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  在建材電力和冶金等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用于排送煙氣含濕量較大，粉塵顆粒較小，從粘性較大和效率不降機(jī)體振動(dòng)機(jī)件損壞等，以致風(fēng)機(jī)無(wú)法工作，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。解剖檢查發(fā)觀，風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因是在葉片非工作面上，特別是在葉片非工作面的前緣，由于粘質(zhì)塵粒的高速撞擊，在其面形成了堅(jiān)硬牢固的塊狀物，當(dāng)沉積物粘附到一定程度后，形成不均勻性脫落，導(dǎo)致葉輪平衡破壞而振動(dòng)，防止風(fēng)機(jī)葉片積灰的方法有兩種，一種是以某種手段清除葉片上的積灰，另一種是通過(guò)改進(jìn)葉輪結(jié)構(gòu)的方法來(lái)防止葉片積灰。本文提出能防止風(fēng)機(jī)葉片非工作面積灰的結(jié)構(gòu)，通過(guò)求解方程和標(biāo)準(zhǔn)的模型方程，對(duì)原結(jié)構(gòu)葉輪與改進(jìn)后防積灰離心風(fēng)機(jī)葉輪的結(jié)構(gòu)，防積灰的離心風(fēng)機(jī)葉輪是在葉片非工作面的入口處安裝狀物體，塊狀物體在前盤和后盤之間以焊接鉚接或粘接方式連接，此方法對(duì)葉輪的原有結(jié)構(gòu)改動(dòng)小易于加工。 　　當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，該塊狀物體可改變?nèi)~片非工作面前緣附近的氣相及固相流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。防止粉塵顆粒粘附于葉片的非工作面上及其前緣。 　　葉輪內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)計(jì)算基本假設(shè)假設(shè)如下氣流在葉輪流道內(nèi)近似為一維穩(wěn)態(tài)不可壓縮流體流動(dòng)；將顆粒相視為具有連續(xù)介質(zhì)性質(zhì)的擬流體；氣固兩相具有相同直徑的球體，氣固兩相之間的作用力僅考慮相間阻力，忽略因顆粒間偶然碰撞產(chǎn)生的作用力效應(yīng)產(chǎn)生的升力因粒子加速引起氣體加速而產(chǎn)生的虛假質(zhì)量力等。 　　雙耦合模型基本方程采用歐拉方程分析離心風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部的氣固兩相流動(dòng)。在直角坐標(biāo)系中，對(duì)氣相和固相分別采用標(biāo)準(zhǔn)的化模型。湍流流動(dòng)的基本方程組，連續(xù)性方程為動(dòng)量方程。 　　計(jì)算對(duì)象以某煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煉鋼一次煙氣，風(fēng)機(jī)整體葉輪為計(jì)算對(duì)象，其葉輪結(jié)構(gòu)如下.邊界條件邊界條件為①風(fēng)機(jī)流量，假設(shè)葉輪入口處為均勻流，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速氣體在葉輪入口；葉輪壁面處滿足無(wú)滑移條件。 　　數(shù)值計(jì)算對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行三維實(shí)體造型。對(duì)葉輪流道進(jìn)行整體網(wǎng)格劃分，計(jì)總單元總數(shù)大干107萬(wàn)個(gè)。利用有限體積法，采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格離散方程。計(jì)算結(jié)果分析分別對(duì)原葉輪和改進(jìn)后的葉輪內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)進(jìn)行如下：計(jì)算葉輪入口流速為330m/s轉(zhuǎn)速為270m/s顆粒直徑為3mm，從顆粒體積分度分布，改進(jìn)后的葉輪某徑向切面的粉塵濃度分布。比較3和4可以看出，在葉片非工作面上。處于較大粉塵濃度的范圍不同，沿著葉片方向，粉塵濃度逐漸減少，而在葉片的后半段，粉塵濃度很低，存在粒子空區(qū)。因此，葉片的積灰應(yīng)集中在前段，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果證實(shí)了這一結(jié)論。因此，葉片的積灰范圍很小在葉片非工作面前緣，即對(duì)于改進(jìn)后的葉輪，粉塵濃度要小得多。即顆粒體積分?jǐn)?shù)入口有原結(jié)構(gòu)葉輪速度矢量，改進(jìn)后的葉輪某徑向切面比較可以看出，在葉片非工作面前緣，顆粒速度方向與葉片之間的夾角不同，顆粒速度方向與葉片之間的夾角較大，因此，粉塵粘附于葉片非工作面上的機(jī)會(huì)就要小得多。旋渦區(qū)的大小不同即對(duì)于改進(jìn)后的葉輪，旋渦區(qū)的范圍要大得多。因此，對(duì)于改進(jìn)后的葉輪，由于旋渦的作用，粉塵提前偏離了葉片非工作面。 　　為了檢驗(yàn)數(shù)值計(jì)算結(jié)果是否正確，在對(duì)某廠結(jié)論計(jì)算結(jié)果吻合，說(shuō)明理論計(jì)算正確。而原來(lái)每隔2~4個(gè)月因積灰振動(dòng)就要停機(jī)檢修的風(fēng)機(jī)，在采用現(xiàn)結(jié)構(gòu)的葉輪后。已連續(xù)運(yùn)行了十個(gè)多月，說(shuō)明該結(jié)構(gòu)下的葉輪有效防止葉片非工作面的枳灰。 　　 　　在葉片非工作面前緣，對(duì)于改進(jìn)后的葉輪，粉塵濃度比原結(jié)構(gòu)葉輪的粉塵濃度要小。在葉片的入口，對(duì)于改進(jìn)后的葉輪，顆粒體枳分?jǐn)?shù)只有原結(jié)構(gòu)葉輪的30%。對(duì)于改進(jìn)后的葉輪，顆粒速度方向與葉片之間的夾角較大，使旋渦區(qū)的范圍增大，因此，粉塵粘附于葉片非工作面的機(jī)會(huì)就要小得多。 　　現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果明，該結(jié)構(gòu)葉輪能效地防止葉片非工作面上的積灰。  

近幾年來(lái)，受到國(guó)外產(chǎn)品及技術(shù)的影響都趨向于加大配風(fēng)量，許多產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國(guó)外流行的水平，高的可達(dá)236m3/h。國(guó)外個(gè)別的有達(dá)29Om3/h。當(dāng)然，風(fēng)量的增大在一定程度上使冷風(fēng)機(jī)的傳熱系數(shù)得到了較大提高，但也應(yīng)考慮到風(fēng)量的增大必然會(huì)使功率消耗增大、降低其經(jīng)濟(jì)性。尤其是在低溫冷藏庫(kù)使用時(shí)，風(fēng)機(jī)的發(fā)熱基本上按風(fēng)量的立方上升，這樣會(huì)大大增加制冷負(fù)荷：（5）與翅片管材料的關(guān)系從理論到實(shí)踐都說(shuō)明了選用不同的材料對(duì)翅片盤管的傳熱性能是有影啊的二從國(guó)內(nèi)某廠生產(chǎn)的冷風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本公布的數(shù)據(jù)作比較，相同面積、結(jié)構(gòu)、風(fēng)量條件下，鋁管、鋁套片冷風(fēng)機(jī)較之鋼管、鋼套片冷風(fēng)機(jī)其單位冷卻面積熱負(fù)荷約大18-40%：我們?cè)?jīng)對(duì)其中兩臺(tái)相同面積、結(jié)構(gòu)風(fēng)量的鋁管、鋁片和鋼管、鋼片冷風(fēng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果是：前者的傳熱系數(shù)較后者提高了約20一35%，但隨著蒸發(fā)溫度的下降及表面霜層的增厚，這種優(yōu)勢(shì)逐步減小。當(dāng)然，不同廠家的產(chǎn)品還是有差別的。 　　與翅片管排列及結(jié)構(gòu)的關(guān)系眾所周知，叉排比順排方式流動(dòng)阻力大但熱交換強(qiáng)。因此為了追求高效熱交換，在冷風(fēng)機(jī)中無(wú)例外地都采用了叉排方式。根據(jù)目前流行的風(fēng)量都配得較大的情況，空氣側(cè)都是在雷諾數(shù)Re較高條件下進(jìn)行流動(dòng)、換熱。此時(shí)空氣側(cè)放熱系數(shù)沿翅片盤管深度方向的變化，由于初始擾動(dòng)云很大，穩(wěn)定排數(shù)將逐漸提高，有可能從第二排起就逐漸穩(wěn)定下來(lái)，后幾排盤管所產(chǎn)生的擾動(dòng)影響已屬于次要因素。如果減少順氣流方向排數(shù)；減小橫截面上管子間距；減小片距都將使空氣側(cè)放熱系數(shù)增加閉，因而翅片盤管的傳熱系數(shù)能得以提高。 　　為使冷風(fēng)機(jī)能適應(yīng)在結(jié)霜工況下使用，如果采取變片距結(jié)構(gòu)，可以在結(jié)霜條件下保持較高的傳熱效率，并延長(zhǎng)沖霜周期。我們?cè)诘蜏卦囼?yàn)室通過(guò)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，對(duì)采用變片距結(jié)構(gòu)與常規(guī)等片距結(jié)構(gòu)的冷風(fēng)機(jī)作比較發(fā)現(xiàn)，在不結(jié)霜條件下，采用變片距結(jié)構(gòu)冷風(fēng)機(jī)的傳熱系數(shù)并不占優(yōu)，但在結(jié)霜工況時(shí)，尤其是當(dāng)迎風(fēng)面翅片已結(jié)較厚霜層、蒸發(fā)溫度較低的條件下，實(shí)際測(cè)得的傳熱系數(shù)較干工況時(shí)下降了約32%，采用常規(guī)等片距結(jié)構(gòu)冷風(fēng)機(jī)的傳熱系數(shù)則較干工況時(shí)下降了約50%；此外，對(duì)同一結(jié)構(gòu)的冷風(fēng)機(jī)，選用相同風(fēng)量，不同風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)，在差不多相似的結(jié)霜及蒸發(fā)溫度條件下，采用較高風(fēng)壓風(fēng)機(jī)的冷風(fēng)機(jī)，可以保持相對(duì)較高的傳熱系數(shù)值；有的設(shè)計(jì)者，為了破壞翅片表面的熱邊界層而將翅片表面制作成皺紋、豁口、狹縫等形狀，認(rèn)為這樣就可以降低熱阻，增強(qiáng)傳熱。其實(shí)，這對(duì)冷風(fēng)機(jī)在結(jié)霜工況下使用是有害而無(wú)益的。在設(shè)計(jì)、制造時(shí)，盡量降低接觸熱阻（如采用翅片盤管整體鍍鋅；提高脹管技術(shù)；增加翅片根部與管子外表面的接觸面等）；處理好短路風(fēng)問(wèn)題；采用高效傳熱管等新技術(shù)，都可以不同程度提高傳熱性能。

技術(shù)轉(zhuǎn)移的規(guī)模技術(shù)轉(zhuǎn)移的規(guī)模在這里具體指某種具體型號(hào)的風(fēng)機(jī)技術(shù)（如600kW，1.5MW等）從外國(guó)轉(zhuǎn)移到中國(guó)，目前在中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)的裝機(jī)容量。而對(duì)于不同的風(fēng)機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)移模式而言，外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)和中資企業(yè)在中國(guó)風(fēng)機(jī)市場(chǎng)上的份額在一定程度上可以反映這種模式相對(duì)應(yīng)的技術(shù)轉(zhuǎn)移的規(guī)模。 　　中國(guó)風(fēng)機(jī)累計(jì)裝機(jī)容量中有近90%是由外國(guó)風(fēng)機(jī)制造商提供的。而那時(shí)，中國(guó)國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾家風(fēng)機(jī)制造商，而且規(guī)模較小、技術(shù)落后，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中完全不是外國(guó)廠商的對(duì)手。但是在2005年以后，中國(guó)風(fēng)電行業(yè)的極大發(fā)展，也帶動(dòng)了風(fēng)機(jī)制造業(yè)的發(fā)展。除了原有的企業(yè)如金風(fēng)、運(yùn)達(dá)等加大投入、迅速擴(kuò)張之外，東方汽輪機(jī)、華銳風(fēng)電（大連重工集團(tuán)）、湘電集團(tuán)等國(guó)內(nèi)大型制造企業(yè)和明陽(yáng)電氣等民營(yíng)企業(yè)，通過(guò)購(gòu)買許可證、建立合資企業(yè)等方式紛紛進(jìn)入風(fēng)機(jī)制造市場(chǎng)業(yè)。隨著中國(guó)本土風(fēng)機(jī)企業(yè)的發(fā)展，外國(guó)風(fēng)機(jī)企業(yè)在中國(guó)風(fēng)機(jī)累計(jì)裝機(jī)容量中的比例不斷下降，從2002年近90%下降到了2008年的不到40%.其余超過(guò)60%的市場(chǎng)份額，除了合資企業(yè)占據(jù)了不到5%以外，剩下的均由中資風(fēng)機(jī)企業(yè)占有。中國(guó)本土的風(fēng)機(jī)企業(yè)從原來(lái)的微不足道，成長(zhǎng)為如今占據(jù)中國(guó)風(fēng)機(jī)市場(chǎng)超過(guò)半壁江山。在中國(guó)得到應(yīng)用的規(guī)模，要大于通過(guò)外商獨(dú)資企業(yè)模式轉(zhuǎn)移的技術(shù)。  

風(fēng)機(jī)葉輪磨損可以看成是一個(gè)純機(jī)械作用的過(guò)程，磨損量和撞擊在金屬表面上粒子的總運(yùn)能成正比。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了煙氣在風(fēng)機(jī)的流速，因此，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低，磨損量越小。 　　燒結(jié)礦煙塵的主要成分是鐵及其化合物，硬度高，對(duì)磨損影響較大。燒結(jié)粒子形狀對(duì)磨損量也是有影響的，帶棱角多粒子的對(duì)葉片的磨損較大。 　　當(dāng)煙氣中的灰粒子濃度較大時(shí)，對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪的磨損較嚴(yán)重。因此需要合理選擇風(fēng)機(jī)全壓，避免過(guò)大負(fù)壓帶出環(huán)冷機(jī)燒結(jié)微小顆粒?？梢愿鶕?jù)環(huán)冷機(jī)料層厚度通過(guò)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制好風(fēng)機(jī)的入口負(fù)壓，故燒結(jié)余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)通常配變頻調(diào)速或液偶調(diào)速系統(tǒng)。 　　機(jī)翼型葉片效率較高，但由于葉片形狀較復(fù)雜，難于采用防磨措施。且一旦磨損效率下降較多，一般只適用于清潔氣體。 　　板型葉片效率較低，葉片形狀簡(jiǎn)單，容易采用防磨措施，且磨損為整體磨損，且磨損后效率不變。適合于含塵氣體。

針對(duì)某故障鍋爐引風(fēng)機(jī)，從電機(jī)和風(fēng)機(jī)軸承間隙到主軸安裝偏差都作了較為精確的檢查；從風(fēng)機(jī)外殼的連接到基礎(chǔ)的固定，也作了大量檢測(cè)工作，均未發(fā)現(xiàn)明顯的問(wèn)題。最終我們把注意力集中在風(fēng)機(jī)葉片上。風(fēng)機(jī)葉片從表面上看沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，但在作靜平衡時(shí)發(fā)現(xiàn)葉片有一處無(wú)論如何轉(zhuǎn)動(dòng)都會(huì)轉(zhuǎn)向最低點(diǎn)，因此初步確定振動(dòng)的原因是由于葉片不平衡所致。 　　根據(jù)故障發(fā)生前的運(yùn)轉(zhuǎn)情況正?？梢酝茢嗳~片不平衡是運(yùn)行過(guò)程中逐漸產(chǎn)生的，其主要原因有：風(fēng)機(jī)葉片與煙塵中的顆粒相互摩擦，使葉片表面金屬磨損。由于一組風(fēng)機(jī)的葉片是采用相同的材料，但相同材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能和耐磨強(qiáng)度在微觀上往往也存在差異，這種差異只有在運(yùn)行一段時(shí)間后才能顯現(xiàn)出來(lái)，導(dǎo)致后來(lái)的葉片不能保持原來(lái)的平衡關(guān)系。 　　低劣質(zhì)煤燃燒后產(chǎn)生的煙塵中，含有一定的硫化物有害氣體，這部分氣體對(duì)金屬的腐蝕性很大，而各葉片抗腐蝕能力差異的存在，打破了原來(lái)葉片組的平衡。 　　基于循環(huán)流化床鍋爐以燃燒低劣質(zhì)煤為主，而低劣質(zhì)煤的硬度往往比煤的硬度大得多，經(jīng)破碎篩分后燃燒產(chǎn)生的煙塵顆粒相應(yīng)的硬度也較大，引風(fēng)機(jī)葉片系產(chǎn)生煙塵排放的唯一動(dòng)力并直接與這些顆粒相接觸，因此，這就更加速了葉片的磨損，磨損量的差異也破壞了葉片組原來(lái)的平衡。

一、概況。興采職工活動(dòng)中心位于遼河油田興隆臺(tái)采油廠，總建筑面積4991。5mZ，室內(nèi)設(shè)固寶座位1200個(gè)，是可供球類比賽、各種文體活動(dòng)、影劇節(jié)目演出、集會(huì)、舞會(huì)等多功能使用的綜合性?shī)蕵?lè)活動(dòng)場(chǎng)所。該中心1999年采用低溫余熱水風(fēng)機(jī)盤管采暖技術(shù)，對(duì)原有采暖系統(tǒng)進(jìn)行了改造，一次試車成功。經(jīng)過(guò)一個(gè)采暖季的考驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，達(dá)到了用戶的使用要求，而且在此期間還成功舉辦了CCTV杯全國(guó)乒乓球擂臺(tái)賽。低溫余熱水風(fēng)機(jī)盤管采暖技術(shù)的應(yīng)用不但解決了室溫偏低問(wèn)題，提高了室內(nèi)的舒適性，填補(bǔ)了我局在低溫余熱水利用方面的空白，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。 　　二、問(wèn)題的提出。興采職工活動(dòng)中心以前采用的是高壓蒸汽采暖，供暖熱媒為2MPa的飽和蒸汽，由興采中心鍋爐房供給。近年來(lái)由于供熱用戶不斷增加，使得汽源供應(yīng)非常緊張。職廠活動(dòng)中心的供汽壓力嚴(yán)重不足，致使室內(nèi)溫度無(wú)法得到保證，凝結(jié)水回流不暢，被迫到處開(kāi)口放水，引發(fā)了一系列問(wèn)題，給室內(nèi)的裝修及電氣設(shè)備等造成了嚴(yán)重的破壞。199年5月興隆臺(tái)采油廠向我公司提出了關(guān)于職工活動(dòng)中心采暖改造的設(shè)計(jì)委托：熱媒由蒸汽改為油田熱電廠提供的63/48℃低溫余熱水，要求冬季室溫達(dá)到巧℃。職工活動(dòng)中心的舞臺(tái)及比賽廳高達(dá)17m，室內(nèi)空間非常大，而供回水平均溫度又較以前降低了78℃，在此種條件下，如果沿用以前的系統(tǒng)，室溫至多能達(dá)到5C。在這種前提下，我們開(kāi)展了低溫余熱水風(fēng)機(jī)盤管采暖技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究。 　　三、方案確定。l、方案確定的原則在保證冬季室溫的前提下，充分利用現(xiàn)有設(shè)施，選擇改動(dòng)量小、經(jīng)濟(jì)適用和技術(shù)可靠的方案。 　　方案一：比賽大廳、舞臺(tái)采用風(fēng)機(jī)盤管采暖系統(tǒng)，附屬房間采用散熱器采暖系統(tǒng)，熱媒為63/48℃的低溫余熱水。 　　方案二：采用0.2Mpo的蒸汽采暖系統(tǒng)，凝結(jié)水系統(tǒng)增設(shè)凝結(jié)水箱及凝結(jié)水泵，以解決凝結(jié)水回流不暢的問(wèn)題。盡管方案二改動(dòng)量小、投資少，但如果要采用此方案汽源問(wèn)題必須首先得到解決。其次采用蒸汽系統(tǒng)不可避免地要產(chǎn)生跑、冒、滴、漏及凝結(jié)水箱的二次蒸汽，造成能源的浪費(fèi)。 　　每個(gè)風(fēng)機(jī)盤管都有高、中、低三檔風(fēng)速開(kāi)關(guān)，可以通過(guò)風(fēng)量的有級(jí)調(diào)節(jié)靈活地調(diào)整室溫。

提高勞動(dòng)效率提高勞動(dòng)效率集中表現(xiàn)在兩方面： 　　一是減少或消滅生產(chǎn)間斷時(shí)間，如由于巷道中風(fēng)速加快，炮掘工作面每班可減少放炮排煙時(shí)間015h1h，機(jī)掘工作面消滅了連續(xù)作業(yè)造成瓦斯積聚而停工的時(shí)間； 　　二是作業(yè)環(huán)境的改善，可以使工人的勞動(dòng)效率得到一定的提高。 　　對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線JBT612型局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線適用性強(qiáng)由于其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，免去了JBT系列風(fēng)機(jī)配套的前、后消音器，噪聲小并容易控制，安裝維修便利。 　　對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)可根據(jù)掘進(jìn)距離的近遠(yuǎn)，調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)：只開(kāi)一臺(tái)電機(jī)的單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；兩級(jí)葉輪同時(shí)對(duì)旋運(yùn)行的整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。能最大限度滿足各種條件下局部通風(fēng)的安全條件，又可節(jié)能省電。對(duì)旋軸流式局部通風(fēng)機(jī)特性曲線PQ比普通軸流式局部通風(fēng)機(jī)特性曲線陡，即壓力增加較高，而風(fēng)量變化較小，因此非常適合掘進(jìn)工作面相對(duì)風(fēng)的定量控制。當(dāng)兩級(jí)葉輪對(duì)旋運(yùn)行時(shí)，經(jīng)試用，掘送距為800m1500m長(zhǎng)度范圍內(nèi)，可完全不隨掘進(jìn)距離的延長(zhǎng)而搬移通風(fēng)機(jī)，能滿足長(zhǎng)距離局部通風(fēng)對(duì)風(fēng)量的要求，且能克服長(zhǎng)距離通風(fēng)帶來(lái)的通風(fēng)阻力。因?yàn)閷?duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)具有安全生產(chǎn)（特別是防止掘進(jìn)工作面瓦斯超限和積聚）、提高生產(chǎn)效益、節(jié)能、適用性等的優(yōu)越性，掘進(jìn)工作面宜逐步推廣使用?，F(xiàn)有的JBT系列風(fēng)機(jī)可以作為雙風(fēng)機(jī)裝置的副機(jī)，繼續(xù)發(fā)揮作用。

改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以改變風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)的風(fēng)量、風(fēng)壓及所耗功率，以滿足除塵風(fēng)量系統(tǒng)的要求。風(fēng)機(jī)消耗的功率是按照三次方的關(guān)系下降的，因此節(jié)能效果非常顯著。而且由于風(fēng)機(jī)的效率隨轉(zhuǎn)速變化不是很大，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化的范圍在20％左右時(shí)，可以不考慮效率的變化。 　　采用變頻調(diào)速法能夠很好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。控制系統(tǒng)變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)除塵風(fēng)機(jī)的變頻控制系統(tǒng)涉及的軟硬件組成及其控制方式包括PLC控制、電氣控制、變頻器、風(fēng)機(jī)、管道及各種等。子程序、算法比較子程序等。 　　控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)在整個(gè)控制系統(tǒng)中，在硬件的選用上采用了SIEMENSS7-400系列的PLC、ET200M智能終端及合資廠生產(chǎn)的3501型智能負(fù)壓變送器等相關(guān)的電氣產(chǎn)品，此外系統(tǒng)中還采用了液力耦合器，羅茨水環(huán)真空機(jī)組輸出功率為900KW，和AB公司的中壓變頻器，輸出功率為630KW。軟件設(shè)計(jì)變頻控制系統(tǒng)中，在軟件的編制上側(cè)重于變頻響應(yīng)速度的問(wèn)題，因此，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況虛擬的給出對(duì)應(yīng)管網(wǎng)的壓力值，并且采用相應(yīng)的仿人智能PID控制算法，提高了自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能、響應(yīng)速度，提高了變頻系統(tǒng)的效率，起到了很好的效果。

   風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的多余能量促使管道中的氣體流速加快，管中流量相應(yīng)增大，工作點(diǎn)位置向右移動(dòng)，恰好使風(fēng)機(jī)的全壓等于系統(tǒng)所需的能頭，達(dá)到能量的供求平衡。由于流體的流速加快，流動(dòng)阻力增大，特別是在管道的拐彎處。因此，流體對(duì)風(fēng)道的沖撞較為劇烈?？梢钥隙?，設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)機(jī)最大流量；WO9V和全壓O9V計(jì)算值偏高，造成風(fēng)機(jī)的規(guī)格選得過(guò)大。出口冷風(fēng)道布置不合理用便攜式測(cè)振儀對(duì)送風(fēng)機(jī)進(jìn)口和出口進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口幾乎不振動(dòng)，而出口振動(dòng)很大。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道的觀察并結(jié)合風(fēng)道設(shè)計(jì)圖紙，發(fā)現(xiàn)出冷風(fēng)道布置不合理。 　　在鍋爐設(shè)計(jì)中，為了使過(guò)熱器管得到良好的冷卻，這是過(guò)熱器安全運(yùn)行的保證。鍋爐高溫段過(guò)熱器為例，在不同負(fù)荷下，蒸汽流速及換熱系數(shù)的計(jì)算。當(dāng)鍋爐A1B負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，蒸汽流速小于設(shè)計(jì)流速，隨著負(fù)荷進(jìn)一步降低，蒸汽吸熱量將大幅下降，對(duì)過(guò)熱器管壁的冷卻效果變差，過(guò)熱器處于不安全工作狀態(tài)。為提高效率，減少風(fēng)的阻力，內(nèi)部沒(méi)有設(shè)置拉撐桿等拉撐裝置，剛性嚴(yán)重不足。這也是造成出口冷風(fēng)道振動(dòng)的原因之一。鍋爐漏風(fēng)鍋爐爐膛下部水力除渣系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)和設(shè)備本身的缺陷，漏風(fēng)嚴(yán)重，從而間接影響到送風(fēng)機(jī)性能的發(fā)揮，使風(fēng)機(jī)送風(fēng)阻力增大。：振動(dòng)的處理方法由于風(fēng)機(jī)的全壓和流量偏高，僅需對(duì)風(fēng)機(jī)的葉輪加以改造即可。最簡(jiǎn)便的方法就是將葉片進(jìn)行切割。但因現(xiàn)場(chǎng)條件所限，只有留待時(shí)機(jī)與制造廠家共同研究，確定最佳方案并委托廠家處理。 　　在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，主要采取了以下措施：F2H用角鋼對(duì)出口風(fēng)道加固，以增加其剛性。F0H采取措施，對(duì)鍋爐下部水力除渣系統(tǒng)漏風(fēng)處進(jìn)行堵漏，同時(shí)盡量減少運(yùn)行人員沖渣操作不當(dāng)引起的漏風(fēng)。通過(guò)上述對(duì)冷風(fēng)道的整改，風(fēng)道的振動(dòng)已得到明顯的改觀，其最大振動(dòng)幅值由原來(lái)的2C1；下降至現(xiàn)在1C；噪聲也明顯下降，但振動(dòng)幅度仍然偏大，有待今后做進(jìn)一步的研究。

礦井提升機(jī)主電機(jī)的冷卻至關(guān)重要，如果主電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會(huì)對(duì)提升機(jī)主電機(jī)造成非常大的危害。傳統(tǒng)的風(fēng)量調(diào)節(jié)大都采用風(fēng)門調(diào)節(jié)的方式，這種方式在實(shí)際使用中存在不足，給提升機(jī)的運(yùn)行帶來(lái)了安全隱患，同時(shí)也與提升機(jī)的全數(shù)字控制系統(tǒng)越來(lái)越不適應(yīng)。i問(wèn)題的提出鮑店煤礦副井的2部提升機(jī)于2004年引進(jìn)西門子技術(shù)進(jìn)行了電控系統(tǒng)的改造，其主控系統(tǒng)為西門子S7―400系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用晶閘管整流，運(yùn)行以來(lái)取得了非常好的效果。其主電機(jī)的冷卻采用的是離心式風(fēng)機(jī)，利用調(diào)節(jié)風(fēng)門開(kāi)度的大小來(lái)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量的大小，但是經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)其存在以下的缺點(diǎn)：⑴啟動(dòng)電流大主風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果風(fēng)門的開(kāi)度在15%以上，風(fēng)機(jī)相當(dāng)于帶載啟動(dòng)，啟動(dòng)電流在600A（電壓380V）以上，對(duì)電動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊。曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)開(kāi)啟主風(fēng)機(jī)時(shí)忘記關(guān)閉調(diào)節(jié)風(fēng)門，導(dǎo)致啟動(dòng)電流過(guò)大，電動(dòng)機(jī)燒毀事故的發(fā)生。但主風(fēng)機(jī)位于車房的底層，調(diào)節(jié)起來(lái)不是很方便。 　　風(fēng)機(jī)效率非常低風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。在風(fēng)門控制風(fēng)量的系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是不變的，所以其電效率非常低，根據(jù)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，60%~70%的電能都消耗在調(diào)節(jié)風(fēng)門及管網(wǎng)壓降上，造成電能資源的浪費(fèi)。 　　風(fēng)量不能自動(dòng)調(diào)節(jié)根據(jù)季節(jié)的不同，主電機(jī)需要的冷卻風(fēng)量不同。如果一直把風(fēng)門開(kāi)得很大，其噪音很大，對(duì)提升機(jī)司機(jī)的健康不利。因此需要根據(jù)溫度的變化，由人工來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)門的開(kāi)度，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)。 　　2方案選擇現(xiàn)在變頻技術(shù)己經(jīng)非常成熟，從開(kāi)始的V/F控制，到矢量控制，一直到現(xiàn)在的直接轉(zhuǎn)矩控制。變頻器產(chǎn)品己經(jīng)系列化，性能非?？煽?，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)論證，決定去掉調(diào)節(jié)風(fēng)門，由變頻器驅(qū)動(dòng)主風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量。并將風(fēng)機(jī)變頻器的控制信號(hào)引入提升機(jī)的控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。結(jié)合提升系統(tǒng)的實(shí)際情況，選用西門子MicmMase440變頻器，其控制方式為矢量控制，性能可靠穩(wěn)定。 　　系統(tǒng)的接線如、所示。其中為帶有過(guò)流及熱保護(hù)功能的空氣開(kāi)關(guān)，K，為接觸器，Q2為刀閘開(kāi)關(guān)，K2為繼電器，S，為普通開(kāi)關(guān)。 　　動(dòng)力系統(tǒng)接線系統(tǒng)的功能風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)不再是全壓?jiǎn)?dòng)，而是在變頻器中設(shè)定了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)曲線，電動(dòng)機(jī)將按照設(shè)定的曲線進(jìn)行啟動(dòng)，啟動(dòng)電流由原來(lái)的600A以上，降到了200A以下，大幅度地減少了啟動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊。 　　變頻器正常時(shí)的啟動(dòng)順序變頻器正常時(shí)，要斷開(kāi)Q2，然后合空氣開(kāi)關(guān)Qw合手動(dòng)開(kāi)關(guān)S，這時(shí)變頻器上電。絞車根據(jù)司機(jī)的命令發(fā)出“變頻器啟動(dòng)&dquo;命令，1吸合，變頻器開(kāi)始啟動(dòng)。啟動(dòng)完畢后，變頻器“啟動(dòng)完畢&dquo;反饋信號(hào)接點(diǎn)閉合，風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)完畢。在PLC程序中，對(duì)反饋命令設(shè)置了一個(gè)6s的延時(shí)，即如果PLC發(fā)出“變頻器啟動(dòng)&dquo;命令6s以后，未得到變頻器“啟動(dòng)完畢&dquo;。 　　反饋信號(hào)，則會(huì)發(fā)出風(fēng)機(jī)故障的信號(hào)，并閉鎖絞車，這時(shí)有可能是K2故障或變頻器產(chǎn)生故障。 　　變頻器發(fā)生故障情況下的風(fēng)機(jī)啟動(dòng)當(dāng)變頻器發(fā)生故障不能正常運(yùn)行時(shí)，這時(shí)風(fēng)機(jī)的控制方式恢復(fù)到原來(lái)方式，啟動(dòng)順序如下：首先要把風(fēng)門的開(kāi)度調(diào)節(jié)到15%以下，合刀閘Q2，然后合空氣開(kāi)關(guān)Qi，最后合開(kāi)關(guān)Si，這時(shí)電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)。Si的設(shè)置就是為了在變頻器損壞時(shí)，能夠使風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)。同時(shí)刀閘Q2所帶的輔助點(diǎn)信號(hào)輸入到PLC，PLC檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)，就會(huì)屏蔽檢測(cè)變頻器“啟動(dòng)完畢&dquo;信號(hào)，僅僅檢測(cè)Ki的輔助接點(diǎn)。 　　在主電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子中廠家預(yù)埋了N00測(cè)溫電阻。利用S7400PLC的模擬量輸入模塊，可以很容易檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)實(shí)際溫度，利用變頻器的外部頻率跟定功能，就可以實(shí)現(xiàn)頻率隨檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)實(shí)際溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)方法如下：把PLC中1個(gè)模擬量輸出接點(diǎn)與變頻器的外部頻率給定接點(diǎn)連接，并把變頻器的頻率給定信號(hào)設(shè)置為4流信號(hào)，同時(shí)把連接的PLC模擬量輸出接點(diǎn)輸出信號(hào)也設(shè)置為4~20mA信號(hào)。根據(jù)鮑店煤礦主電機(jī)的絕緣為B級(jí)絕緣在PLC程序中設(shè)置當(dāng)溫度高于100C時(shí)，PLC模擬量輸出接點(diǎn)輸出18mA信號(hào)，即風(fēng)機(jī)以88%的速度運(yùn)行；當(dāng)主電機(jī)溫度低于20°C時(shí)，PLC模擬量輸出接點(diǎn)輸出6mA信號(hào)，即風(fēng)機(jī)以12%的速度運(yùn)行，在20~100C風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的速度（以％表示）分成5個(gè)段，如所示。 　　速度圖速度沒(méi)有設(shè)置成隨主電機(jī)溫度成比例的變化，主要原因是主電機(jī)溫度隨時(shí)在變化，如果不分段，則風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)刻在變化，對(duì)電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行不利，所以把風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度按照溫度范圍分成段。 　?。?）保護(hù)功能①風(fēng)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控首先接觸器Ki的吸合狀態(tài)要傳入到PLC，同時(shí)變頻器的啟動(dòng)反饋信號(hào)也要傳入到PLC，這2個(gè)信號(hào)正常，系統(tǒng)才認(rèn)為通風(fēng)系統(tǒng)正常。 　　在變頻器損壞的情況下，系統(tǒng)就只是檢測(cè)R的狀態(tài)。 　　絞車如果在提升過(guò)程中檢測(cè)到了風(fēng)機(jī)故障，在溫度不超過(guò)115C時(shí)，允許本次提升完成，然后閉鎖絞車直到故障處理完畢。 　?、谔嵘龣C(jī)主電機(jī)溫度保護(hù)設(shè)置當(dāng)主電機(jī)溫度超過(guò)115C時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生電氣制動(dòng)，防止提升機(jī)主電機(jī)超溫產(chǎn)生其他的事故。 　　4運(yùn)行效果從投入運(yùn)行以來(lái)，效果十分明顯，主要有以下特點(diǎn)：徹底解決了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流大的問(wèn)題，解除了啟動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊；強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，有效地控制了提升機(jī)主電機(jī)溫度的變化；基本是免維護(hù)運(yùn)行，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；降低了主風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音，減少了噪音對(duì)工人的危害。