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宁德多级离心鼓风机_罗茨鼓风机

2019年12月11日    

2018年9月18日氮气循环鼓风机投入装置冬季停工运行,经过大氮循环烘炉、大氮循环降温及小氮循环降温等阶段验证,设备运行良好,经评价设备改型获得成功。

罗茨鼓风机不适用氮气循环升温工况

某公司氮气罗茨鼓风机于2010年5月投入生产运行,在装置开工大氮、小氮循环催化剂升温还原及装置停工催化剂降温过程中,机组多次出现故障,被迫抢修,严重影响到装置运行,同时机组噪音很大。2018年3月鼓风机因转子轴断裂而报废,其情况总结如下:

(1)机组噪音很大,经现场测试噪音达到130分贝以上。

为减小机组噪音,安装了隔音棚,但噪音仍然很大,噪音对环境已造成了严重污染。

(2)机组机械密封易损坏,严重影响装置运行。

①据统计从2010年5月至2018年2月,机组故障次数达16次,机械密封损坏27套,其中进口密封19套,国产密封8套。

②机械密封损坏形式主要是机封静环磨损、断裂。

(3)4套 机械密封前增设隔离气,防止催化剂粉末对机封的影响[1]。

2010年5月装置原始开车时,鼓风机4套 机封严重损坏,拆卸后发现机封内有大量催化剂粉末。为减小介质中催化剂粉末对机封的影响,在4套 机封迷宫密封与机封之间增设了隔离氮气管线,要求机组出口压力要小于隔离氮气压力。

增设隔离气改善了机械密封的运行环境,虽然起到了一定效果,但未能彻底解决机封易损坏的问题。

(4)机封安装精度要求较高,安装不当易造成机封失效。

①机封外壳较薄,易变形,安装时敲击易造成外壳变形,导致静环卡死而机封失效。

②静环安装水平度要求小于0.1mm/m,否则机封发生偏磨泄漏[2]。

③机封压缩量为2.0~2.5mm,压缩量过大易造成机封静环磨损失效,压缩量过小易导致机封直接泄漏而失效[3-4]。

(5)机封国产化改造,效果不好。

通过对罗茨鼓风机存在的故障进行原因分析、调研,对现有鼓风机进行改型,选择离心鼓风机获得成功,可得到以下结论 :

(1)罗茨鼓风机不适用氮气循环升温工况,机械密封易损坏,机封泄漏导致润滑油污染,机封损坏易造成设备二次损伤。

(2)介质中催化剂粉末是造成罗茨鼓风机机械密封损坏的根本原因。

(3)催化剂粉末对改型鼓风机迷宫密封影响较小,从而保证了设备长周期运行。

(4)改型鼓风机结构简单,易于维护和检修, 其操作简单。

(5)改型鼓风机噪音小,振动小,对环境影响小。

(6)改型鼓风机副叶轮对降低轴承温度很有利, 可提高轴承使用寿命。

改型鼓风机迷宫密封存在泄漏,影响机组效率,为减小泄漏量,可进一步对迷宫密封梳齿进行优化设计。

罗茨鼓风机选型与其他风机选型一样,需要知道一定参数才能确定风机型号,其作为气力输送设备,广泛用于化工行业、冶金行业、环保行业,必须计算精 确的参数型号才能使用,型号大了浪费电源和资金,达不到节能环保的效果,而型号太小满足不了工况,不能适应工作环境要求。下面锦工风机就和大家来探讨下,哪些参数我们在选型时必须掌握。

1、风量参数

罗茨鼓风机风量参数,指的是单位时间内罗茨鼓风机输送气体的体积,一般计量单位为:m?/min或者m?/h,也存在其他计量单位,罗茨鼓风机因行业应用较为广泛,在某些行业中只为辅助设备,无法估算所需的风量参数,如:水泥输送、锅炉返料等。这些工况下可能只能提供单位时间的输送量,如:输送水泥15吨/小时;该物料输送量数据也可以帮助我们估测风量,风量参数是罗茨鼓风机选型时必须要掌握的参数之一。

2、压力参数

压力参数指的是罗茨鼓风机的出口压力,也指的是罗茨鼓风机需要克服的压力,锦工风机曾一再强调,罗茨鼓风机自身并不产生压力,其克服前方管道压力的能力,我们称之为“罗茨鼓风机压力”。因罗茨鼓风机属于容积式风机,其压力取决于前方管道和大气压力,也是我们常说的“背压”。前方压力多少,压力表上面就会显示多少压力,超过额定压力,罗茨鼓风机就会处于超压状态,烧毁电机是随时可能发生的事情。

以上两个参数是罗茨风机选型的必备参数,要对罗茨鼓风机精 确选型,这两个参数必须要知道,下面几个参数也很重要,有哪几个参数呢?

3、转速参数

罗茨鼓风机主要有两种传动方式,一种是皮带传动,一种是直连传动,在一些行业中,对罗茨鼓风机转速有严格的要求,必须要固定转速的罗茨鼓风机,我们只能根据需求进行定制。那么,风机转速对风机有什么影响呢?

风机转速影响的有两个方面,一个是风机的风量,一个是风机的使用寿命,在其他参数确定的情况下,转速越高,风机的输送量越大;其次风机转速越高,自身磨损也就越严重,所以,同样的风机,其他参数全部一样,唯独转速不同,那么,转速高的风机使用寿命会低于转速低的风机。以上,我们就能看出转速参数的重要性了。

4、介质参数

并非所有气体罗茨鼓风机都能进行输送,像酸碱性较高的气体、易燃易爆的气体,罗茨鼓风机是不能进行输送的。例如:强腐蚀性气体,即便我们可以定制特殊材质的罗茨鼓风机,但是强腐蚀性气体对罗茨鼓风机损坏非常的高,很难适应此类工作环境。市面上大多是铸铁罗茨鼓风机、不锈钢罗茨鼓风机,也都有自己的使用标准,所以,在选型时,即便根据风量和压力能够进行选型,但对输送介质也是有一定要求。

5、密封方式参数

上面我们提到了输送介质,罗茨鼓风机通常输送清洁空气,也可以输送煤气、沼气等气体,在风机选型时,我们还需要考虑到一个参数:密封方式,一般罗茨鼓风机的密封都是采用涨圈+活塞环密封,但是输送有特殊气体时,可能需要采用各种机械密封,密封方式的差异,会造成罗茨风机型号价格浮动,也是选型必要参数之一。

以上,都是罗茨鼓风机选型时必须要准备的参数,其实还有很多其他参数,你有可能会问:为什么没有电机的相关参数,如:电机功率、电压、防爆等级等,罗茨鼓风机选型能够确定以上5个参数,便可以确定配套的电机功率,也会影响到电机的选用,如果我们对电机有品牌、防爆等级等有特殊要求,也应告诉制造商,因为这也会影响的风机选型价格。

注意:影响风量和压力的参数有很多,如:环境、湿度、气候、海拔、空气密度等,如:海拔100米与海拔3000米,选型时对压力选择会存在一定影响。这些都会从侧面对罗茨鼓风机的有效输送风量产生影响,选型时,如果有当地气候环境的数据,可以将这些参数提供给制造商,以做风机选型辅助材料使用。

PLC带负载能力较强,又同时具有逻辑处理功能和数据运算能力,能够适用在各种工业数字控制环境下,并且一般可以直接驱动电磁阀和交流接触器等。随着PLC通信能力和网络模块的增强,可以很方便就能组成各种控制组或控制系统网络。

PLC选型需从两个方面考虑。其一,所选PLC的I/O点数不仅要能满足应用的需求,并且要留有适当的余量。通常在选用时只需要在输入输出点数的基础上再增加10%~20%的余量作为估算数据即可。其二,选用的PLC存储器的容量无需太大,能满足程序的存储即可,但同样也要留有一定储器余量。其估算数据同时与数字量和模拟量的I/O点数、控制要求等相关。通常选用芯片的存储量为数字量I/O点数的10~15倍,再加上模拟I/O点数的100倍,另外再加此数的25%作为余量。

综合考虑本应用的实际情况,型号S7-300系列的PLC不仅具备强大的稳定性、丰富的扩展性、充足的指令集等功能外,并同时满足本系统所需I/O点数、存储器的容量、兼顾了适当的功能冗余和经济性,因此本系统选用S7-CPU315作为核心微控制器。

2罗茨鼓风机系统组成结构

本罗茨鼓风机组由四个机组组成,各机组均能够完成对各自机组运行状态的监测控制,检测数据包括压力传感器的测量值、温度传感器的测量值、电流互感感器的测量值、电压互感感器的测量值等,核心组建控制柜采用英格索兰公司的SG控制器。各传感器采集到的数字信号经过SG控制器送到PLC中,在PLC中完成对数据的分析处理,显示在控制机房中的上位机里。同时操作人员还可以根据管网压力等相关参数的监测情况对罗茨鼓风机系统设备手动执行启动、停止等操作行为。控制系统结构如图1所示。

控制系统可划分为3层,如下:

现场控制层主要通过自带的SG控制器与各传感器相连,根据采集的数据或远程命令进行本地控制。监测的数据有排气压力、排气温度、冷却水温度、电机定子温度、风包温度、润滑油温度、冷却水压力、润滑油压力检测等。根据设定参数,通过SG控制器控制罗茨鼓风机的运行。

中央监测层的主体是PLC控制器,主要负责接收现场控制层中传过来的风机信号参数,经过计算处理将数据送到远程控制层的上位机里,同时接受上位机对风机启停、反转及调速等控制指令,执行内部梯形图程序对分站中的风机分别操作,另外在包含有PLC的在线监测柜中还连接着一些辅助设备,如小型断路器、熔断器、中间继电器及端子排等,对PLC中关于开关量和模拟量的内部电路进行保护,并保证其运行平稳。

远程监 控层主要通过位机组态软件对现场控制层的操作,同时实时监 控罗茨鼓风机的系统状态、设定好参数以及相关报警提示提示信息,更重要的是记录整个罗茨鼓风机控制系统的运行状态数据。对整个罗茨鼓风机系统的操作均通过上位机对下位机发送操作指令,然后由下位机执行各种控制,例如启停、调度等。当系统检测到出现故障时,上位机同样能够即时显示出故障时的参数值并发出相应的声光报警。由于设定好了故障提示参数,操作人员便可很容易发现具体的故障类型,及时采取应急控制措施,zui大限度的减少系统损失。

3上位机监 控系统

上位机建立在Windows7操作系统平台中,使用研华工控机作上位机监 控系统。罗茨鼓风机监 控系统采用“IFIX”监 控软件可视化的监 控画面在工控机上建立人机接口,有利于对现场实时监 控。IFIX具有一个集成开发环境Intellution工作台,工作台具有先进完善的图形生成功能。

组态软件具有设备驱动程序丰富和组态方式灵活等优点,同时还具备数据链接的功能。组态软件通过I/O变量与外部设备连接进行数据交换,下位机则通

过485总线和上位机进行数据交换,进而实现了上位

机对现场罗茨鼓风机的远程监 控。上位机的功能主要概括为以下四个方面:监 控画面、报警系统、报表的打印和用户权限管理。

3.1监 控画面

监 控系统画面由图形编辑器中的基本元件或图形库中的对象制作而成,将相应的变量与每个对象一对一连接,现场传感器检测到数据经过PLC运算处理后实时的显示在画面中。上位机监 控系统的监 控画面主要组成包括:主流程界面、参数设定界面、报警信息界面、趋势曲线界面。操作员可以根据需要任意切换界面进行查看。图2主流程界面中,监 控系统实时显示出了排气压力、排气温度、风包温度、罗茨鼓风机电流等模拟量。

3.2报警系统

报警系统用于实现对报警信息的编辑,具体包括被报警事件日期、时间、内容以及当时的变量值等。对于各种编辑的故障类型的报警信息,根据报警提示可以很容易判断具体的报警事件,能提高操作人员对事故的处理效率。

3.3报表的打印

监 控系统能提供实时报表打印,本系统能够提供实时或是某个时段的报表打印,这个对分析系统的运行状态至关重要。罗茨鼓风机系统是个相对复杂的系统,因此发生故障的概率也会很高,一旦系统故障,有了实时报表的支撑,便可以迅速找到问题的根源,分析出原因后进一步改进完善系统。

3.4用户权限管理

设置了用户权限管理后,要对各种设备进行控制操作,只有具有管理员权限的用户在登陆后才可以。而不具有管理员权限的用户就只能查看,这样便可以合理有效的管理整个系统,不至于出现乱操作而引发的事故。

4结束语

煤矿生产中安全是zui重要的,而一个智能高 效的罗茨风机系统是必不可少的。本系统实现了远程实时监 控罗茨鼓风机工作状态,在减轻了操作人员工作强度的同时,还可以有效避免人工操作出现的误操作,降低操作人员的安全风险。并对提高整个煤矿罗茨鼓风机系统的智能化程度和生产安全性具有很重要的现实意义。

罗茨风机有哪些优点和缺陷

1、罗茨风机优点

(1)正常情况下,压力的变化对风量影响很小,罗茨风机的转速成正比,因此,罗茨风机基本属于定容;

(2)吸气和排气时无脉动,不需要缓冲气罐;

(3)占地面积小,便于布置和安装;

(4)转子与转手之间、转子与壳体之间保留有

0.2-0.5mm 的间隙,不存在摩擦现象,允许气流含有一定粉尘;

(5)与水力喷射泵及水环式真空泵相比,不存在”排气带水”问题;

(6)运行可靠,维护方便,耐用。

2、罗茨鼓风机缺陷

(1)噪声大,进、出口需装设消声器;

(2)在高真空工况下,叶片间隙漏风加剧,使输送量下降,易造成堵管。

3、风量范围广。因罗茨风机有很多种类,如三叶罗茨风机、二叶罗茨风机、双级串联罗茨风机,其中常用的是三叶罗茨风机,也是风量较小的种类,大风量一般采用二叶罗茨风机,如果压力不是很大,风量很大,可以采用二叶罗茨鼓风机,如果压力又大、风量又大可以采用双级串联罗茨风机。

4、压力范围广。罗茨风机的压力范围从9.8kpa到200kpa,一般有设计能力的可以做到200kpa,能够满足很多工况的需求,一旦超过200kpa,则需要使用其他种类的风机了,如空压机。

5、性价比高。在罗茨风机的压力范围内,也有其他类型的风机可以替代,如单级高速离心鼓风机、多级离心鼓风机,但是这些风机结构复杂,价格昂贵,所以,只要罗茨风机能够替代的,大多数客户会选择罗茨风机了,而非单级高速离心鼓风机或者多级离心鼓风机。

罗茨鼓风机行业发展至今已经非常成熟了,在医药、纺织、面粉、污水处理、环保行业应用的比较广泛,很多客户首先看中的是罗茨风机的性能,其次是性价比,很多客户选用了罗茨风机,罗茨风机安装简单,操作方便易学,容易上手,其次罗茨风机维护起来方便,所以,综合考量起来,客户不约而同的选用了罗茨风机。

罗茨鼓风机噪音过大的解决方案

罗茨风机噪声主要来源于机械噪音、电磁噪音以及气流噪音等三方面。机械噪音是机械内部的齿轮、轴承的运转以及机身的震动加上摩擦与冲击产生的。气流噪音则是由于风机里风叶的旋转对空气产生挤压并且带动气流形成涡轮状所产生。在这几个因素当中,以气流噪音的强度zui高,对人体的危害zui大。

罗茨风机降噪的治理原则和方法

通过实际对罗茨风机的使用,以及频谱分析了解噪声所在的源头部位,不但能够使风机噪声的调查与测量更具目的性,还能为风机噪声的控制和治理提供科学依据。通过近几年来在罗茨风机降噪方面的实践,针对龙沙化工的罗茨机房的现有情况,可以以下的方法控制罗茨风机的噪声污染:

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