鋒速達通風降溫系統
電 話：0579-81328720>
傳 真：0579-81328720
聯系人
售前咨詢:13388660553
技術指導:18858318765
售后服務:15068216608
地址：上海 金華 嘉興 襄陽
廠房降溫設備阿鋼煉鋼廠電爐除塵風機變頻調速裝置應用磁力機械油
摘要：本文結合電爐除塵工藝，介紹了阿鋼電爐除塵風機變頻調速工程控制方案，總結出在冶金行業除塵風機上應用高壓變頻調速工程，節電效果是非常顯著的。
關鍵詞：電爐 生產工藝 高壓變頻器 節電
一、阿鋼公司介紹
阿鋼是西林鋼鐵集團有限公司控股的子公司，位于距省城哈爾濱東南22公里的阿城市。企業按照總體規劃，以輕軌和礦用鋼等系列產品為主導，開發研制出XY30高性能超低溫新鋼種，成為鐵道部重點推廣產品已投入青藏線使用。
目前阿鋼煉鋼廠擁有國內先進的60 噸超高功率直流電弧爐2座，75噸LF鋼包精煉爐2座，年可生產80萬噸鋼。
二、改造原因
煉鋼廠電爐除塵工程自2004年10月投入運行以來，用電消耗很大，僅2005年全年用電2172萬度，全年電費1136萬元，噸鋼除塵電耗57 度，噸鋼除塵費用30元。針對電爐除塵風機耗電大的現狀，設備工程部電氣技術人員研究多種節電途徑，具體嘗試了以下幾種辦法：
1．隨電爐負荷變化來調節風機風門，控制風機電流節電。但是現有除塵工程風門在半開狀態時，管阻很大，風機及其管路喘振現象嚴重，以此辦法調節，對風機傳動部位磨損大，會損壞風機軸承的部件，不利于除塵工程安全運行。所以風門在半開狀態時工程無法長期運行。
2．現階段風機風門只能在全關或全開兩種狀態運行。在電爐停爐一小時以上時，將風機風門全關閉，此時電機電流降為額定電流的50%，有明顯節電效果，但是風門從全開到全關閉方式切換的瞬間，風機、管路及廠房振動相當大，擔心影響廠房框架結構及其基礎牢固，不利于長期采用。
3．在電爐負荷不大時，特別是夜間將兩臺二次除塵小風機停電進行節能，這樣每天節電6000度，但是環保方面能否達到標準是值得考慮的，不是解決問題的長久之計。
鑒于上述情況，設備工程部積極研究科學的節電辦法應對電爐除塵風機節電技術，在此期間通過查找相關資料，認為采用高壓變頻調速技術根據電爐冶煉各工藝各階段煙塵量變化來調整電機運行轉速，從而達到節電目的是切實可行的。經過論證，公司批準在兩臺電爐一次除塵風機的1000kW/6kV電機上安裝高壓變頻調速裝置。
三、 變頻調速的原理
根據異步電動機轉速公式：n＝60f（1-s）/p，可以看出，轉差率s變化不大，可視為恒定，電機極對數p一旦電機制造完成也是常數，所以電機轉速n與電源頻率f是成正比的。只要改變頻率f，即可改變電機轉速，當頻率f在0－50Hz之間變化時，電機轉速調節范圍是非常寬的。根據流體力學流量與風機轉速的關系可知，電機功率P與轉速n的立方成正比，隨著轉速的降低，電機功率以轉速的三次方關系遞減。因此隨著電機轉速的降低，電機消耗的電能下降幅度很大�？梢�，使用高壓變頻器對電爐一次除塵風機調速的節電效果將非常顯著。
四、煉鋼廠電爐除塵工藝及設備參數介紹
1．煉鋼廠共有兩臺直流電弧爐，電爐冶煉時周期性供電吹氧，為滿足節能和環保要求，要求兩臺電爐的一次風機在整個冶煉周期內變速運行，供電吹氧時高速運行，不吹氧時低速運行。正常情況下，電爐每90分鐘生產一爐鋼，每爐鋼生產周期可劃分下列步驟：①加廢鋼鐵水5分鐘，②供電及吹氧60分鐘，③等樣、出鋼、堵出鋼口25分鐘。其中①③時間段內煙塵較少，一次風機可以低速運行，頻率控制在10——20Hz，在②時間段內煙塵較大，風機高速運行，頻率控制在40-45Hz。
圖2：電爐煉鋼生產工藝流程圖
2．除塵風機及配套電機的參數表：
五、電爐除塵風機變頻調速工程控制方案
1．高壓變頻器直接與電機連接，變頻拖動方式為一拖一，設有工頻旁路。由變頻運行方式轉換到工頻運行方式時，采用手動切換，電動機可不通過高壓變頻器而經過旁路直接啟動。
2．風機調速與電爐取樣出鋼聯鎖，設置高低速兩檔運行，實現手動/自動調速切換功能。操作臺設置“手動/自動”調速切換開關和“速度種類”轉換開關，平時可根據生產情況，高壓變頻器自動實現高、低速運行，如因生產需要可改為手動來實現調速運行的目的。
3．高壓變頻器具有遠程和本機控制功能。本機控制時通過高壓變頻器控制柜上觸摸屏可就地人工啟動、停止高壓變頻器，可以調整電機轉速、頻率。遠程控制放在爐前控制室，設有操作臺和上位機，由配電工操作控制。通過上位機配電工可以隨時了解設備的運行情況，通過操作臺可實現對高壓變頻器進行簡單的遠方操作。配電工可以根據工況自由選定高壓變頻器“手動/自動”調速運行。
六、項目實施過程
2006年4月27日通過公司組織的招標方式最后選購了北京利德華福電氣技術有限公司生產的高壓變頻器，產品型號：HARSVERT－A06/130，高壓變頻器于6月25日到貨開始安裝，8月9日正式調試，8月10日投入運行至今。
七、項目實施后效果
盤根的密封是靠對軸套的“包緊力”獲得的，而因此產生的磨擦熱積聚會造成軸承的“抱死”。所以必須靠泄漏來排熱，而泄漏會使軸承缺油“干磨”，導致設備出現嚴重故障。本文通過對鍋爐引風機常見的軸承箱漏油原因的分析，提出對引風機原油封進行改造，應用一種防止引風機漏油的新磁力機械油封結構。
鋁電解生產煙氣凈化用離心鍋爐引風機功率一般達800KW以上、轉速730r／min、流量Q＝500000m3／h、介質比重0.745kg／m3、最高環境工作溫度60℃、潤滑油32＃機械油。原軸承箱壓蓋和轉軸之間的密封結構為盤根密封，密封性能較差。由于轉軸的轉速較高，在離心力的作用下，軸承箱內的潤滑油沿軸從端蓋甩出，漏油現象非常普遍，造成軸承箱、聯軸器及周圍地面沾滿油污，給安全生產帶來隱患，造成潤滑油浪費，污染了生產環境，有時造成引風機缺油而損壞。因此，改進原油封結構，使用壽命長的新型油封結構以取代原油封是非常必要的。
一、原密封結構存在的問題
引風機運行中油環下端浸入油池中，把潤滑油攪起，沿壓蓋內表面淌下，直接滴到旋轉軸上，軸上積油很多，被旋轉軸帶動，油沿軸爬行，進入盤根與軸之間的間隙，由于盤根在安裝中間隙和預緊力不易掌握，安裝中有可能已經造成盤根破損，運轉一段時間后盤根被磨損，造成盤根與轉軸的間隙變大，因而潤滑油不斷沿軸向外甩出，即發生漏油。從以上分析可以看出盤根結構存在的主要問題是盤根材質較差、安裝不易掌握，運轉一段時間后間隙變大起不到有效的密封作用。
據電解鋁廠對12臺鍋爐引風機24個軸承座的48個動密封點1年內的泄漏情況統計，有70％的使用壽命在1個月左右，維修強度非常之大。統計情況如表1
二、磁力油封的選用
1、磁力油封的結構磁力機械油封，由兩部分組成：一部分為靜環，主要由耐磨合金制成的遇熱穩定、光滑的靜密封面，一個不銹鋼結合蓋固定于軸承箱端蓋上，結合蓋與端蓋之間采用密封膠或O型圈進行密封；另一部分為內含磁性元件的動環，動密封面是由排熱性與耐磨性極佳的含碳復合材料制成，并且采用浮動式設計，可長期在與靜環的吸引下與之保持貼合，為了達到與靜環長期的吸合，磁力油封的磁性元件采用在高溫及高速的環境下都不會消磁的永磁材料，而且為了滿足浮動式設計的要求，動環由特殊的氟橡膠O型圈固定在軸上，O型圈與軸的摩擦力大于動環之間磁力的剪切力。
整個磁力機械油封裝置在設計上均考慮長壽命使用，設計上自身保護的特性與結構采用特殊材料，均是在惡劣環境下及反復變化時能夠保持耐用的基礎。磁力機械油封可在干態下或存在潤滑的工況下工作，在有水侵蝕的情況下也無所謂。適應于立式或臥式、低速或高速、干摩擦或潤滑狀況下的減速機、齒輪箱、風機、泵和電機等轉機設備。
2、磁力油封的選用1）設備精度要求徑向跳動：最大0.5mm軸向躥動：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，表針指在靜環表面，軸旋轉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
靜環安裝處公差：H62）適用條件工作參數：溫度160℃；壓力3.3公斤，線速度60m／s，一般規格20～320mm。
3、磁力油封的安裝步驟1）在清潔表面上將動靜環掰開，而非劃開，動環先放回盒內。
2）將靜環外涂一層硅油，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（不要損壞靜環面）將靜環壓入殼體直到平整地靠在臺階面上，再將沾在摩擦面上的膠和雜質擦干凈。
4）在動環O型圈內涂上潤滑油，將動環套在軸上推進，不要推到位。
5）將端蓋套軸上推進，動靜環接觸后，一起推到最終位置。
6）端蓋上緊后，使用附帶卡片作為一個工具將O型圈向內推入以防止其在安裝時變形。
注意：如果靜環與端蓋配合過松，可加壓板，整個安裝過程中務必使摩擦副之間保持清潔。
4、應用情況某電解鋁廠2004年3月改造的油封，在1＃風機上進行了試運行，隨后又在4＃、7＃上進行了安裝，經過1年多的運行，軸承箱壓蓋密封處無任何泄漏，完全滿足設計要求。在此之前，原密封結構由于經常發生泄漏，凈化崗位操作員的工作量很大，在每天的巡檢中都要對軸承座潤滑油進行補充，而且還發生過一起因漏油造成的設備抱軸事故，導致電機燒毀，直接經濟損失數10萬元。由于漏油的普遍性也使現場衛生一直難以解決，給設備現場管理帶來了難度。改造后，在換油周期內潤滑油基本不需要補充，大大減輕了工人的勞動強度，現場狀況明顯改觀，也為生產平穩運行創造了有利條件。
磁力機械油封密封這種改進方法，只需改造軸承壓蓋與靜環之間的配合尺寸，對原結構改動很小，這種密封結構簡單，安裝方便，消耗動力小。運用磁力技術，采用機封理念全新設計的全浮動密封面結構，使動靜環結合面始終保持緊密接觸，即使在較大的軸的跳動下，亦可實現有效密封。此外，通過調整結構參數，將該油封也成功地應用到了其它軸承座轉軸密封上，同樣取得了滿意的效果。因此磁力機械油封是未來解決轉軸密封的發展方向，有極大的推廣價值。
相關的主題文章:
