如今,羅茨鼓風機對于大部分來說已經不再陌生了。那關于它的發展史你知道多少呢?下面讓我們一起走進羅茨鼓風機的歷史吧。
先來說說羅茨鼓風機名字的由來吧,據說在1854年美國人羅特兄弟在設計水輪車的過程中發明了這種風機,在當時的影響非常大,這也為風機時代開辟了新路,后來世人將這種風機以他們的名字命名,就叫羅茨鼓風機,這也是目前風機歷史上唯一一個保留人名稱呼的機器。
我國羅茨鼓風機的發展,大致分為五個階段:
第一階段:仿造、消化吸收到自行設計制造,50年代我國風機行業基本上是按照蘇林的圖紙生產,到了60年代,我國在掌握了一定的技術水平是能在模仿蘇聯產品的同時自行設計改造出自己的產品,但是當時制造出的羅茨鼓風機品種比較單一,性能點較少,不利于用戶的選型,但這一階段,為我國羅茨鼓風機的發展奠定了堅實的基礎。
第二階段是全國聯合設計階段。為了提高羅茨鼓風機的設計、制造質量,擴大羅茨鼓風機的性能范圍,同時為了方便用戶的選型和使用,作好風機節能產品的發展、推廣工作, 各主要生產廠家組成了聯合設計組,于1982年正式開展工作,歷時近十年,設計實現了L型羅茨鼓風機,有利地推動了羅茨鼓風機生產廠家的技術進步和發展。
第三階段是各生產廠在聯設基礎上自我完善和發展階段,各廠結合自己的實際情況對聯合設計L系列羅茨鼓風機進行了改進,使羅茨鼓風機的性能得到了完善。
第四階段是羅茨風機活躍階段。隨著羅茨風機應用的行業越來越多,羅茨風機的市場需求也越來越大,這也刺激了羅茨鼓風機的發展。市面上出現了很多羅茨鼓風機的生產廠家,器技術水平和產品性能都遠超于上個世紀的水平。
第五階段是羅茨風機的提高階段。在眾多的羅茨風機的生產廠家中,元裕機械科技憑借著堅實的基礎和雄厚的生產實力,在羅茨鼓風機的設計制造銷售等各方面都名列前茅,成為羅茨鼓風機行業的領頭羊。
其生產的元裕羅茨鼓風機機構合理,風量大,噪音低,節能環保,性能優良,使用壽命長。一般壽命穩定在5-10年,一臺能頂兩臺用。采用高品質電機,耐高溫防火材料,品質卓越,動力強勁。內部帶有消音器,獨配消音房,風機振動的聲音特別小,幾乎是無聲的,有效減輕了噪音的污染,不會給生產帶來任何影響?,F在已被應用到各個行業,并成為多數知名企業的合作品牌,買羅茨鼓風機就選元裕。
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關鍵錦工:羅茨風機;螺旋密封;轉速;技術改造
一、前言
揚州石化有限責任公司常壓裝置塔頂油氣輸送風機——羅茨鼓風機(型號TAR100, 8 Nm3/min,1480 r/min(變頻),0.15(出口)Mpa,37KW,兩級鼓風,帶傳動,年運行8000 h),壓縮常壓塔頂輕烴并輸送至催化裂化裝置氣壓機入口由吸收穩定單元進行分離,主要分離出液化氣,干氣。當前裝置原油處理量42.3萬T/年下,該風機正常工作狀態下一、二級出口壓力分別為0.10、0.12Mpa,一、二級出口壓力均大于催化裂化氣壓機入口壓力(0.06 Mpa),維修頻次約6次/年,故障維修時間較長約60h/次,使用循環冷卻水≥2T/ h。
經過技術經濟分析后認為,由于氣體管路阻力較小,輕烴向氣壓機入口輸送的能力有富余;故障時設備維修次數及單次維修時間過長;風機轉速存在200-300rpm的波動等問題。因此在機組輸送能力和設備有效利用率上有改善的空間。
二、項目內容與實施效果
從節能和降低機組故障率的目的出發,我們提出了以下幾點改進措施:
1、降低機組負荷從而降低電機電流。因電機故障率較低,運行周期一般為風機的6倍以上,故改兩級鼓風為一級鼓風,拆除電機雙側皮帶中的一側,壓縮油氣流程由串聯改為并聯/串聯均可使用,一般根據管路沿程壓降計算公式P=λ×ρ×(L/D)×(V-2/2)(單位:Pa)可以計算得出管路壓降。為簡化計算過程,查相關圖表得知:DN80mm,L=100m空氣管道的阻力降約為0.254~1.892KPa,輸送油氣的管道阻力降≤3.5 KPa。所以正常情況只運行風機其中一級即可達到輸送要求,另外一臺風機則變為備用機。機組負荷降低近35%,實測電機電流從45A降至30A,電機功耗降低約33%,同時僅增加四千元的管路流程改造投資即獲得備用風機一臺。
2、提高設備有效利用率。減少定期/臨時維修時間,從而減少因維修導致的輕烴放空/放低壓瓦斯管網的泄放量。改為單級鼓風后,另外一臺風機等于多出了一臺備用機組,一臺發生故障時,僅需20分鐘的時間用來更換皮帶、切換機組,機組故障維修時間由60 h/次×6次 /年(約360 h /年)降至20min×6次=2 h/年,減少油氣泄放約360 h。
3、降低軸承故障率,節約中小修費用。原機組的軸封采用的是光軸+骨架油封(4片)密封,該密封形式不能保證對介質的完全密封,運行一段時間后,泄漏出來的輕烴組分冷凝后就會積存與軸承座,溶解稀釋了潤滑脂,造成潤滑不良,軸承損壞頻繁。拆解分析,我們采取了采用螺旋槽密封+反向密封氮氣流程,用節流孔板+針形截止閥控制氮氣流量。
當氮氣通過連續螺旋時,其流動狀態發生變化,承受周向速度Vt和周向壓力P。Vt可分解為沿齒槽流動的速度V1和垂直于齒面的速度V2,V2可再次分解為軸向分速度Va,借助于螺旋槽的推進,形成“泵送”作用而將少量氮氣不斷反向輸送至壓縮腔內,形成密封。該措施增加氮氣用量約1m3/h,保證了軸承座內微正壓,充分保護脂潤滑軸承避免與輕烴接觸,延長軸承使用壽命三倍以上。
4、停止一、二級間循環冷卻水的使用達到節水目的。烴類熱裂解總會產生焦類物質,測量原級間氣體溫度,夏季風機出口介質溫度最高溫度為65℃,測得軸承及同步齒輪傳動機構溫度為68℃,該溫度未超過廠家設備安全設防值75℃,在該溫度下不會導致介質油氣的結焦傾向加大。所以,無級間冷卻水仍能滿足工藝生產和設備安全的要求,可以節約使用循環水≥1.5T/ h。
5、改善羅茨風機轉速不均勻狀況。轉速時不均勻時,零部件承受交變應力,長此以往,易破壞產生突發故障。羅茨風機轉速是否平穩主要受變頻器工作穩定狀況、氣體負荷變化、級間帶液情況、皮帶是否打滑等影響,是根據常壓塔塔頂壓力進行控制的,常壓裝置原油加工量增大后,原有入口管線、換熱器、壓降變大。塔頂壓力升高時,風機轉速應升高,而此時吸入氣體量卻不足,導致風機產生短時“飛車”現象。數據分析及現場查看后認為,從塔頂塔頂油氣冷卻器入口冷卻器出口頂回流罐風機入口緩沖罐壓力分布分別為70Kpa65Kpa35Kpa10Kpa4Kpa,因此初步判斷常壓塔頂系統結鹽或管路流通能力不足現象,壓降較大部位見下圖。
?、僭诶鋮s器處壓降最大。結鹽機理如下:原油加工過程中,有機氯發生分解生成HCl或無機氯的鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽。常壓塔頂注入氨氣(NH3),NH3 和HCl反應生成NH4Cl,當塔內出現液相明水時形成NH4Cl水溶液NH4Cl水溶液在流動過程中隨溫度的升高,水分逐漸失去而成為一種黏性很強的半流體與鐵銹等一起沉積附著在設備、管線內壁,導致流通截面變小,壓降增大。
?、陧敾亓鞴揎L機入口緩沖罐的壓降較大,導致頂回流罐風機入口緩沖罐管道(DN80mm)為利舊,小于風機入口管徑(DN100mm),目前無法更換。
在滿足塔頂油氣冷卻效果的情況下,稍開冷卻器副線閥后,壓力變化為70Kpa60Kpa43Kpa18Kpa10Kpa,風機轉速目前僅有20~50rpm的波動,情況大有好轉。
三、經濟效益與社會效益分析
措施(1)節省用電約為7KW×24 h×330=55440 KW·h,即減少電費(0.6166元/ KW·h)支出約3.4萬元。
措施(1)增加初始投資0.4萬元,分攤后約0.03萬元/年。
措施(2)每年減少油氣(約5000元/T)放大氣/放低壓瓦斯總網約0.102T/ h×360 h=36.75 T,約18.375萬元。
措施(3)增加氮氣消耗(1.20元/ m3)約1m3/h×8000 h=8000 m3/年,約9600元。
措施(3)減少中小修及配件費用(1160+2000)元/次×3次/年=9480元/年。(每次維修,軸承約500元,油封約480元,皮帶約180元,工時費約2000元)
措施(4)減少循環水使用約≥1.5T/h×8000 h=12000 T/年。約1萬元。
以上合計節約22.545萬元/年,取得了較好的經濟效益;同時大大減少了油氣放空/放低壓瓦斯管網,取得一定的節能減排社會效益。
四、存在的主要問題和改進措施
由于風機轉速仍有少量波動,預計下次裝置計劃大修時,采取更換塔頂油氣出口管線、增錦工機入口管線和清洗管路、換熱器等措施,增大流通面積,降低壓降,使風機轉速更加均勻。
參考文獻
《煉油設備基礎知識》 馬秉騫 主編
《煉油設備工程師手冊(第二版)》,中國石化出版社
小東答:羅茨鼓風機有變頻和非變頻的區別,并非所有的工況都要求是變頻控制,需要根據自己工況的需求來定,有的工況因為現場工況的原因,需要使用變頻控制,所以,需要加裝變頻控制柜,而有些公告情況下,不用采用變頻控制,所以,不變頻即可。
使用變頻沒有硬性要求,大多數情況下根據自己的情況來定,這里錦工風機還要告訴大家幾點注意事項:
1、變頻控制需要更多的維護工作。
2、變頻改造和科學,切忌不科學的改造羅茨鼓風機。
3、使用的費變頻電機,我們要做變頻改造,盡量選擇重新采購變頻電機。
4、非變頻電機強行做變頻控制,后期出現問題,需要自己承擔相應的責任。
錦工風機專業生產羅茨鼓風機,并且擁有變頻羅茨風機和非變頻羅茨風機,如果您有此方面的需求,可以聯系我們的官方客服熱線
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采用變頻器對羅茨鼓風機進行控制,屬于減少空氣動力的節電方法,它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較,具有明顯的節電效果。
對多數企業而言,普遍以為電費開支是難以被控制的,現在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費,節約電費開支。
羅茨鼓風機供氣不足的原因:煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到羅茨鼓風機,在沒有調速控制之前,一般采用降壓起動,并且正常運行后,電動機全速運行,而風量的大小則通過風門來調節。
一般情況下,風門的開度為50%~80%,電機只能是滿負荷運行,電動機的工作效率很低,造成很大浪費,使用變頻器對羅茨鼓風機實行節能改造后的優勢:
1、進步功率因素,減少無功功率損耗。
2、具有自動節能控制功能,能根據負載情況自動調整電壓,使電機運行在zui高效率狀態下,
3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩,能對羅茨鼓風機實行強有力的控制。
?。?/p> 臥式羅茨鼓風機羅茨鼓風機網三葉羅茨鼓風機維修部
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