工厂通风设备_引风机积灰振动影响因素及吹灰装置应用风机管盘的

在我国一些火力发电厂中锅炉引风机积灰振动问题时有发生，为此运行中需经常进行风机停运清灰，不但限制和影响机组出力，有时甚至因风机频繁振动超标而酿成事故。造成引风机积灰振动的因素较多，通常与风机类型、风机前在装除尘器型式、煤种及运行方式等有直接关系。近年来我 公司 一期 3 台机组引风机积灰振动 问题相对突出，年停运清灰均在 20 次以上。为此公司在保持原有设备现状和运行方式的前提下，通过 应用喷嘴气流吹扫技术， 对一期机组引风机进行技术改造，改造后 有效缓解了风机积灰振动问题。

1 设备概况

我公司现有 6 台 200MW 发电机组，分一二期工程各 3 台。其中一期工程 3 台机组配套锅炉为哈尔滨锅炉厂制造生产的 HG-670/140-7 型超高压中间再热自然循环燃煤锅炉 ， 同时采用 Φ 5100 文丘里水膜式除尘器。锅炉配用沈阳鼓风机（集团）有限公司制造的 Y4-73 № 31 （ 29.5 ） D 型离心式引风机，风机进口装有调节风量的进口挡板，挡板与叶轮间装有导流装置。自机组投产以来引风机叶片积灰振动问题时有发生，引 风机积灰振动问题已成为制约公司安全经济生产的重要隐患之一。近年来一期机组引风机积灰振动相对频繁， 据统计 2006 年前 3 个月仅一期 2# 炉因引风机停运清灰就达 20 次 , 影响发电量约为 76.73 万 kW · h ，给公司造成较大的经济损失。

2 引风机叶片积灰振动的影响因素

2.1 引风机结构型式

通常风机在运行时叶片非工作面由于气体涡流、叶片表面粗糙、尘粒的布朗运动等原因易造成粉尘沉积 ，而试验表明：风机叶片型线对其积灰程度有一定影响。我公司一期 3 台机组在装引风机为单吸入离心式风机，其叶片为后向机翼型空心叶片； 二期机组引风机为双吸入离心式风机，叶片为前向平板式结构。实际运行中一期机翼 型叶 片风机结构型式相对二期容易发生粉尘 沉积振动 。而 对 于同类型不同叶轮 直径的风机， 大直径叶轮发生积灰更易失衡产生振动，如我公司一期 1# 、 2# 机大直径叶轮引风机与同类型的 3# 机小直径叶轮风机相比，在同等煤种和运行工况下，发生积灰振动相对更为频繁。

另外，对于机翼型空心叶片风机，运行中一旦叶片磨穿会造成灰粒进入叶片空腔内，在短时间内破坏风机转子的动平衡产生振动。如果这种情况发生即使叶片上无积灰，风机振动现象也仍然无法消除。





2.2 风机前除尘器结构型式

粉尘在风机叶片非工作面的沉积数量和粘附强度，与风机前所采用的除尘器形式和除尘效率 有密切关系。采用干式除尘器叶片上一般会粘附些强度较低的松散积灰，而采用湿式除尘器风机叶片非工作面上会粘附些水泥状坚硬积灰；采用高效率的除尘器（如电除尘器、布袋式除尘器等）会大大降低风机叶片的积灰程度。

我公司一期机组在装除尘器为文丘里水膜除尘器，这类湿式除尘器会造成风机进口烟气存在较严重的带水问题。因为水膜除尘器在其工作过程中 , 一部分微小水滴会同粉尘一起被烟气带入风机中，同时如果环境气温较低时，随烟气进入吸风机的水蒸汽也会发生凝结与粉尘混合形成灰浆附着在叶片上 , 这些灰浆大多粘结在风机叶片非工作面及叶轮前、后盘上 , 风机运行过程中灰浆所含水份会逐渐蒸发 , 而形成比较坚硬的灰壳并逐渐沉积增厚。当风机叶片上的积灰达到一定质量时，部分灰块在自重和旋转离心力共同作用下脱落时 , 风机转子平衡即被破坏产生振动 [1] 。当运行中除尘水量过大或频繁发生除尘器堵塞以及环境气温突变和潮湿季节，会加剧水膜除尘器内烟气带水量。

另外，我公司一期机组在装的文丘里水膜除尘 器设计除尘效率仅为 85% ，投产后又取消了文丘里喷管雾化及扫地喷嘴除尘功能，失去了原有的捕滴除尘作用，进一步降低了除尘器除尘效率，运行中相当一部 分飞 灰经引风机后从烟囱排放，除尘器除尘效率低，一方面增加了风机叶片非工作面积灰程度，同时也会加剧风机叶片工作面的磨损。

2.3 煤质下降及烟气流通阻力增加

煤质的变化会对引风机叶片积灰程度带来一定影响。近年来我公司燃用煤质灰分比例较大（ 30% 以上），而且热值偏低。通常燃用高灰分、低热值劣质煤，锅炉达到同等出力时，需要燃煤量及产生的灰量必然增加，而现有除尘器除尘效率不高，这样除了对锅炉燃烧及受热面积造成影响外，还会导致制粉系统（如磨煤机、引风机等）及除尘设备出力不足、电耗增加、磨损加剧、烟道积灰等。从近年每次机组大小修检查发现， 除尘器内及其出进口烟道均存在大量的积灰， 说明由于烟气中飞灰含量的大幅度增加，原设计水膜除尘器除尘效率下降、风机出力不足。

烟气系统流通阻力的增加也是造成风机叶片积灰的重要因素之一。 由于 烟道及受热面积灰造成烟气侧流通阻力增加，会带来烟速降低、飞灰浓度升高、积灰烟道出口烟温下降等问题。另外一些新增设备对烟气流通阻力存在影响，如我公司 2# 炉后增设的管式空气预热器相对同类型的 1# 、 3# 机组，对烟气阻力的影响也是客观存在的。

2.4 运行方式

合理调整和控制除尘器的除尘水量，是防止引风机积灰振动的主要手段之一。在运行中既要控制和减少风机进口烟气带水量，更要兼顾除尘器除尘效果。原则上保证风机不发生积灰振动的前提下，尽量加大除尘水量，以提高除尘器除尘效率。提高风机进口烟气温度 , 减少锅炉尾部烟道漏风，使烟温高于水蒸汽的露点 , 也是防止风机叶片积灰的重要手段。

我公司锅炉在装引风机有高、低速两个挡位，通常运行时一台高速运行，另一台低速运行，原则上两台风机应定期高、低速切换运行。因为风机低负荷运行时，风机进口速度发生偏离与叶轮通道的进口安装角产生一个差角，叶片非工作面上会形成流体低速区域，在该区域内气流携带粉尘的能力下降，粉尘更容易沉积在叶面上，单吸入风机长时间低速运行，还会带来烟道积灰不均衡现象。

另外，加强除尘设备的巡检和维护，及时有效地消除除尘设备缺陷，杜绝和减少烟气通道积灰及除尘器堵灰现象发生，也是防止引风机积灰振动的有效手段。

3 解决引风机积灰振动的途径

针对上述引风机叶片积灰振动的各类影响因素，为了解决引风机积灰振动问题，可以采取除尘器、引风机改型，以及提高燃煤质量、加强运行控制等手段。其中提高除尘器的除尘效率 , 减少粉尘进入引风机的机会 , 可以从根本上解决积灰振动问题。例如采用电除尘等高效型除尘器的引风机，只要除尘器运行正常 , 就不会或很少发生风机积灰问题（如我公司 5# 机组）。但是受资金、工程量等客观条件限制 , 全部改变除尘器的型式，对于一些企业短期内是难以实现的；同样风机改型的资金、工程量也是相当大的，而且效果也并非理想。另外，受外部煤炭市场形势的制约以及成本合算，燃煤现状也不会有大的改观；而现有除尘器及风机运行调整手段有限。

面对设备改型解决风机积灰振动存在的实际困难，能不能在允许一定量的粉尘及水分进入引风机的条件下 , 采取一些简便措施防止飞灰在转子上沉积 , 从而减缓或避免引风机振动。根据机翼型叶片风机积灰主要发生在非工作面这一特点，过去一些专家和科研院所在这方面曾进行过多次实践和改进，据了解东北电院设计的一种喷嘴气流连续吹扫装置，经现场试验应用效果较好。该装置结构简单安装方便 , 对引风机改动量极小，通过与院方专家探讨，认为 在保持原有设备现状和运行方式的前提下， 采用这种气流吹扫技术，解决我公司一期机组引风机积灰振动问题是经济可行的。

4 气流吹扫装置在我公司引风机上的具体应用

我公司于 2004 年首先在 1# 机组两台引风机上安装试验了吹扫装置， 2006 年 4 月及 11 月又先后在 2# 、 3# 机组引风机上进行安装和改进。吹扫装置的原理是改变风机叶片非工作面上涡流区的流场 , 通过高速气流的动量将刚粘附到叶片上的松软积灰吹掉。该装置是将一组或两组喷嘴安装在风机叶片近非工作面处，利用引风机本身的压头将一部分空气（或烟气）吸入喷嘴组进口 , 并以较高的速度连续喷射到叶片非工作面 , 叶轮每转一周 , 叶片被依次吹扫一遍 , 通过气流连续吹扫达到防止粉尘沉积的效果 [1] 。

我公司风机吹扫装置是采用风机压头吸取室外空气吹扫方式，每套装置由两组渐缩形喷嘴组成，布置在风机转子两侧下方，两组喷嘴间与叶轮中心约成 80 °夹角。喷嘴流量的大小直接影响引风机的出力和吹扫效果 , 过大则风机出力下降且风机电机电流增大 , 过小则吹扫效果欠佳 , 院方根据风机参数设计选取喷嘴尺寸及流量。其中一组装有内径 φ 50mm 喷嘴 8 个，进风母管直径为 φ 159mm ；另一组装有内径 φ 25mm 喷嘴 12 个，进风母管直径为 φ 133mm 。考虑风机叶轮高速旋转时相对速度的影响 , 安装喷嘴时其中心线与叶片最高点垂直并偏向叶片尾端 5 °～ 10 °角；为保证动静间隙及吹扫效果，喷嘴端部距叶片最近点设定为 15mm 。

采用这种吸取风机外空气吹扫形式的吹扫装置 , 当运行中发现引风机有积灰时（表现为轴瓦振动值增加），可以在喷嘴组母管进口加入适量细砂 , 人为造成一种磨损的状态 , 通过高速细砂撞击叶片上的积灰 , 以达到清灰、防振的目的 [1] 。加入细砂最好在风机高速运行状态下均匀连续进行，但如果连续加砂无效时，应及时停运进行人工清灰。

5 应用效果及存在问题

我公司 1# 机组两台引风机在 2004 年安装吹扫装置，安装后 2005 年发生 3 次积灰振动， 2006 年发生 2 次积灰振动， 2007 年上半年未发生积灰振动； 2# 、 3# 炉两台引风机分别在 2006 年 4 月和 11 月安装了吹扫装置 , 截止 2007 年 6 月两台机组引风机运行中，尚未发生过积灰振动停运清灰。从安装前后相比 3 台机组每年可减少引风机停运清灰近 20 余次，节 约燃油 40 余吨，避免少发电近 8 0 万 kW · h 。

从使用后机组停运时对风机检查情况，叶片非工作面仍有积灰，但积灰量相对安装喷嘴前大幅度减少（叶片积灰厚度不足 10mm ）。加装吹扫装置后风机电流略有上升，但对引风机性能无影响。由于吹扫装置进风口在风机室内，存在因负压气流所产生的低频噪声，为降低噪声可在吹扫装置进风母管入口端部管壁开设消声孔。另外，由于吹扫装置处于风机烟尘通风区域，粉尘气流对吹扫装置存在一定量的磨损，应定期检查做好防磨处理。

6 结论

通过 应用喷嘴吹扫技术 ， 解决引风机叶片积灰振动问题，效果明显、经济 效益可观。 该方法 设备结构简单、方便实用、投资费用小 , 也可为解决其它湿式除尘方式机组引风机积灰问题所借鉴 。

　1定义

风机盘管机组体系,基本上就是将风机和盘管构成的机组直接置于空调屋子内,风机吸进空气air,筛选后再经盘管加温或者冷去,当场歩入空调屋子,以达到和实现空调的企图。屋子需要的新鲜空气air一般是将室外空气air经新风安排机组集合安排后由通道送入。风机盘管使用冷媒集合供应,属半集合式空调体系。在这里体系中,冷量(或者热量)分別由空气air和水带入空调屋子,属空气air－水体系。

风机盘管机组因其整理灵便、各屋子能够自立调解而普遍用在旅社、寓所、诊所和办事楼等高层多室小空间的健造物。此类空调方法同样较适用在旧健造,由于它所占空间小,无需大拆大攺,容易装置开工。

2体系介绍

风机盘管机组的风机一般为前倾镀锌叶片式、低噪音、大风力的离心风机或者贯流风机。配有低噪音电机,经过调解电机的输进电压以攺动风机转速,让它能变化成高、中、低3档风力。盘管为有效翅片式换热管,使用纹路、铝质翅片和优秀紫铜管,经液压或者机器胀管,保证翅片与铜管紧紧交往,提升换热速率。盘管的承压烈度好,有981kPa和1715kPa2类。风机盘管一般容积领域为风力0.007～0.236m3/s(250～850m3/h)；冷量2.3～7kW(2000～6000kcal/h)；风机械电子机码率一般在30～100W领域内；水量约为0.14～0.22L/s(500～800L/h)；盘管水压亏损10～35kPa(1～3.5mmH2O)。

房内冷重量重要由机组内盘管负担,故而,盘管容积非常大（排数为3～4排）,同一时侯一般思量湿工況运行,故而,务必陈设排凝水的管路。

机组一般分成立式和卧式2类,可按房内装置位置选定。同一时侯依据房内粉刷需用可作完明装或者暗装。近年以来因为风机盘管体系的普遍使用,进一歩开拓了多类方式,如立柱式、顶棚式等,分別专用在饭店客房、办事室和商务健造中。

3　风机盘管机组的掌控（2管理体系）

3.1　定标量水体系常用在2管理体系,其掌控方法有2种。一类为盘管中的水是常通的,水量依托阀门一回性调整以极变更,房内温度的高矮由手动选取风机的3档转速进行调解；另一类为盘管中的水是常通的,水量依托阀门一回性调整以极变更,房内温度掌控器掌控风机启停,手动3档开关调解风机的转速。

3.2　变标量水体系其掌控方式为：手动3档开关选取风机的转速；手动节气转化开关,风机和河路阀门帘锁；由房内温度掌控电动2通阀的启闭。当2通阀断电后,能自行切断河路。近年以来因为效能请求和创造厂家制品差异,显现了非常多另外掌控办法。

4　型成吊顶渗水的缘故及处理方法

风机盘管体系比较,多见的难题基本上就是吊顶渗水,既影响好瞧,并引发使用者的不满,引起不需要的亏损。

4.1　保温材料的选取及开工风机盘管体系是由凉水主机供应冷藏水,水温一般唯有8℃上下,故而,其冷藏水的供、回水管,凝结管和凝水盘的温度都比较,低,在夏天易于显现结露,务必施行保温,并且对保温的请求同样比较,高。但因为保温材料和开工的缘故,沒有能够将保温材料紧帖在管璧或者管件上,乃至保温材料与管璧中间存有定然的空隙,当空气air歩入空隙中遇到低温管璧时,便型成凝集水,凝集水越积越多,就可能渗岀,弄湿吊顶。例：因使用玻璃棉管壳保温,在阀门等不准则管件上不容易将之紧帖,管件外面型成凝集水并吸入管壳内,整体玻璃棉管壳吸足水后凝结水滴岀,弄湿吊顶。仍有的项目是凝水盘未作保温,进而在凝水盘下产生两回凝水,浸湿吊顶。

随着健造物级別的提升,非常多健造物的空调水体系使用橡塑保温材料。此种材料在材料构架、导热参数、外面放热参数、抗水汽渗入参数上具备非常大的卓越性,特別是其在开工质量上大大优于玻璃棉,特別适宜于不准则状貌通道管件和阀门的保温,大大下降了因开工缘故引起的凝集水滴落现像[phenomenon]。

4.2　凝结管的设定此刻因为非常多健造开拓商对健造财经性或者特別用处的需用,健造物的层高广泛比较低,至使吊顶内的空间更加为窄小,对空调体系的风管、水管的整理极其有害。风机盘管的凝集水排放是靠凝结管的梯度来完成的。当吊顶内空间非常小至使凝结管梯度不够,以至偶尔因为开工成员的大意至使无坡或者反坡时,就可能至使凝结水除水不畅,聚在漏水盘中,积水太多后溢岀,至使浸湿吊顶。故而,在策划和开工中,要保证风机盘管的凝结管有足够梯度。例某总合楼,因为营售需用,在首层与2层间设定了一个荚层,引起首层、荚层层高极低,沒法满意风机盘管体系凝结水的集合排放请求(沒法保证梯度)。在开工和策划中使用了照近设定立管除水的行动,既2～3个盘管受用一个除水立管,直接排入地底下室除水沟。另外,在开工中存在些开工单位,为图便捷便捷使用聚氯乙烯软管作为凝结管,在管路较长时因为刚度不够而沒法保证除水梯度。故一般应使用镀锌钢骨,在与凝水盘相联部份(BuFen)使用纹路管联接。

因为凝结水体系是一个无压体系,故而,凝结管的管径大小对凝结水的排放有要紧影响,若凝结管管径过小,会至使沿程嶂碍加大使凝结水排放不畅,若管径太大且会糜费材料。一般在策划历程中,策划成员会根据策划手册中列岀的凝结管径与风机盘管重量间的呼应干系来断定凝结管管径。在事实开工中需增强监理工作,预妨开工单位,不按开工图请求以小管径的镀锌钢骨来顶替,至使将来应用中凝结水排放不畅。

4.3　另外缘故在开工中为了风机盘管的修理便捷,一般在冷藏水进岀盘管的管路上设定截至阀,在进水管上仍要设定筛选器以预妨污物歩入盘管。可在事实运行历程中,某些截至阀因为品质难题,在阀芯处显现漏水现像[phenomenon],或者是由于截至阀和筛选器保温不好至使凝结水型成。故而,在选取截至阀时,在注资准许的境況下,能够选取部分非常高级別的入口制品或在订购风机盘管时,向公司提起加长凝水盘的请求,由于截至阀和筛选器都是在风机盘管边上,使凝水盘洽当加长伸展至截至阀和筛选器下同样切实feasible有用。

在应用历程中,已经发掘因为凝水盘的除水口堵住而引起凝结水外溢,其缘故是由于盘管多是在湿工況下工作,盘管外面经常沾满尘士。若保护成员沒有或者者讲不存在及时冲冼,就可能使这一些尘士或者部分微小纤维状物质[substance]被凝水冲下,沉淀在凝水盘中,凝水盘中的湿润周围的环境经常至使病菌生长型成胶状污物,进而堵住除水口。故而,应定期对风机盘管施行检测检查冲冼,以保证凝集水排放无诅。

开工品质亦为一个要紧缘故。非常多项目的策划全是严励依照策划标准、手册来施行的,可在开工历程中少数开工单位,偷工减料,某些现场开工成员以至未通过特別的装置短训就上岗控制,至使在运行历程中显现了如此那般的难题。故而,开工单位,得对开工成员施行需要的上岗短训,开工历程中要增强监理力度,杜绝所有偷工减料或者错处控制的现像[phenomenon]产生。

5　另外多见难题及处理办法

5.1　噪音难题在风机盘管体系中,偶尔一开机就可能型成使人焦躁的噪音,进而使整体体系的运行情況极不正常。引起此类现像[phenomenon]的缘故一般是由于风机盘管选配不当,噪音源自于风机型成的声码率级及佰叶风口的气流噪音。特別在部分旅社客房中,风机盘管的噪音经常至使客人的告状。

在策划开工中,应尽可能选任低噪音风机,在满意风力风压先决条件下,洽当选取低转速的风机,以下降其空气air前进力噪音。对部分需要较高的屋子,可于风机盘管的岀风口作消声安排或者增添消声装置,在装置时仍要留意办好减振及找平权工作。

5.2　回风筛选难题非常多使用风机盘管体系的屋子,在第1～2年空调作用非常好,3年之后冷量降低许多,室温沒法降下来。经考察,缘故是回风口未装空气air筛选网。

因为风机盘管体系为湿工況运行,若回风未筛选,空气air中含尘量非常高,空气air中的尘士或者其余微小纤维,遇到湿润的盘管就可能沾在上头,不易处理,长而久之,至使盘管热兑换速率下降,使室温沒法达到和实现策划请求。故而,大凡策划卧式暗装风机盘管,在注资准许的因素下应加设空气air筛选器或者筛选网辉发器靠铝翅片来换热的,房内空气air中含着水份、尘士、微生物[organism]、病菌等微粒,从吸风口吸入。第一,通过筛选网,有近20%大的尘粒被筛选网所附着。而80%的微小尘埃、病菌等微粒,在通过铝翅片微小间隙时（1mm空袭,65mm深度）,因为翅片凉而空气air热,在翅片外面型成了滴露,空气air中的微粒都被粘附在铝翅片的外面,日积月累产生了厚厚的误点,大大下降了热速率,达不到定量值。咱们的修理技工人协会遇见运行了两至三年的风机盘管开快速档而无作用,发掘电机及风轮运行正常,且能达到和实现定量转速,勘察岀风口（散流器）无风。

5.3主机及末端配置筛选器堵住

5.4保护：风机盘管时常显现的茅病一般有三个：

A.温度调不起来,：电体系、水体系、风体系。当中重点是盘管热兑换本事丟失（铝翅太赃或者滤网堵住）；水管内有空气air,产生""气堵""现像[phenomenon]；
B.漏水；
C.噪声超标。

6冲冼盘管办法：

6.1将回风口从痘疮扳上取下,切断风机械电子源

6.2打开修理孔,拆下电机上的联接线

6.3转动螺丝取下风机

6.4将风机移至工作台上,将电机轴与风轮联接的止动螺丝松动,脱开风轮,将风轮及罩壳一个取下,方便处理

6.5罩壳微风轮用压力水冲冼

6.6盘管部份(BuFen)先用细铜丝刷往返刷动去污,接下来用迸射器迸射空调盘管冲冼剂施行化学[chemistry]冲冼,再使用清水冲冼清爽（有因素的用氮气冲吹）。该工作在客房施行时要有充足预备：第一要保证凝结水管畅通,第2要在地毯上铺好旧床铺。若有多年使用的风机盘管,不但铝翅非常赃,且铜管内璧积滿水诟,此时要整体盘管拆下来,浸泡在冲冼空调盘管的冲冼池中,或者接高压水泵逼迫冲冼剂在盘管内循环,再使用清水冲冼清爽。

6.7接水盘内有水遗存,再加上温度适合,易有藻类生长,型成胶状顺溜的极浓的残堵住凝水通道,需在接水盘内摆放灭藻药品,以递减其害处。


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风机检修对主要零部件存在问题的判定
(1)转子
1)发现叶片、叶轮有裂纹，则应更换。
2)转子径向跳动增大，超过o .10mm以上，则应查找原因，进行修正。
3)转子轴颈有划痕，可用金相砂纸抛光。
4)转子振动增大并已超过报警值的30﹪，或者振动值已超过了报警值，则应校验转子的
动平衡。
5)只要重新修磨轴颈、更换叶片、叶轮，就必须对转子动平衡校验。
6)只要发生损坏（如浸蚀、腐蚀、外来物体的撞击等），就应对损坏的零件进行检查，并把损坏的程度记录下来。
7)对于轴流压缩机在大修时，应进行叶片的裂纹检验（由于喘振引起的裂纹或叶，
劳产生的裂纹），检验范围为转子的最前两级和最后两级叶片。
(2)轴承
1)发现轴承合金有裂纹、脱壳，则应更换轴承。
2)轴承合金表面出现点蚀、腐蚀，则应检查轴承的绝缘性和润滑油的酸值。如果点蚀不
严重，轴承经过刮研修整，可继续使用。
3)轴承合金表面划痕(小于0.5mm×0.5mm)时，可用刮刀刮平，可继续使用。 4)轴承表面出现巴氏合金流动和磨损，则应检查轴承间隙的瓦面的型线，不符合要求者
应更换轴承，同时还须校验转子的平衡精度。
(3)梳齿型密封 由于密封的同轴度、转子的热膨胀或者振动都有可能使梳齿型密封磨损。如果密封间隙超过设计值，将使气体泄漏量增加，鼓风机的排气量减小，同时也将使转子的轴向力增大。在图6-33中给出了平衡盘密封间隙对鼓风机流量降低的影u向规律。由图6-33中两条曲线可以看出：当平衡盘密封间隙加倍时，流量的降低几乎增加了一倍。同样，叶轮密封间隙引起的内泄漏也同样会影响鼓风机的流量。


叶轮和平衡盘密封间隙的变化同时也影响着转子的轴向力。表6-9中给出了一台出口压力
为0.9MPa的离心压缩机叶轮密封在乎衡盘密封间隙增大时，对轴向力的影响。从表6-9表格
中数值可知：密封间隙增大，轴向力将大大增加，对于多级高压离心压缩机更是如此。
因此，无论从增加泄漏，还是从增大轴向力的角度，密封间隙超差时，及时更换密封是完
全必要的。

(4)机械密封或油膜密封密封元件的任何超差（如浮环内孔直径、椭圆度、端面跳动、
浮环间隙等）都应更换。
(5)增速器齿轮对
1)齿面动态啮合斑迹位置不符合要求，应及时调整齿轮的平行度。
2)齿面出现拉毛或者胶合现象。前者应找出原因，并对齿面进行精心抛光；对于后者应
予报废。
3)大齿轮与主油泵之间找正不好，造成大齿轮轴端十字滑块和轴槽的加剧磨损，传动噪
声增大。可以在轴端重新铣槽，并在精确找正主油泵使之保持同轴。
4)使用多年后，齿啮间隙将增大，若齿侧问隙增大到设计值的一倍时，应考虑更换齿轮对。
(6)联轴器
1)齿面接触不良（接触位置不正常或者仅少数几个齿接触）这是由于联轴器制造误差和找
中误差大而引起的，应进行检查和调整。
2)齿面磨损使齿侧间隙增大，不正常磨损一般是由于找中误差和油脏造成的。轻微磨损
可以继续使用，当齿侧间隙增加到设计值的两倍时，则应更换。
3)齿面点蚀大多是由于转子电流造成的，可通过对点蚀部位的修磨和转子的接地来解决。
4)充油式联轴器漏油，这是不允许的，必须彻底解决。
5)弹性联轴器中牛皮圈或橡胶圈老化或油浸变质时，应及时更换。
6)十字滑块联轴器滑槽间隙过大时，应检查找中和更换。
7)油系统油质不符合要求（杂质和变质）。杂质一般是油系统本身产生的，例如回油管
经常处于未充满状念，未充满部分的油管就会锈蚀，另外，油漆脱落零件表面也会锈蚀，捌
是当油雾排风机从外界吸入•些水蒸汽或腐蚀性气体时，将使油管锈蚀加剧，传动系统工作摩擦产生的金属微粒也将进入油中而增加油中的杂质。
变质主要是外来物质污染的，例如润滑油可以被进入的氨水、海水和冷却器漏A油中的水所腐蚀，同时由于长期加温，也会加速润滑油的变粘和老化。
润滑油不符合要求时，应及时更换新油，并且要找出原因，采取相应措施。
下面介绍一种润滑油质的简单检验方法，可用于定期的标准I试验室化验的中间检验。
在机组运转时，用高壁圆柱形量杯取出油样，并且要完全充满，静置1—2天，就会出现如图6-34所示的结果：杯中上部是空气，在润滑油中存在•定比例的空气是正常的，但空气的比例不应超过2010~3%。中间部分是油，新油是清亮的，而用过的油逐渐变成棕色，当然深色的油仍能满足使用要求。但是，如果从下一次样品看到有较大的变化，这就证明润滑油开始明显变质了，则必须更换新的润滑油。杯底部是水和杂质，若油中有硬颗粒杂质肯定是不允许存在的，有水也是不行的。但如短期有百分之几的清洁水不会直接影响机组运行的可靠性，受影响的足油的工作寿命（使油乳化）和停机后的机器锈蚀。
(8)轴线找中误差检修时经常发现轴线对中值与安装时的记录值有很大变化，这主要是底座安装不平和管道作用力引起的（两者也影响到鼓风机内部的间隙要求）。应当查明原因，根据现场的实际情况．以最少的修正达到良好的效果。

(9)辅机问题
1)冷却器冷却效果下降。这应该从三个方面来检查和处理。冷却管束的积垢，降低了热
导率；水侧（或油侧）存在气体，减少了热交换面积；冷却水水温偏高。
2)逆止阀卡住。轴承的锈蚀和积垢是主要原因，应彻底解决。
3)电动机定子绕组吸附大量油泥。这主要是电动机工作环境存在油雾和灰尘所造成的．
应在改变工作环境上采取措施。

    中国风机产业网  一般工程机械设备的用度很高，所以我们要好好保养工程机械，延长工程机械的寿命。

    除了尽量减少有害因素的影响外，还应该在使用工程机械时保证正常的工作载荷。下面就来具体先容一下。

    1、减少温度的影响

    在工作中，各个零部件的温度都有各自的正常范围。如一般冷却水的温度为80-90℃，液压传动系统液压油的温度为30-60℃，低于或超过此范围就会加速零件的磨损，引起润滑油变质，造成材料机能变化等等。

    试验表明，各种工程机械的主传动齿轮和轴承在-5℃的润滑油中运转比在3℃的润滑油中运转，磨损要增大10-12倍。但当温渡过高时，又会加速润滑油的变质，如机油温度超过55-60℃时，油温每升高5℃，机油的氧化速度将进步一倍。为此，工程机械在使用过程中，一要防止低温下进行超负荷运转，保证低速预温阶段的正常运行，使机械达到划定温度后再进行行驶或工作，不要由于当时不泛起题目而忽视其重要作用;二要防止机械在高温下运转，机械运行过程中要常常检查各种温度表上的数值，发现题目立刻停机进行检查，发现故障及时排除。对于一时找不到原因的，毫不能不经处理而仍使机械带病工作。在平时的工作中，要留意检查冷却系统的工作状况。对水冷式机械，逐日工作前必需检查，加添冷却水;对风冷式机械，也要按期清理风冷系统上的灰尘，保证散热风道畅通。

    2、减少机械杂质的影响

    机械杂质一般指的是灰尘、泥土等非金属物质和工程机械在使用过程中自身产生的一些金属屑、磨损产物等。这些杂质一旦进入机械内部，到达机械的配合表面之间，其危害是很大的，不但使相对运动出来阻滞，加速零件的磨损，而且会擦伤配合表面，破坏润滑油膜，使零件温度升高、润滑油变质。

    据测定，润滑中机械杂质增加到0.15%时，发念头第一道活塞环的磨损速度将比正常值大2.5倍;动弹轴随进入杂质微粒时，其寿命将降低80%-90%。因此，对于工作在环境恶劣、前提复杂场所的工程机械来说，一要使用优质、配套的零部件及润滑油、润滑脂，堵住有害杂质的源头;二要做好工作现场的机械防护工作，保证相应机构能正常工作，防止各种杂质进入机械内部。对泛起故障的机械，尽量到正规的修理场所进行修理。现场修理时，也要做好防护措施，防止现场修理时更换的零部件在进入机械前受到灰尘等杂质的污染。

    3、减少各种侵蚀作用

    金属表面与附近介质发生化学或电化学作用而遭受破坏的现象称侵蚀。这种侵蚀作用不但会影响机械外表设备的正常工作，而且会侵蚀到机械内部的零部件。如雨水、空气中的化学物质等通过机械零部件的对外通道、缝隙等进入机械内部，侵蚀机械零件内部，加速机械磨损，增加机械故障。因为这种侵蚀作用有时是看不见、摸不着的，轻易被人忽视，因而其危害性更大。在使用中，治理和操纵职员要根据当时当地天 *** 况、空气污染情况，采取有效的措施，减小化学侵蚀对机械的影响，重点是防止雨水及空气中化学成分对机械的侵入。

    4、保证正常的工作载荷

    工程机械工作载荷的大小和性质对机械的损耗过程有着重要的影响。一般来说，零件的磨损随负荷的增加而成比例地增加。当零件承受的载荷高于均匀设计载荷时，其磨损将会加剧。另外，在其他前提相同时，不乱的载荷比动载荷下磨损要小，故障少，寿命低。试验表明，发念头在不不乱载荷下工作与不乱载荷下工作比较，其气缸的磨损将增大2倍。在正常负荷下工作的发念头，其故障发生率较低，且寿命延长。相反，超负荷运转的发念头，故障发生率显著增多，寿命也会比设计指标减少。常常处于大范围负荷变动的机械磨损量大于连续不乱工作的机械。

离心风机R2S175-AB56-01资料

可以被三鼎品牌离心风机R17572M-23W-B21替代         R2S175-AB56-01/430m3/h/AC230V 商品货号：CP01705 商品品牌：ebmpapst依必安派特 商品重量：900克 商品属性 [ 叶轮直径 ] : ￠175mm [ 电机转速 ] : 2350 1/min [ 工作频率 ] : 50 Hz /1相 [ 工作电压 ] : 230VAC / 1相 [ 电压范围 ] : AC175V...235V/1相 [ 工作电流 ] : 0.29 A  [ 输入功率 ] : 53W [ 最大风量 ] : 440 m3/h  [ 工作温度 ] : -20 .. 60 °C [ 启动电容 ] : 不需要电容启动 [ 最大风压 ] : 0 .. 250 Pa  [ 使用寿命 ] : 40 °C时L10预计寿命30000小时 [ 噪音指数 ] : 61 dB(A)  [ 引线方式 ] : 从风圈出线长270mm 末端裸露TR64的插头接电 [ 绝缘等级 ] : F级(155) [ 接线说明 ] : 蓝色=电源 黑色=电源公共端 棕色=电容 花色=接地 [ 防护等级 ] : IP44 [ 材质材料 ] : 塑料外壳,金属叶轮与金属外转子电机连接 [ 产品认证 ] : 可提供CCC CE UL 等认证 相关附件：R2S175-AB56-01.pdf

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收录时间:2011年01月07日 16:45:54 来源:ccen 作者:

高压变频器在高炉除尘风机上的应用与实践

摘  要：本文分析了高压变频器在济钢高炉除尘风机中应用，通过计算分析以及实际运行的效果，证实了高压变频器在电机系统节能中的重要作用。          关键词：高压变频器 变频调速 节能          1.引言          　　随着国民经济的迅速发展，特别是世贸组织的加进和市场竞争的加剧，能源题目已经显得尤为突出，节能减排的大力投资成为各个行业进步市场竞争力新的亮点。而各个行业中，电机的应用极为广泛，它是工况企业中的主要动力，在冶金、石化、电力、矿业等各个行业中，用于风机、轧机、泵类等大型机械设备的拖动，尤其高压电机的电能消耗非常巨大，占企业所有电机电能消耗的65-75%之多。对于电机节能，高压电机的节能尤为突出。目前电机系统节能工程被定位国家发改委启动的十大重点节能工程之一。对电机系统的节能来说，不管从调速、起动和制动性能上来说，采用可控硅变频技术是最为理想的节能途径，尤其在某些特定工艺下，中、高电压、大功率的电机采用高压变频器节能效果尤为明显。          2.高压变频器的分类及节能上风          　　变频器是运动控制系统中的功率变换器。目前，我国高压变频器呈现三大趋势：          　　（1）功率单元串联多电平技术依然是市场的主流。          　　（2）向大功率方向发展。          　　（3）随着高压变频技术的成熟，将大幅拓展工艺控制对于变频调速的需求。          　　高压变频器不像低压变频器那样具有成熟的一致性的主电路拓扑结构，而是限于功率器件的电压耐量和高压使用条件的矛盾，国内外各变频器生产厂商，采用不同的功率器件和不同的主电路结构，以适应各种拖动设备的要求，因而在各项性能指标和适用范围上也各有差异。          　　高压变频器的分类一般可分为两大类：          　　（1）交?交变频器（无直流环节）          　　（2）交?直?交变频器（有直流环节）。          　　其中交?直?交变频器又可根据直流环节采用大电感以平抑电流脉动的变频器称为电流源型变频器，直流环节采用大电容以抑制电压波动的变频器则称为电压源型变频器。图1为三种高压变频器框图。          图1：三种高压变频器框图          　　无论何类变频器，判定其优劣，首先要看其输出交流电压的谐波对电机的影响;其次要看对电网的谐波污染和输进功率因数;再次要看其本身的能量损耗（即效率）如何。          　　无论何类型的高压变频器在特定的工艺要求下，其节能的上风都是很明显的。在以往的大功率电机的节能调速，一般采用下列几种方式：星/角接启动器、自耦降压启动、配套电容补赏器，进步功率因数　终端电压、配套电磁调速器（适合于无级调速），减少启动时机械冲击等。以上几种节能调速，节能效果均不明显，并且调速范围窄，转速不稳定、电机的效率低，损耗大、经常出现故障，不能满足连续生产的需要、调节精度低，响应慢等。高压变频器以节能为目的典型应用是风机调速、泵类调速，为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节进口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输进功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，假如流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求          　　由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，假如水泵（或风机）的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系,屋顶排风机。当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。这时，电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低，比调节挡板、阀门节能40%一50%，从而达到节电的目的，同时又可进步系统可靠性及稳定性。          3.案例剖析          　　现在已2006年河南济钢6#高炉出铁场除尘风机采用的北京利德华福电气技术有限公司生产的高压变频器为例，从工艺、变频器结构、节能原理以及节能效果进行具体的分析介绍。          　　3.1 工艺          　　高炉在生产过程中，出铁场产生大量的烟囱，污染环境，根据国家法规，需要除尘处理。除尘风机是一个间隙性的工作制度，即高炉出铁时使用，不出铁时不用，使用率大约在60%左右。图2为高炉炼铁出铁场工艺周期。          图2：高炉炼铁出铁场工艺周期          　　图2中：          　　A到B、E到F为高炉冶炼时间，          　　B到C、F到G为升速时间，可以调节，          　　C到D、G到H为高炉出铁时间，          　　D到E、H到I为减速时间，可以调节。          　　每次高炉出铁时间约50分钟，为高速段，定为45Hz,可以调节;高炉冶炼时间约30分钟，为低速段，定为5Hz,可以调节。          　　3.2 方案选择          　　根据以上工艺要求，又由于除尘风机所配电机为高压电机，不答应频繁启停。假如风机长期采用工频运行，通过调节风门的出口挡板调节风量来满足生产工艺要求，大量电能白白浪费在阀门上。假如采用液力耦合器调速，则由以往经验可知，液力耦合器存在以下主要缺点：          　　（1）调速范围有限，为50～95%，转速不稳定，高速段减小了设备的出力能力，低速段影响节能效益的发挥;          　　（2）调速越低时效率越低，低速时发热厉害;          　　（3）调速精度低，线性度差，响应慢，不大适应自动控制要求;          　　（4）电机固然可以不带载启动，但仍然有5倍左右的冲击电流，影响电网稳定;          　　（5）必须串进电机和机械的连接轴中，不适合于设备改造;液力耦合器故障时，没有工频旁路系统，负载机械将无法运转，必须停机检验;          　　（6）漏油严重，对环境污染大;可靠性差，维修难度大，严重浪费人力及影响生产。          　　经过以上的分析，既要满足工艺要求，又要达到调速节能的目的，采用高压变频器对电机进行拖动控制最为理想。方案定为一拖一方案，如图3所示。变频器选用专业制造高压变频的北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A系列高压变频器。  ,大型屋顶风机;        图3：高压变频器一拖一方案          　　3.3 HARSVERT-A系列高压变频器基本结构原理          　　HARSVERT-A系列高压变频器为交?直?交电压源型变频器，采用直接“高-高”变换形式，为单元串联多电平拓扑结构，主体结构由多组功率模块串联而成，从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出，它对电网谐波污染小，输进电流谐波畸变小于4%，电网输进电压谐波畸变小于2%，直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准，输进功率因数高，不必采用输进谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形质量好，输出电流谐波畸变小于2%，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等题目，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机，变频器每个系统共有21个功率单元，每7个功率单元串连构成一相，其系统结构如图4所示。其中（1）为高压开关;（2）为干式移相隔离变压器;（3）为电动机;（4）为功率单元;（5）为主控箱;（6）为人机接口;（7）为可编程控制器;（8）为电流霍尔;（9）为电压检测。          图4：HARSVERT-A系列高压变频器系统结构          　　3.4 变频调速节能原理          　　（1）变频调速的方法          　　交流异步电动机的输出转速由下式确定：          　　n=60f（1?S）/p……①          　　式中：n-电动机的输出转速;f-输进的电源频率;S-电动机的转差率;p-电机的极对数。          　　由公式可知，变频调速就是通过改变输进到交流电机的电源频率，从而达到调节交流电动机的输出转速的目的。          　　变频调速系统是从电网直接接收工频50Hz的交流电，经过交-直-交变频方式，将输进的工频交流电变换成为频率和幅值都可调节的交流电直接输出到交流电动机，实现交流电动机的变速运行。          　　（2）变频调速的节能原理          　　除尘风机作为一种基本的风机类负载的工作特性如图5所示。          图5：除尘风机的工作特性          　　曲线①为负载按转速N1工作时的特性曲线，曲线②为负载按转速N2工作时的特性曲线，③④为管网的阻力曲线。在第一种负载工况下，负载工作在A点，流量为Q1，压力为H1。假如负载仍然按N1速度定速运行，用挡板将流量调节为Q2时，压力将上升到H3，负载工作点移到B点。由于挡板的截流作用，管网阻力曲线由③变为④。          　　在A、B两点，负载功率分别为PA=H1×Q1，PB=H3×Q2，固然Q2H1，实际减小的功率有限。          　　假如不采用挡板调节，这时管网阻力特性保持曲线③不变，改用调节负载速度来减小流量，负载改按速度N2运行，工作特性为曲线②，负载工作在C点，流量仍然为Q2，但压力为H2。          　　相比B、C两点，负载减少的轴功率为：ΔP=PB- PC=（H3?H2）×Q2          　　在风道阻力特性不变的情况下，离心式风机的风量Q、压力H、轴功率P和转速N之间满足如下关系（相似定理）：Q∝N，H∝N2,P∝N3          　　所以有：　　就是说，通过调速方式改变风机风量，风量下降一半时，在不考虑到效率的情况下，风机轴功率将下降87.5%。这也是为什么变频调速在风机应用上节能十分明显的原因。          　　另外，工频50Hz电网直接启动，对电网和机械冲击较大，声响很大，估算其启动一次的损耗:Ws=0.5Jwo²（1+r1/r2）Tm/Tm-TL，风机类负载的平方转矩特性与异步电动机起动时的机械特性曲线部分相似，可以Tm/Tm-TL=1计。而变频软起动损耗很小，只有上述Ws十分之一，则每年的起动节能也是很可观的。          　　当采用变频调速时，50Hz满载时功率因数为接近l,工作电流比电机额定电流值要低很多,这是由于变频装置的内滤波电容产生的改善功率因数的作用,可以为电网节约容量20%左右。          　　3.5.运行效果分析          　　6#高炉出铁场除尘风机电机参数：额定功率710kW，额定电压6000V，额定电流89 A，功率因数0.816，额定转速740r/min.          　　目前带变频器时运行实际输进值为：电机高速时（45Hz）电流为50?55A左右，电机低速时（5Hz）电流为1.36A。根据公式：变频器出进电压U1×变频器输进电流I1×变频器本身功率因数=变频器输出电压U2×工频电流I2×电机功率因数，以上实际运行工频电流为：电机高速时59-65A，电机低速时为18A。          　　电机高速时，输进电流55A，输进电压6450V，转速740r/min，电机低速时，输进电流1.3A，输进电压540V，转速76r/min。          　　实际不用变频器时工频电流为65A，这可能与变频器读数显示不准有关，现仅以变频器显示数据为依据进行节能核算。炼铁出铁时间与不出铁时间按60%对40%考虑。每年按8000小时考虑。          　　电机工频状态下，每年耗电量为          　　×Ue×I×cosΦ=1.732×6.450×65×0.816=592.5kW?h          　　每度电按0.5元算，592.5×8000×0.5=2370124元。          　　电机带变频时：转速与频率成正比，功率与转速关系为P/Pe=（n/ne）3，          　　所以电机高速时：P=Pe×（n/ne）3/0.96=739.5kW?h，          　　电费为：739.5×（8000×60%）×0.5=1774800元，          　　电机低速时：P=Pe×（n/ne）3/0.96=0.74 KW/h，          　　电费为：0.74×（8000×40%）×0.5=1184元。          　　一年省往电费为：2370124-1774800-1184=594140元，          　　节省比例为：594140/2370124=0.25，          　　耗电节省为25%，1年半能收回本钱。          　　3.6 应用高压变频调速系统产生的其他效果          　　（1）维护量减少          　　采用变频调速后，无论哪种工艺条件，随时可以通过调整转速使系统在接近额定状态下工作，通常情况下，变频调速系统的应用主要是为了降低电机的转速。由于启动缓慢及转速的降低，相应地延长了很多零部件的寿命;同时极大的减轻了对管道的冲击，有效延长了管道的检验周期，减少了检验维护开支，节约大量维护用度。          　　（2）工作强度降低          　　由于调速系统在运转设备与备用设备之间实现计算机联锁控制，机组实现自动运行和相应的保护及故障报警，操纵工作由手动转变为监控，完全实现生产的无人操纵,屋顶风机，大大降低了劳动强度，进步了生产效率，为优化运营提供了可靠保证。          　　（3）减少了对电网的冲击          　　采用变频调节后，系统实现软启动，电机启动电流远远小于额定电流，启动时间相应延长，对电网无大的冲击，减轻了起动机械转矩对电机机械损伤，有效的延长了电机的使用寿命。          4 结束语          　　高压变频调速系统是直接串联于高压电源与高压电机之间的变频调速设备，以其安全、良好的运行性能正快速的替换其它调速产品，全面的进进到各个行业的节能项目中。利用高压变频调速技术的目的是改变设备的运行速度，以实现调节现场工况，大大进步了系统的自动化程度，既满足了生产要求，又达到了节约电能，同时使维护量大大降低，为企业带来可观的效益。在电机系统的节能中，高压变频器以其节能的力度，起着重要的作用。

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