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| 高压变频器在脱硫罗茨风机中的应用 |
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1 企业介绍 山东鲁西化工股份有限公司位于山东省聊城市，是一家具有百亿年产值的上市企业，员工近万人。公司具有年产合成氨100万吨、尿素150万吨、复合肥 150万吨、磷酸二铵15万吨、硫酸100万吨的生产能力，拥有10万千瓦发电机组配套装置，是集化肥、化工于一体的综合性化学工业企业，是目前全国最大的化肥生产企业之一。其下属企业鲁西化工第二化肥厂，位于聊城市东阿县，于1970年开始筹建，1972年建成投产，当时年产合成氨生产能力3000吨, 发展到现在，企业总资产7.62亿元，占地面积34万平方米，职工1570余人，成为上市公司。 2008年，该公司进一步加大技改投资力度，投资2.5亿元对现有生产装置进行优化。对全系统进行节能平衡改造，甩掉污染严重、能耗偏高的工艺。从节能降耗、环保角度出发，投资部分技改项目，优化生产装置，降低成本。 2 厂家工艺流程及现状 脱硫风机采用的罗茨风机属于回转容积式鼓风机，它的鼓风量与风机转速成正比，基本不受出风口阻力变化的影响，这种硬风特性决定了不允许通过关闭出风口或进风口的办法来调节风量，而且经过采取优化以上主要工艺环节措施以后,大量过剩风量调节只能采用旁路，造成风机能量的大量损耗，而且由于磨损而腐蚀问题突出，旁通阀门需要经常维修。工艺流程设备图如下所示：
图1 工艺流程设备图 该生产线自投运以来，发现该二系统脱硫风机的问题较大：首先是风机出口的管道振动大、噪声大，虽说经过几次的技改已有所改善；另外，就目前风机送风量能力远超生产能力，为保生产只能把多余的通过回流管道接到风机进口去。 采用甲烷化法脱硫除原料气中CO、CO2 时, 合成氨工艺流程图如下： 造气 ->半水煤气脱硫 ->压缩机1段 ->变换 -> 变换气脱硫 -> 压缩机2段 ->脱碳 -> 精脱硫 ->甲烷化 ->压缩机3，4,5段 ->氨合成 ->产品NH3 原系统设备参数如下表1所示： 表1
3 改造方案 改造前：原系统6KV高压开关柜直接到电机，电机与风机相连。 改造后：在原系统6KV高压开关柜后面加入变频器，变频器输出接电机，电机再与风机相连。 改造方案原理接线图如下图2所示。
图2 改造方案原理接线图 变频器配备了自动旁路柜，通过KM3、KM4的控制，可自动（或手动）在变频状态和工频状态之间切换。变频状态下, KM3闭合，KM4断开，变频器控制电机；工频状态下，KM3断开，KM4闭合，在切换至工频带动电机。变频器可以在重故障时自动切换工频运行，这样既保证了变频器正常运行，又避免了直接启动电机大电流对电网的冲击。现场设备如图3所示：
图3 现场设备图 4 现场运行情况 2008年8月16日，山东聊城鲁西化工第二化肥厂和我公司签订高压变频器购货合同，型号为JD-BP37-450F,车间通风。2008年9月30日，开始安装就位；2008年10月2日，一次调试成功投入运行。整个变频器安装调试周期都很短，为系统的正常生产提供了有利的保证。 5 节能效果 山东新风光电子科技发展有限责任公司生产的JD-BP37-450F变频器应用于4#脱硫罗茨风机进行了改造。由于我厂的每台高压变频器在出厂前均经过实际风机负载的整机出厂检验和调试，在现场的调试又可以在没有高压输入的情况下调试，因此在经过约一周的施工、安装和调试后，上电试验和试运行进行顺利，一次投运成功，高压变频器一直持续稳定运行。
根据生产情况，风机运行30HZ左右就能满足了生产工艺要求；运行转速在额定转速的60%左右。由于电机为水冷却，在低转速下发热量并没有提高,PVC水帘厂家，完全满足了工况运行。 变频改造后节能效果显著，与原有的工频驱动方式相比，风机效率稳定在理想的范围内，电动机能耗大大降低，节约电量可达37％。特别是机组低负荷运行时，效果更显著。以下为节能效果估算： 节能估算条件：是在同一时间段内进行比较，相同生产条件需求下，同一段母线上的两台罗茨风机，5#罗茨风机工频运行，4#罗茨风机变频运行，两台电动机进行比较节能估算。首先10月份是正常生产时期，10月2日开始投入变频至今，从此月2日至9日5#电动机耗电能有功功率平均在362KW，而2日投入变频运行后，2日至9日时4#电动机耗电能有功功率平均在230KW。以上数据不难看出投入变频后确实起到节能。另外，无功功率也从原来的平均 276KVar降到平均为83KVar左右，大大改善了系统的无功补偿。 根据以上数据计算，由于生产使用自备发电，以0.386元/kWH的成本价电费，按以下计算公式计算，年节电效益:年节电效益＝（工频时平均功率-变频时平均功率）×天运行小时数×年运行天数×电费单价，结果如下： （362kW-230kW）×24小时/天×300天/年×0.386元/kWH=36.69（万元/年）。 按照保守的计算方法，每年可节电费近37万元，具有明显的经济效益。 本次罗茨风机配套用风光牌高压变频调速系统改造成功后，由于实现了频率的远方调节和状态监控，产品运行可靠、稳定，大大地改善了系统工艺，该公司决定再次采购三套风光牌高压变频调速系统用于另外三台710kW/6KV罗茨风机配套电动机的变频技术改造。 6 其他效益 6.1 该罗茨风机由于采用变频控制，可对风量进行精确控制，而且与阀门控制相比更直观、方便调节风机风量来满足生产需要； 6.2 由于采用了变频技术，电机实现软启动，不存在启动电流冲击；原来没有使用变频器时电机直接启动，启动电流高达200-300A，对电机或电网都具有不利的影响。现在使用变频器软启动，启动电流不高于额定电流46A,减少了风机出口压力瞬间提高对风机的冲击，从而延长了风机和其他设备的使用寿命； 6.3 由于风机转速降为原来的60％，大大减少了风机管道振动频率和噪声，延长风机、电机轴承的机械寿命，减少了设备的维护量。 * 由于旁通阀门几乎不操作，减少了风道的振动与磨损腐蚀，提高了机械寿命。 7 变频改造总结 根据针对该项目的变频改造经验以及同类其他项目的实践结果，总结出风光高压变频器改造具有以下优点： （1）安装简单。变频器安装在高压开关柜和电机之间，对原有接线改动不大。 （2）操作简单。直观的中文人机界面，设备具有开机、停机和频率调整等操作。 （3）调速平滑。能够进行无级调速，调速范围宽，并且调速精度高。 （5）节电明显。根据工况要求，变频器一般运行在27Hz左右，实际输入电流不到额定电流的一半，节电率高达37%以上。 （6）噪音降低。由于电机运行于较低转速上，运行噪音大大降低，电机的发热量也有明显下降。 （7）保护完善。变频调速系统具有完善的保护功能，降低了电机运行中的故障率，并且启动平稳，启动电流小，对电网的冲击量小，大大提高了可靠性。输出谐波小。变频器输出符合IEEE STD 519 1992及中国供电部门对电压失真最严格的要求，高于国标GB/T14549-93对谐波失真的要求，不需要采用输出电抗器。 （8）具有星点漂移功能。三相输出采用单元串联结构，在运行中，如果有任意三个单元以内出现故障，变频器本身会自动旁路，同时变频器主控系统具有星点漂移功能，使三相输出线电压保持平衡，不会对电动机造成不利影响。 8 结束语 从现场运行情况来看，山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP37-450F高压变频器性能优越，运行可靠，有效地降低了生产成本，在生产材料成本日益增长的今天，通过有效的节能改造，具有明显的经济效益。 |
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收录时间:2011年03月28日 03:54:28 来源:dzsc.com 作者:春天的早晨 |
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简介： 火电厂中使用的主要风机有引风机、排粉机和鼓风机等。其中引风机和排粉机作为电厂的主要辅机之一，因为磨损而严重影响其出力并带来频繁的更新维修，已成为火力发电厂锅炉安全运行的隐患之一。多年来，虽然使用过许多表面强化方法，包括表面堆焊耐磨材料、热喷涂喷焊、表面涂覆各种高分子涂料、表面淬火等，效果均不十分理想。针对耐磨胶粘剂主要是利用胶粘剂高粘接强度粘接耐磨颗粒材料，由耐磨材料提供抗磨力的特点，考虑利用胶粘剂粘接耐磨陶瓷用于风机叶轮的耐磨防磨。该项技术先后在几十台引、排粉风机叶轮上得到应用，最长使用时间已达到3年以上，取得了较好的经济效益。 一、前言火电厂中使用的主要风机有引风机、排粉机和鼓风机等。其中引风机和排粉机作为电厂的主要辅机之一，因为磨损而严重影响其出力并带来频繁的更新维修，已成为火力发电厂锅炉安全运行的隐患之一。多年来，虽然使用过许多表面强化方法，包括表面堆焊耐磨材料、热喷涂喷焊、表面涂覆各种高分子涂料、表面淬火等，效果均不十分理想。针对耐磨胶粘剂主要是利用胶粘剂高粘接强度粘接耐磨颗粒材料，由耐磨材料提供抗磨力的特点，考虑利用胶粘剂粘接耐磨陶瓷用于风机叶轮的耐磨防磨。该项技术先后在几十台引、排粉风机叶轮上得到应用，最长使用时间已达到3年以上，取得了较好的经济效益。 二、陶瓷片用于风机叶轮上的可行性陶瓷片用于风机叶轮上，首先要确保陶瓷有优异的耐磨性能，其次要求陶瓷与金属基体有良好的结合性能，即胶粘剂有良好的粘贴强度及高温韧性。 针对风机叶轮的使用情况，采用冷压烧结氧化铝陶瓷，经实测，其硬度可达到HRA88以上，耐磨性能是高铬铸铁的至少5倍以上，是普通喷焊工艺的10倍以上，因此耐磨性能完全可以满足一般风机寿命的要求。因为陶瓷的优异耐磨性能，一般陶瓷片厚度仅取1.5mm即可。 采用自制的胶粘剂，主要性能指标如下： 抗拉强度（金属-金属）为50MPa（室温）及20MPa（150℃）； 抗剪强度为28MPa（室温）及8MPa（150℃）。 引风机在近180℃高温、带硬质颗粒的高速冲刷气流作用下工作，要求胶粘剂必须具备耐高温性能，同时具有一定的抗剪强度和抗老化性能。陶瓷的热膨胀系数只有金属的一半，因而还需要胶粘剂具有良好的韧性。相对而言，排粉机的转速高达1 500r/min，陶瓷片将受到更大的离心力的作用。 经计算，在150℃温度下，当引风机以960r/min转动时，一块100×100×3（mm）的瓷片受到的离心力为1.13MPa，而此时胶粘剂所能提供的抗剪力为150MPa（150℃），其大小为离心力的132倍。可见胶粘剂具有极高的胶粘保险系数。对于排粉机，胶粘剂提供的粘接力亦将是离心力的100倍以上。可见，胶粘剂的强度具有十分高的可靠性。 三、试验工况首次试验在大同一电厂5号机上进行。该型风机为双吸入结构，平板式叶片，具体参数如下：外径Φ2 200，介质温度170℃，转速960r/min.双排叶片共计24片，叶片厚8mm，另用厚为10mm的钢板作为衬板并用螺栓与叶片联接，衬板使用寿命为半年（磨穿）。叶轮中盘厚20mm，使用寿命一年（双面共磨损12mm）。整体寿命一年，每年更换一次。 由于是第一次进行试验，为保险起见，保留24块衬板并只在磨损最严重的出口半部粘贴陶瓷片，陶瓷块尺寸为10×10×3（mm），并在自制的烘箱中进行固化。中盘两侧面部粘贴3mm瓷片，室温自然固化。 风机自1994年5月投运至1995年10月检测，叶轮轮毂两侧面陶瓷完好无损，无任何脱落掉块现象，平均磨损不到0.1mm，按实际运行时间计算，每年最多磨损0.1mm.磨损量为粘瓷片前的1/30.24块衬板中，运行期间共有3块衬板上的瓷片脱落，其余完好无损。经初步分析，认为瓷片脱落是由于烘干加热时烘箱中局部超温（250～300℃）而造成胶层胶化所致。利用中间停炉机会进行修补后继续投入运行，再无脱落现象。 分析不同部位的陶瓷片磨损情况发现，在沿气流流动方向的平面上瓷片磨损平均不到0.1mm，越靠近叶轮外圆，磨损越严重，平均磨损0.2mm，明显比中盘轮毂两侧处磨损严重。这是由于越靠近叶轮的外圆周，气流流速愈大，因而磨损就愈严重。 与沿气流方向相比，在沿气流垂直方向上的瓷片磨损最为严重，最多可达1～3mm.实际上这正符合了陶瓷冲刷机理，即气流入射角愈大，磨损愈严重。而且由于接缝处形成的涡流使得沿接缝处金属基体磨损最为严重，甚至可以把金属衬板磨穿，使陶瓷完全悬空，造成部分迎风接缝处瓷片脱落。 对衬板连同瓷片进行抗拉强度测试，结果表明，经过一年运行后，胶粘剂的剩余抗剪强度仍有10MPa（150℃）。而此时的离心力仍是1.13MPa.按10%年老化率计算，5年后胶粘剂的剩余强度为8.6MPa，仍大大高于离心力。 为了进一步试验胶粘剂的性能，1995年5月又对两台同型号引风机进行了粘贴试验，并且撤掉了衬板而直接粘于叶片上，在迎风边上采用丁字型瓷片，进一步降低了气流冲刷底部金属的可能性。经连续600天的运行后检查，陶瓷片完好，基体没有脱落现象，平均磨损不到0.2mm. 四、在其它电厂的使用情况1.北京大唐高井电厂：由于该厂的电除尘 设备 一直不能投运，除尘效率不高，致使引风机叶轮严重磨损。表面热喷焊硬度达HRC60以上的耐磨合金涂层，使用寿命也只有4个月。该型叶轮直径Φ2 100，双吸结构共24个叶片。1996年10月，该厂采用陶瓷胶粘技术，直接在叶片热喷焊层上粘贴陶瓷片进行防磨处理，经过近两年的运行，磨损不到0.2mm，只是由于直接粘贴在喷焊层上，导致了部分陶瓷片脱落而进行更换。通过这次试验，该厂又在另外4台引风机叶轮上粘贴陶瓷片，目前运行已达3年以上，寿命提高近5倍以上。 2.郑州热电厂：排粉机为前向单吸叶轮，叶轮直径Φ1 700，共16个叶片。因磨损十分严重，长期以来一直使用间隔堆的方法作为耐磨措施，但使用寿命始终只有4个月。1996年在一台排粉机叶轮上粘贴陶瓷并投入运行，作为对比，同时投入使用的还有两台涂抹耐磨陶瓷涂料，一台堆焊一种新型耐磨焊条。经过4个月的运行，检查发现，陶瓷片磨损十分轻微，几乎看不出有任何磨损，特别是在入口处，未粘陶瓷的部位已经缩短了近50mm，但堆焊的一台已经磨穿，必须修补才能继续运行。而涂抹耐磨陶瓷涂料的一台亦接近磨穿，必须修补才能继续运行。由于粘贴陶瓷的耐磨性能良好，该厂已将全部排粉机叶轮进行了粘贴陶瓷处理，预计使用寿命中可提高6倍以上。 3.湛江电厂：排粉机叶轮是成都电力机械厂生产的离心式叶轮，以前采用热喷涂的方式进行防磨处理，使用寿命只有一年左右，换下的叶轮只能当废品处理。1996年底该厂在经过调研的前提下，在4台排粉机叶轮（两旧两新）粘贴陶瓷。1997年春天又在7台风机叶轮（4新3旧）上粘贴陶瓷。在近3年的运行过程中，除了在两台旧的风机叶轮上因原基体严重磨损（基体表面已不平整）导致有部分陶瓷脱落外，其它叶轮表面陶瓷磨损十分轻微。在1999年10月的大修中，其中4台因其它原因拆下叶轮，经检查只有一台上有极少量陶瓷片脱落，其他3台完好无损。经过简单的修补，预计可以至少再使用3年。几年来先后为湛江电厂近20台风机叶轮进行了陶瓷粘贴耐磨处理。 经过几十台风机叶轮的实际运行表明，粘贴陶瓷防磨是一项可靠、有效的措施，只要施工仔细，严格按照工艺操作，可以保证陶瓷片不发生脱落。由于风机叶轮的特殊性，在风机叶轮上的成功应用，也为在其它部位的应用提供了可靠的参考价值，为火力发电厂提供了另一行之有效的耐磨防磨措施。
1、炉膛爆炸的原因： ①点火前未先开引风机，炉膛内积存有大量可燃物或可燃气体； ②运行中熄火，未及时中断燃料供给，在高温下忽然自燃。 2、预防措施： ①点火前必须查明燃烧器有无漏油漏气现象，引风5-10分钟后方可点火； ②点火时，先开风机后引火，再供给燃料；假如点火不着，应重新透风，再按点火步骤点火； ③正常停炉时，先停止供给燃料，后停止鼓引风机； ④运行中忽然熄火或事故停炉时，必须先停止供给燃料； ⑤装设点火程序，自动控制风机，燃料供给联锁装置以及自动灭火保护装置。 Mail: chinabaike@gmail.com Copyright by ；All rights reserved.
由于风机结构不同，拆卸程序差异很大，在风机说明书中一般均有说明，故在这里不予介绍，下面只就拆卸时需注意的几点加以说明：
1)在拆卸前，除了将拆卸用工具和材料准备齐全外，对于输送煤气或其它有害气体的风机，还须先将进口和出口管道中的闸门关闭严密，必要时需堵上盲板。若进口和出口为向下时，可用水灌入下部管道内进行水封。灌入的水位高度应保证管道中的有害气体不漏人工作场所。
2)拆卸压力给油润滑的风机时，应首先将润滑油在没有冷却前放净并过滤，然后将油管与机体相连接的法兰脱开。
3)吊起上机壳或转子时应保持水平位置，以免撞坏机件。多级鼓风机的机壳纵向接合面不应拆开。
如系排送热气体的铸铁机壳，必须等到机壳内部冷却后，才能吊起上机壳。
4)拆卸滑动轴承前应先测量轴衬间隙和推力面间隙。拆卸密封前应先测量密封间隙。
5)拆卸时应检查所拆卸的机件是否有打印的标志。对于某些需要打印而没有打印的机件，必须补打印，便于装配时装还原位置。
需要打印的机件包括不许装错位置或方向以及影响平衡度等的机件，如键、盖、轴衬及其垫环、联轴器及其销钉、离心通风机的进气口、轴流通风机的可拆叶片等。
6)拆卸后，应将所拆卸的机件进行清洗，除掉尘垢。
中国风机产业网 风机的故障其实很多时候往往是由于用户的一时疏忽造成的，所以为了避免风机一些不必要故障的发生，我们在使用中一定要重视一些细节问题，让风机的问题降到最低，这样才能确保离心风机的使用效果，可是如果风机已经出现过问题呢？又该怎样进行保养维护呢？
首先我们要从风机的启动方式来进行维护保养风机，通常情况下，全压启动和降压启动是我们最常见的两种方法，究竟选择哪一种方式还需要根据用户在实际使用中额需要，但是不管什么方式的启动，都需要用户留意电动机电流的大小。全压启动的电流一般式5-7倍的额定电流，降压起动转矩与电压平方成正比，当电网容量不足时，应采用降压起动。
我们在市场中看到的离心风机有很多种不同的类型，在这些类型中不管是选择什么样的类型，都要在启动的时候进行低速启动，确保风机的叶片旋转方向是正确的，才能调节风机的转速。
功率问题是所以电源设备都需要注意的一个环节。对离心风机和风机箱，进风口全开时所需功率较大。若进风口全开进行运转，则电机有损坏的危险。风机试车时最好将风机进口或出口管道上的阀门关闭，运转后将阀门渐渐开启，达到所需工况为止，并注意风机的运转电流是否超过额定电流。
我们今天主要是针对离心风机在电源和启动问题做了一下介绍，具体到不同类型的风机，调节方法和保养方法会存在着一定的区别，还需要用户据实际情况来判断。
浙股点评
上风高科(000967)董事会审议同意投资10800万元，在芜湖高新技术产业开发区设立生产基地，从而进一步提升公司漆包线产业的整体竞争力和盈利能力，完善漆包线产业的区域战略布局。
点评：公司的主营业务为风机和漆包线，是业内最早研制开发各类专用风机，风冷、水冷设备，制冷、速冻装置等高新技术产品的公司，国内市场占有率达35%以上。针对国内基础设施建设的不断加大投入，地铁、核电风机全面国产化的有力局面，公司的产品结构将转向轨道交通和核电等领域的重型风机上。漆包线方面，公司结合自身发展和市场需求，拟以控股子公司——佛山市威奇电工材料有限公司为主体，在芜湖高新技术产业开发区设立生产基地，项目投资约10800万元，产能达到1万吨。项目的实施可以降低公司的营运成本，加快对市场和客户的需求响应速度，提升公司的盈利能力，更重要的是为公司今后的产品升级和产业转型预留了发展用地。公司生产核电风机方面有优势，不过公司还有一些遗留问题要解决，可继续跟踪观察相关进展。（钱向劲）
(本文来源：杭州网-都市快报 )
11月18日表示，计划与中国大唐集团公司于明年之前在中国辽阳兴建风电场项目。项目初始投资为4700万美元，韩国电力将出资40%，其余部分的投资由大唐集团承担。
韩国电力发言人称，拟建的风电场装机容量为97.5兆瓦，明年年末将投入运营，此外，韩国电力享有该发电站20年的经营权（从2012年开始）。据悉，该项目的总投资额将达1.41亿美元。
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