如今,罗茨鼓风机对于大部分来说已经不再陌生了。那关于它的发展史你知道多少呢?下面让我们一起走进罗茨鼓风机的历史吧。
先来说说罗茨鼓风机名字的由来吧,据说在1854年美国人罗特兄弟在设计水轮车的过程中发明了这种风机,在当时的影响非常大,这也为风机时代开辟了新路,后来世人将这种风机以他们的名字命名,就叫罗茨鼓风机,这也是目前风机历史上唯一一个保留人名称呼的机器。
我国罗茨鼓风机的发展,大致分为五个阶段:
第一阶段:仿造、消化吸收到自行设计制造,50年代我国风机行业基本上是按照苏林的图纸生产,到了60年代,我国在掌握了一定的技术水平是能在模仿苏联产品的同时自行设计改造出自己的产品,但是当时制造出的罗茨鼓风机品种比较单一,性能点较少,不利于用户的选型,但这一阶段,为我国罗茨鼓风机的发展奠定了坚实的基础。
第二阶段是全国联合设计阶段。为了提高罗茨鼓风机的设计、制造质量,扩大罗茨鼓风机的性能范围,同时为了方便用户的选型和使用,作好风机节能产品的发展、推广工作, 各主要生产厂家组成了联合设计组,于1982年正式开展工作,历时近十年,设计实现了L型罗茨鼓风机,有利地推动了罗茨鼓风机生产厂家的技术进步和发展。
第三阶段是各生产厂在联设基础上自我完善和发展阶段,各厂结合自己的实际情况对联合设计L系列罗茨鼓风机进行了改进,使罗茨鼓风机的性能得到了完善。
第四阶段是罗茨风机活跃阶段。随着罗茨风机应用的行业越来越多,罗茨风机的市场需求也越来越大,这也刺激了罗茨鼓风机的发展。市面上出现了很多罗茨鼓风机的生产厂家,器技术水平和产品性能都远超于上个世纪的水平。
第五阶段是罗茨风机的提高阶段。在众多的罗茨风机的生产厂家中,元裕机械科技凭借着坚实的基础和雄厚的生产实力,在罗茨鼓风机的设计制造销售等各方面都名列前茅,成为罗茨鼓风机行业的领头羊。
其生产的元裕罗茨鼓风机机构合理,风量大,噪音低,节能环保,性能优良,使用寿命长。一般寿命稳定在5-10年,一台能顶两台用。采用高品质电机,耐高温防火材料,品质卓越,动力强劲。内部带有消音器,独配消音房,风机振动的声音特别小,几乎是无声的,有效减轻了噪音的污染,不会给生产带来任何影响。现在已被应用到各个行业,并成为多数知名企业的合作品牌,买罗茨鼓风机就选元裕。
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关键锦工:罗茨风机;螺旋密封;转速;技术改造
一、前言
扬州石化有限责任公司常压装置塔顶油气输送风机——罗茨鼓风机(型号TAR100, 8 Nm3/min,1480 r/min(变频),0.15(出口)Mpa,37KW,两级鼓风,带传动,年运行8000 h),压缩常压塔顶轻烃并输送至催化裂化装置气压机入口由吸收稳定单元进行分离,主要分离出液化气,干气。当前装置原油处理量42.3万T/年下,该风机正常工作状态下一、二级出口压力分别为0.10、0.12Mpa,一、二级出口压力均大于催化裂化气压机入口压力(0.06 Mpa),维修频次约6次/年,故障维修时间较长约60h/次,使用循环冷却水≥2T/ h。
经过技术经济分析后认为,由于气体管路阻力较小,轻烃向气压机入口输送的能力有富余;故障时设备维修次数及单次维修时间过长;风机转速存在200-300rpm的波动等问题。因此在机组输送能力和设备有效利用率上有改善的空间。
二、项目内容与实施效果
从节能和降低机组故障率的目的出发,我们提出了以下几点改进措施:
1、降低机组负荷从而降低电机电流。因电机故障率较低,运行周期一般为风机的6倍以上,故改两级鼓风为一级鼓风,拆除电机双侧皮带中的一侧,压缩油气流程由串联改为并联/串联均可使用,一般根据管路沿程压降计算公式P=λ×ρ×(L/D)×(V-2/2)(单位:Pa)可以计算得出管路压降。为简化计算过程,查相关图表得知:DN80mm,L=100m空气管道的阻力降约为0.254~1.892KPa,输送油气的管道阻力降≤3.5 KPa。所以正常情况只运行风机其中一级即可达到输送要求,另外一台风机则变为备用机。机组负荷降低近35%,实测电机电流从45A降至30A,电机功耗降低约33%,同时仅增加四千元的管路流程改造投资即获得备用风机一台。
2、提高设备有效利用率。减少定期/临时维修时间,从而减少因维修导致的轻烃放空/放低压瓦斯管网的泄放量。改为单级鼓风后,另外一台风机等于多出了一台备用机组,一台发生故障时,仅需20分钟的时间用来更换皮带、切换机组,机组故障维修时间由60 h/次×6次 /年(约360 h /年)降至20min×6次=2 h/年,减少油气泄放约360 h。
3、降低轴承故障率,节约中小修费用。原机组的轴封采用的是光轴+骨架油封(4片)密封,该密封形式不能保证对介质的完全密封,运行一段时间后,泄漏出来的轻烃组分冷凝后就会积存与轴承座,溶解稀释了润滑脂,造成润滑不良,轴承损坏频繁。拆解分析,我们采取了采用螺旋槽密封+反向密封氮气流程,用节流孔板+针形截止阀控制氮气流量。
当氮气通过连续螺旋时,其流动状态发生变化,承受周向速度Vt和周向压力P。Vt可分解为沿齿槽流动的速度V1和垂直于齿面的速度V2,V2可再次分解为轴向分速度Va,借助于螺旋槽的推进,形成“泵送”作用而将少量氮气不断反向输送至压缩腔内,形成密封。该措施增加氮气用量约1m3/h,保证了轴承座内微正压,充分保护脂润滑轴承避免与轻烃接触,延长轴承使用寿命三倍以上。
4、停止一、二级间循环冷却水的使用达到节水目的。烃类热裂解总会产生焦类物质,测量原级间气体温度,夏季风机出口介质温度最高温度为65℃,测得轴承及同步齿轮传动机构温度为68℃,该温度未超过厂家设备安全设防值75℃,在该温度下不会导致介质油气的结焦倾向加大。所以,无级间冷却水仍能满足工艺生产和设备安全的要求,可以节约使用循环水≥1.5T/ h。
5、改善罗茨风机转速不均匀状况。转速时不均匀时,零部件承受交变应力,长此以往,易破坏产生突发故障。罗茨风机转速是否平稳主要受变频器工作稳定状况、气体负荷变化、级间带液情况、皮带是否打滑等影响,是根据常压塔塔顶压力进行控制的,常压装置原油加工量增大后,原有入口管线、换热器、压降变大。塔顶压力升高时,风机转速应升高,而此时吸入气体量却不足,导致风机产生短时“飞车”现象。数据分析及现场查看后认为,从塔顶塔顶油气冷却器入口冷却器出口顶回流罐风机入口缓冲罐压力分布分别为70Kpa65Kpa35Kpa10Kpa4Kpa,因此初步判断常压塔顶系统结盐或管路流通能力不足现象,压降较大部位见下图。
①在冷却器处压降最大。结盐机理如下:原油加工过程中,有机氯发生分解生成HCl或无机氯的钠盐、钙盐、镁盐。常压塔顶注入氨气(NH3),NH3 和HCl反应生成NH4Cl,当塔内出现液相明水时形成NH4Cl水溶液NH4Cl水溶液在流动过程中随温度的升高,水分逐渐失去而成为一种黏性很强的半流体与铁锈等一起沉积附着在设备、管线内壁,导致流通截面变小,压降增大。
②顶回流罐风机入口缓冲罐的压降较大,导致顶回流罐风机入口缓冲罐管道(DN80mm)为利旧,小于风机入口管径(DN100mm),目前无法更换。
在满足塔顶油气冷却效果的情况下,稍开冷却器副线阀后,压力变化为70Kpa60Kpa43Kpa18Kpa10Kpa,风机转速目前仅有20~50rpm的波动,情况大有好转。
三、经济效益与社会效益分析
措施(1)节省用电约为7KW×24 h×330=55440 KW·h,即减少电费(0.6166元/ KW·h)支出约3.4万元。
措施(1)增加初始投资0.4万元,分摊后约0.03万元/年。
措施(2)每年减少油气(约5000元/T)放大气/放低压瓦斯总网约0.102T/ h×360 h=36.75 T,约18.375万元。
措施(3)增加氮气消耗(1.20元/ m3)约1m3/h×8000 h=8000 m3/年,约9600元。
措施(3)减少中小修及配件费用(1160+2000)元/次×3次/年=9480元/年。(每次维修,轴承约500元,油封约480元,皮带约180元,工时费约2000元)
措施(4)减少循环水使用约≥1.5T/h×8000 h=12000 T/年。约1万元。
以上合计节约22.545万元/年,取得了较好的经济效益;同时大大减少了油气放空/放低压瓦斯管网,取得一定的节能减排社会效益。
四、存在的主要问题和改进措施
由于风机转速仍有少量波动,预计下次装置计划大修时,采取更换塔顶油气出口管线、增锦工机入口管线和清洗管路、换热器等措施,增大流通面积,降低压降,使风机转速更加均匀。
参考文献
《炼油设备基础知识》 马秉骞 主编
《炼油设备工程师手册(第二版)》,中国石化出版社
小东答:罗茨鼓风机有变频和非变频的区别,并非所有的工况都要求是变频控制,需要根据自己工况的需求来定,有的工况因为现场工况的原因,需要使用变频控制,所以,需要加装变频控制柜,而有些公告情况下,不用采用变频控制,所以,不变频即可。
使用变频没有硬性要求,大多数情况下根据自己的情况来定,这里锦工风机还要告诉大家几点注意事项:
1、变频控制需要更多的维护工作。
2、变频改造和科学,切忌不科学的改造罗茨鼓风机。
3、使用的费变频电机,我们要做变频改造,尽量选择重新采购变频电机。
4、非变频电机强行做变频控制,后期出现问题,需要自己承担相应的责任。
锦工风机专业生产罗茨鼓风机,并且拥有变频罗茨风机和非变频罗茨风机,如果您有此方面的需求,可以联系我们的官方客服热线
:三叶罗茨鼓风机产品列表
采用变频器对罗茨鼓风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较,具有明显的节电效果。
对多数企业而言,普遍以为电费开支是难以被控制的,现在运用变频器对机械设备节能控制技能减少电能资源的浪费,节约电费开支。
罗茨鼓风机供气不足的原因:炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到罗茨鼓风机,在没有调速控制之前,一般采用降压起动,并且正常运行后,电动机全速运行,而风量的大小则通过风门来调节。
一般情况下,风门的开度为50%~80%,电机只能是满负荷运行,电动机的工作效率很低,造成很大浪费,使用变频器对罗茨鼓风机实行节能改造后的优势:
1、进步功率因素,减少无功功率损耗。
2、具有自动节能控制功能,能根据负载情况自动调整电压,使电机运行在zui高效率状态下,
3、变频器采用低频输出额定转矩,能对罗茨鼓风机实行强有力的控制。
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