bào)警、循環(huán)故障報(bào)警、電機(jī)溫度過(guò)高5個(gè)獨(dú)立報(bào)警以及1個(gè)總報(bào)警。當(dāng)5個(gè)獨(dú)立報(bào)警其中任意一個(gè)發(fā)生時(shí)均發(fā)生總報(bào)警。原系統(tǒng)PLC只提供一個(gè)總報(bào)警輸出。
　　 (3)外部對(duì)鼓風(fēng)機(jī)控制:原鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中已預(yù)留外部控制點(diǎn),包括:啟動(dòng)/停止、開(kāi)啟風(fēng)門(mén)和關(guān)閉風(fēng)門(mén)3個(gè)控制點(diǎn)。
　　 從以上所列出的原系統(tǒng)I/O點(diǎn)可以看出,原鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)只提供:啟停、開(kāi)關(guān)風(fēng)門(mén)控制,風(fēng)門(mén)全開(kāi)全關(guān)狀態(tài)以及總故障報(bào)警狀態(tài)。還缺少的狀態(tài)點(diǎn)包括:風(fēng)門(mén)開(kāi)啟度(連續(xù)量)、5個(gè)單獨(dú)的故障報(bào)警點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)緊急停止?fàn)顟B(tài)和風(fēng)門(mén)目標(biāo)值控制幾個(gè)重要的數(shù)據(jù)。這些參數(shù)對(duì)于中控室進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)是至關(guān)重要的。所以,針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)制定如下改造方案。

        　　 如圖1所示,各臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的PLC均更換為西門(mén)子公司的S7-200序列PLC。S7-200和S5均為西門(mén)子公司的PLC產(chǎn)品,可以在最大程度上達(dá)到兼容度,也就是說(shuō)改造后可以快速地切換到新系統(tǒng)運(yùn)行,縮短改造周期,不影響生產(chǎn)。
　　 原系統(tǒng)采用S5序列PLC,均為DI/DO開(kāi)關(guān)量控制,無(wú)模擬量控制。對(duì)于DI/DO,S7-200有相應(yīng)的模塊替代S5,很容易即可實(shí)現(xiàn)。另外,中控室需要顯示鼓風(fēng)機(jī)當(dāng)前風(fēng)門(mén)的開(kāi)度大小,并依據(jù)開(kāi)度和所需空氣量調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)。所以,風(fēng)門(mén)的當(dāng)前模擬量必須進(jìn)入到PLC。在此,增加一個(gè)模擬量輸入模塊,將風(fēng)門(mén)就地顯示量采集入控制系統(tǒng)。風(fēng)門(mén)開(kāi)度為4-20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào),可直接進(jìn)入模擬量模塊。
　　 風(fēng)門(mén)開(kāi)度進(jìn)入S7-200 PLC后,中控只需輸入所需的風(fēng)門(mén)開(kāi)度,通過(guò)預(yù)先編寫(xiě)的PLC程序即可自動(dòng)對(duì)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)開(kāi)度的PLC程序存放在S7-200內(nèi),達(dá)到最快地調(diào)節(jié)響應(yīng)速度。
　　 2.Profibus網(wǎng)絡(luò)
　　 為實(shí)現(xiàn)中控室對(duì)各臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程遙控和狀態(tài)監(jiān)視,需要將4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)連接進(jìn)入到現(xiàn)有全廠總線網(wǎng)絡(luò)�？紤]到鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)為一個(gè)比較獨(dú)立的系統(tǒng),避免對(duì)全廠控制網(wǎng)絡(luò)的影響,所以建立一個(gè)Profibus子網(wǎng),將水控室S7-300 PLC和4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的S7-200組成網(wǎng)絡(luò)。
　　 為將S7-200加入到Profibus網(wǎng)絡(luò),在每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)PLC上配置一塊EM277模塊。EM277為S7-200專用Profibus從站模塊,不需任何的軟件配置,只需將其連接入S7-200 PLC即可,基本不需維護(hù)。將4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的EM277模塊通過(guò)Profibus電纜連接后,再連接到水控室的S7-300 PLC中。水控室S7-300 PLC加入一塊CP342模塊作為Profibus主站,組成Profibus子網(wǎng)。
　　 組成Profibus網(wǎng)絡(luò)后,水控的PLC通過(guò)STEP 7進(jìn)行重新配置,加入對(duì)新網(wǎng)絡(luò)的支持,中控室即可對(duì)4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視和控制。監(jiān)視和控制的內(nèi)容除了I/O點(diǎn)外,還可以包括內(nèi)部的狀態(tài)點(diǎn),即就地顯示的狀態(tài)量進(jìn)入PLC后即可在中控室顯示。(1)點(diǎn)所提到的每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)反饋和控制的I/O均能反饋到中控室顯示。
　　 3.中控室人機(jī)界面升級(jí)
　　 現(xiàn)場(chǎng)到PLC系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)改造完成后,所有的I/O和狀態(tài)均可反映到中控室,所以中控室需要對(duì)鼓風(fēng)機(jī)部分的畫(huà)面進(jìn)行升級(jí)。
　　 鼓風(fēng)機(jī)的EM277作為從站,起一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)S7-300主站輸入輸出功能,和中控室計(jì)算機(jī)交換的數(shù)據(jù)需要S7-300(水控室PLC)進(jìn)行處理。和其他設(shè)備相似,在水控室PLC內(nèi)部增加相應(yīng)的處理程序(梯形圖),將交換的數(shù)據(jù)映射到中控室交換數(shù)據(jù)區(qū)。
　　 中控室計(jì)算機(jī)獲取到現(xiàn)場(chǎng)鼓風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù),通過(guò)在iFix畫(huà)面上增加相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示和控制功能,提供操作人員直觀的界面。iFix畫(huà)面的編寫(xiě)方式和風(fēng)格與其他設(shè)備相似,保持操作的習(xí)慣性。
　　
　　三、本鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改造方案的優(yōu)點(diǎn)
　　
　　 經(jīng)過(guò)上述方案的改造后,4臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)即進(jìn)入到全廠的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),除了原來(lái)簡(jiǎn)單的運(yùn)行狀態(tài)、電流狀態(tài)監(jiān)視外,鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部的所有運(yùn)行狀態(tài)均可在中控室顯示,操作人員可實(shí)時(shí)掌握鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況。另外,還增加了遠(yuǎn)程調(diào)控功能,包括啟停、風(fēng)量調(diào)節(jié)等,操作人員只需在控制室即可操作,達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守等目的。
　　
　　 本方案采用S7-200這種主流的PLC替代已停產(chǎn)的S5序列PLC,解決了維護(hù)過(guò)程中的備件問(wèn)題。另外,通過(guò)S7-200和S5序列比較,S7-200不采用后備電池方式運(yùn)行,完全可避免若干年后由于電池電量過(guò)低導(dǎo)致S5程序丟失或混亂造成的停機(jī)現(xiàn)象。

【英文題名】 Vibration Detecting, Monitoring and Analyzing System for Wind Power Generator
【作者】 婁海英;
【導(dǎo)師】 李杏春;
【學(xué)位授予單位】 北京交通大學(xué);
【學(xué)科專業(yè)名稱】 電力電子與電力傳動(dòng)

【論文級(jí)別】 碩士
【網(wǎng)絡(luò)出版投稿人】 北京交通大學(xué)
【關(guān)鍵詞】 加速度傳感器; 振動(dòng)監(jiān)測(cè); 微控制器; MATLAB; FFT; FIR;
【英文關(guān)鍵詞】 accelerometer; vibration monitoring; MCU,負(fù)壓風(fēng)機(jī)廠家直供; MATLAB; FFT; FIR;
【中文摘要】 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,設(shè)備的安全運(yùn)行越來(lái)越重要。機(jī)器設(shè)備運(yùn)行異常如不及時(shí)發(fā)現(xiàn),就會(huì)損壞設(shè)備,嚴(yán)重影響生產(chǎn)。機(jī)械設(shè)備的故障常從振動(dòng)方面體現(xiàn)出來(lái),根據(jù)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與診斷是目前設(shè)備維護(hù)管理的主要手段之一。該技術(shù)的發(fā)展,使得設(shè)備維修方式從傳統(tǒng)的“事故維修”和“定期維修”過(guò)渡到現(xiàn)代的“預(yù)知性維修”。 在此背景下,本文提出了一種新的較為完善的風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)振動(dòng)檢測(cè)與監(jiān)控分析系統(tǒng),該系統(tǒng)包括四個(gè)模塊:從機(jī)檢測(cè)模塊、主機(jī)監(jiān)控模塊、PC機(jī)配置模塊和數(shù)據(jù)分析模塊。從機(jī)模塊安裝在風(fēng)機(jī)塔架上,傳感器檢測(cè)風(fēng)機(jī)振動(dòng),輸出模擬和數(shù)字兩種形式的信號(hào);從機(jī)采集信號(hào),將模擬信號(hào)進(jìn)行帶通濾波,并和全頻段數(shù)字信號(hào)一起上傳到主機(jī)。主機(jī)模塊主要由雙串口單片機(jī)W77E58、繼電器報(bào)警電路、轉(zhuǎn)速輸入電路、存儲(chǔ)設(shè)備組成;主機(jī)接收從機(jī)數(shù)據(jù),以模擬量作為振動(dòng)報(bào)警依據(jù),超限則觸發(fā)報(bào)警裝置,并將振動(dòng)數(shù)據(jù)上傳PC機(jī)。數(shù)據(jù)分析模塊主要使用MATLAB軟件設(shè)計(jì),可對(duì)全頻段數(shù)字量進(jìn)行FFT頻譜分析和FIR數(shù)字濾波,實(shí)現(xiàn)振動(dòng)數(shù)據(jù)的頻域分析。系統(tǒng)配置軟件使用VB設(shè)計(jì),可根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對(duì)系統(tǒng)工作參數(shù)進(jìn)行配置。系統(tǒng)可設(shè)置報(bào)警閥值,當(dāng)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)情況達(dá)到報(bào)警閥值...
【英文摘要】 With the rapid development of economy, the device\'s safe running is becoming more and more important. If the device\'s abnormal working state could not be discovered in time, the device would be severely damaged. The fault of machinery is usually represented in the form of abnormal vibration. To detect and diagnose fault state according to vibration signals is recently one of the main approaches for the device\'s maintenance and management. The development of this technique has transformed the device\'s ...
【DOI】 CNKI:CDMD:2.2008.049278

　　鋁電解生產(chǎn)煙氣凈化用離心鍋爐引風(fēng)機(jī)功率一般達(dá)800KW以上、轉(zhuǎn)速730r／min、流量Q＝500000m3／h、介質(zhì)比重0.745kg／m3、最高環(huán)境工作溫度60℃、潤(rùn)滑油32＃機(jī)械油。原軸承箱壓蓋和轉(zhuǎn)軸之間的密封結(jié)刮?談?芊猓?芊廡閱芙喜睢?BR>

　　由于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速較高，在離心力的作用下，軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油沿軸從端蓋甩出，漏油現(xiàn)象非常普遍，造成軸承箱、聯(lián)軸器及周圍地面沾滿油污，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，造成潤(rùn)滑油浪費(fèi)，污染了生產(chǎn)環(huán)境，有時(shí)造成引風(fēng)機(jī)缺油而損壞。因此，改進(jìn)原油封結(jié)構(gòu)，使用壽命長(zhǎng)的新型油封結(jié)構(gòu)以取代原油封是非常必要的。

　　一、原密封結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題

　　引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中油環(huán)下端浸入油池中，把潤(rùn)滑油攪起，沿壓蓋內(nèi)表面淌下，直接滴到旋轉(zhuǎn)軸上，軸上積油很多，被旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，油沿軸爬行，進(jìn)入盤(pán)根與軸之間的間隙，由于盤(pán)根在安裝中間隙和預(yù)緊力不易掌握，安裝中有可能已經(jīng)造成盤(pán)根破損，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后盤(pán)根被磨損，造成盤(pán)根與轉(zhuǎn)軸的間隙變大，因而潤(rùn)滑油不斷沿軸向外甩出，即發(fā)生漏油。從以上分析可以看出盤(pán)根結(jié)構(gòu)存在的主要問(wèn)題是盤(pán)根材質(zhì)較差、安裝不易掌握，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后間隙變大起不到有效的密封作用。

　　據(jù)電解鋁廠對(duì)12臺(tái)鍋爐引風(fēng)機(jī)24個(gè)軸承座的48個(gè)動(dòng)密封點(diǎn)1年內(nèi)的泄漏情況統(tǒng)計(jì)，有70%的使用壽命在1個(gè)月左右，維修強(qiáng)度非常之大。

　　二、磁力油封的選用

　　1、磁力油封的結(jié)構(gòu)磁力機(jī)械油封，由兩部分組成：一部分為靜環(huán)，主要由耐磨合金制成的遇熱穩(wěn)定、光滑的靜密封面，一個(gè)不銹鋼結(jié)合蓋固定于軸承箱端蓋上，結(jié)合蓋與端蓋之間采用密封膠或O型圈進(jìn)行密封；另一部分為內(nèi)含磁性元件的動(dòng)環(huán)，動(dòng)密封面是由散熱性與耐磨性極佳的含碳復(fù)合材料制成，并且采用浮動(dòng)式設(shè)計(jì)，可長(zhǎng)期在與靜環(huán)的吸引下與之保持貼合，為了達(dá)到與靜環(huán)長(zhǎng)期的吸合，磁力油封的磁性元件采用在高溫及高速的環(huán)境下都不會(huì)消磁的永磁材料，而且為了滿足浮動(dòng)式設(shè)計(jì)的要求，動(dòng)環(huán)由特殊的氟橡膠O型圈固定在軸上，O型圈與軸的摩擦力大于動(dòng)環(huán)之間磁力的剪切力。

　　整個(gè)磁力機(jī)械油封裝置在設(shè)計(jì)上均考慮長(zhǎng)壽命使用，設(shè)計(jì)上自身保護(hù)的特性與結(jié)構(gòu)采用特殊材料，均是在惡劣環(huán)境下及反復(fù)變化時(shí)能夠保持耐用的基礎(chǔ)。磁力機(jī)械油封可在干態(tài)下或存在潤(rùn)滑的工況下工作，在有水侵蝕的情況下也無(wú)所謂。適應(yīng)于立式或臥式、低速或高速、干摩擦或潤(rùn)滑狀況下的減速機(jī)、齒輪箱、風(fēng)機(jī)、泵和電機(jī)等轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備。

　　2、磁力油封的選用1)設(shè)備精度要求徑向跳動(dòng)：最大0.5mm軸向躥動(dòng)：最大0.35mm垂直度：最大0.05%×軸徑(如：直徑50mm的軸，垂直度要求0.025mm。表座吸在軸上，表針指在靜環(huán)表面，軸旋轉(zhuǎn)1周的最大公差)

　　軸的公差：最大±0.04mm，建議±0.025mm

　　軸光潔度：最大64Rms，建議32Rms

　　靜環(huán)安裝處公差：H62)適用條件工作參數(shù)：溫度160℃；壓力3.3公斤，線速度60m／s，一般規(guī)格20～320mm。

　　3、磁力油封的安裝步驟

　　1)在清潔表面上將動(dòng)靜環(huán)掰開(kāi)，而非劃開(kāi)，動(dòng)環(huán)先放回盒內(nèi)。

　　2)將靜環(huán)外涂一層硅油，油脂不要與密封面接觸，且在端蓋后階面上均勻地抹一層密封膠。

　　3)用木棒或紫銅棒(不要損壞靜環(huán)面)將靜環(huán)壓入殼體直到平整地靠在臺(tái)階面上，再將沾在摩擦面上的膠和雜質(zhì)擦干凈。

　　4)在動(dòng)環(huán)O型圈內(nèi)涂上潤(rùn)滑油，將動(dòng)環(huán)套在軸上推進(jìn)，不要推到位。

　　5)將端蓋套軸上推進(jìn)，動(dòng)靜環(huán)接觸后，一起推到最終位置。