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濕簾風(fēng)機_冷卻塔風(fēng)機的節(jié)能及安全控制研究SWSI高效單吸單寬機翼

    冷卻塔風(fēng)機是循環(huán)水系統(tǒng)的核心設(shè)備[1],玻璃鋼屋頂風(fēng)機。北京燕山石化公司煉油廠目前擁有7套循環(huán)水裝置，循環(huán)冷卻水總設(shè)計處理量為4.665×104t/h；涼水塔風(fēng)機105臺（其中4.7m 98臺，8.5m 7臺），總裝機功率為4060kW，同時開機情況下最大日耗電量達9.74×104kW·h。

    就循環(huán)水設(shè)備管理情況看，無論是從設(shè)備的數(shù)量、維修工作量、耗電量等哪個方面來講，冷卻塔風(fēng)機都占有很大比重。風(fēng)機臺數(shù)占車間通風(fēng)設(shè)備總量的57％，維修工時占總量的60％，電耗占總量的22％。如何在節(jié)能降耗、減少勞動力的情況下來保證設(shè)備的長周期運行，必然要應(yīng)用先進的科學(xué)技術(shù)及管理方法[2]。自1993年開始，筆者單位與中科院工程熱物理所合作，共同研制開發(fā)了風(fēng)機節(jié)能自控和安全自控2套監(jiān)測系統(tǒng)，即“KR-933型風(fēng)機節(jié)能控制器”、“KR-939型風(fēng)機安全運行監(jiān)控器”。目前該系統(tǒng)已經(jīng)在循環(huán)水車間負壓風(fēng)機哪家好得到了全面應(yīng)用，并取得了理想的效果。

1 風(fēng)機節(jié)能控制器的研究

    提出風(fēng)機節(jié)能控制管理的目的，是實現(xiàn)風(fēng)機運行閉環(huán)自動控制。根據(jù)生產(chǎn)的需要預(yù)先設(shè)定供水溫度，由氣候氣象環(huán)境對水溫的影響、系統(tǒng)換熱條件的改變對水溫的影響，用溫感探頭的實測值及時反應(yīng)出來，最終通過調(diào)控降溫設(shè)備的能耗來穩(wěn)定供水溫度，實現(xiàn)自控節(jié)能。

    通常認為，“變頻調(diào)速技術(shù)”是完成上述過程的理想方法。但變頻調(diào)速技術(shù)在循環(huán)水冷卻塔風(fēng)機控制上的運用存在如下局限性和缺陷：

    ①“變頻調(diào)速技術(shù)”可以做到很高的控溫精度，但這在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)卻不很重要。
    ②變頻器自身的能量損耗（平均運行效率不足90％）影響節(jié)能效果。
    ③變速運行造成風(fēng)扇葉片攻角改變（迎風(fēng)角），風(fēng)機脫離工作點運行使效率降低。
    ④電機脫離額定轉(zhuǎn)速的低速運行，以及轉(zhuǎn)速、扭矩、功耗之間的非線性關(guān)系，也使電機的運行效率大為降低。
    ⑤變頻調(diào)速系統(tǒng)價格較為昂貴（每千瓦1000元左右），新建工程和老設(shè)備改造都需較大投入。
    ⑥設(shè)計上還必需考慮變頻調(diào)速器運行在某些特定轉(zhuǎn)速時的破壞性共振問題，和變頻調(diào)速器產(chǎn)生強電磁污染對其它儀表的干擾等問題。

     我們根據(jù)冷卻塔風(fēng)機往往是以多臺并聯(lián)的機群形式工作，為此提出了根據(jù)測量供水溫度的變化，自動調(diào)節(jié)風(fēng)機的開、停機數(shù)量達到控溫節(jié)能的目的。

    這是一種簡單易行、費用低廉的控制方法，但它又有別于常規(guī)的PID模擬調(diào)節(jié)方式。它是一種單變量離散控制閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，既要保證有一定的控溫精度，又不允許風(fēng)機頻繁啟停；既要保證風(fēng)機能單臺工作，又要求多臺風(fēng)機在時間和啟停次數(shù)上平衡運行。

    針對冷卻塔風(fēng)機控制管理中實際遇到的問題，我們提出了“溫度測量范圍”、“測量精度”、“顯示分辯率”、“測量上下限”、‘測量校準值”、“執(zhí)行周期”、“溫度允差”、“溫度速率允差”等共18項基本設(shè)計要求進行研發(fā)制作，并于1993年3月首次在第三循環(huán)水場風(fēng)機現(xiàn)場試用，該系統(tǒng)命名為“KR-933風(fēng)機智能控制器”。

2 風(fēng)機安全監(jiān)控器研究

    提出風(fēng)機安全監(jiān)控管理的目的，是為了自動檢測出振動、油溫、油位的變化數(shù)值，并進行顯示和記錄，同時對檢測值超限的風(fēng)機進行報警和停機，以求達到風(fēng)機安全平穩(wěn)運行的目的，減少甚至杜絕風(fēng)機損壞事故的發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場管理的實際情況，確定了“風(fēng)機振動”、“滑油油溫”、“減速箱油位”3個參數(shù)是保證風(fēng)機安全最重要的運行參數(shù)[3]。又確定了“測量范圍”、“測量精度”、“巡檢時間”等共15項設(shè)計參數(shù)進行研發(fā)制作。該系統(tǒng)于1993年9月在循環(huán)水場得到首次試用，命名為“KR-939風(fēng)機安全監(jiān)控器”。


為了滿足風(fēng)機的增壓需求，美國雙城研制SWSI高效單吸單寬機翼型葉片風(fēng)機。

SWSI風(fēng)機符合AMCA-211及AMCA-311的測試規(guī)范，經(jīng)測試認證的風(fēng)機被授權(quán)使用AMAC的噪音及性能標識。

在美國雙城SWSI風(fēng)機中，機殼是高強度、連續(xù)焊接結(jié)構(gòu),濕簾空調(diào)，不采用接縫或點焊的工藝。出口法蘭用于剛體或風(fēng)管聯(lián)接。機殼合理固定防止振動或氣流沖擊的影響。

進風(fēng)口為了具有良好空氣動力學(xué)性能的錐旋體或稱喇叭口，使氣流平穩(wěn)地流入機殼的內(nèi)部，同時該進風(fēng)口本身具有高度的剛性。

除采用Arr.3傳動形式的風(fēng)機，ClassI和ClassII SIZE270或更小的風(fēng)機為可旋轉(zhuǎn)式機殼設(shè)計，可安裝成8種標準的出口方向。

葉輪則配以非過載葉輪。精確旋制平滑的進風(fēng)口使得風(fēng)機在性能區(qū)間產(chǎn)生更高的效率。鋁葉輪的機翼型葉片為擠壓成形，標配于尺寸245以內(nèi)的雙城風(fēng)機。

所有中空葉片均在各邊緣連續(xù)焊接。所有葉輪均按照ANSI/AMCA-20標準運用準確的電子平衡機進行靜平衡和動平衡測試，使之達到G6.3級或更優(yōu)的水平。

SWSI離心風(fēng)機軸的原材料為ANSI1040或1045熱輥鋼，經(jīng)過精密的轉(zhuǎn)、磨、拋光等處理，并以真圓度規(guī)測其精度。軸尺寸滿足其第一極限速度，至少為風(fēng)機最大轉(zhuǎn)速的1.43倍。

軸承則選用高承載，優(yōu)質(zhì)潤滑，耐磨滾球，自動對位軸承座。這些軸承的最低平均壽命在風(fēng)機最大轉(zhuǎn)速運行的情況下，必須超過200000小時。

傳動方面，雙城風(fēng)機的電機帶輪為鑄鐵制成，對于10HP及以下的應(yīng)用，其節(jié)距為可調(diào)式。面對于15HP及以上的應(yīng)用，其節(jié)距為不可調(diào)試,水簾空調(diào)。傳動件及輪帶安置于機殼之外。

選擇傳動件時，應(yīng)按照當(dāng)前要求電機功率的150%的能力來選型。修正涂裝除了軸部分，都需要剔除毛刺，除油清潔。然后再涂裝一層防銹底漆。

風(fēng)機完整組裝后，整臺風(fēng)機將噴涂面漆。風(fēng)機軸應(yīng)涂有一層油性防銹劑

當(dāng)然，除了這些附件外，其他的各種附件，如皮帶輪罩，防雨罩，檢修門，配套法蘭，可調(diào)式前導(dǎo)器，出口風(fēng)門，進氣箱，軸散熱件，軸封，進口網(wǎng)篩等，雙城風(fēng)機都進行了測試和匹配，以保證風(fēng)機性能責(zé)任的統(tǒng)一性。

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