罗茨风机的变频器选型时,应按恒转矩负载来选择。对于45kW的罗茨风机,电机额定电流84.5A,选用ACS604-0100-375kW变频器,一般应用负载情况下,允许所带电机的功率达到7500kW;重载情况下,功率可达55kW,在10分钟周期内有1分钟输出电流可达168A,为电机输出电流的2倍,在15秒周期内,有2秒输出电流可达224A,为电机额定电流的2.65倍,可以满足瞬时过负荷的要求。
根据不同的典型工业用对象,设计许多不同种类的应用宏,所谓应用宏即是经过预编程的参数集。使用应用宏可以快速简单地完成AC600的启动,应用宏减少了在启动过程中需要设置的参数数量,所有参数均有出厂时设置的缺省值,因此,用户在变频器调试之前要确定采用哪一种应用宏,宏一旦被选定用户即可在菜单的提示下对参数进行检查、定义、变频器试验选择和调整,由于菜单中有英文提示,每个参数的物理意义直观明白,用户可以方便地选取。
调试中需确定的常规参数有启动/停止/方向信号、继电输出信号、模拟量I/O信号及量程标定、加减速时间、电机堵转保护、过载保护、各种电量运行的软极限、各种故障、报警条件等。除此之外,九洲风机知道还有两个重要参数要选择:
一是启动功能要选择使用,它可以使变频系统顺利地渡过电源瞬时低电压甚至瞬时失电,在电源电压恢复正常后自启动,这对于煤气供应这样重要的负荷十分必要;
二是变频器直流母线过电压自动控制及欠电压自动控制均设置为使用,这样在电机快速制动时可自动限制再生电流,不至使直流母线过电压,电源低电压时,可使电机自动进入再生发电状态以保证直流母线电压不低于电压低限,这种对母线电压的自动控制作用,对于保护变频系统的正常运行,减小报警及停车故障有极其重要的意义。
***章 罗茨鼓风机的工作原理和特点
一、工作原理
罗茨鼓风机由断面近乎椭圆的机壳与两侧墙板组合成一个气缸,上端的开口为进气口,下端为排气口。一对转子水平安置在汽缸内,借助一对同步齿轮作反向旋转,保持相互无接触的啮合,气体随着旋转叶轮(即转子)型面与机壳所形成的工作容积,由进气口推向排气口排出。
同步齿轮除了起传动作用之外,还用以保持两转子之间的相互位置,转子之间及转子与机壳、墙板之间留有窄小间隙,在转子高速运转中相互之间不发生接触,故无须对转子加油润滑。
图1-(a)中,机体内之容积,被叶轮分割成四个区域,其中(Ⅰ)与进气口相通,其气体与进气口压力相同,左转子刚封闭的(Ⅰ′)区域与进气口
压力相同。右转子封闭的容积(Ⅰ′)仍未与排气口相通,故仍为进气口压力。排气口容积(Ⅱ)为排气口(斜线表示)。
图1-(b)为叶轮旋转θ=30°后的情况,机体内容积被叶轮分割成三个区域,其中(Ⅰ)与进气口相通,其气体之压力为进气口压力。(Ⅱ)与排气口相通,故其气体为排气压力(斜线表示)。左转子所封闭容积(Ⅰ′)仍为进气口压力。
图1-(c)为叶轮旋转60°后的情况,仍被转子分割成四个区域。(Ⅰ)、(Ⅰ′)、(Ⅱ′)和(Ⅱ)与图1-(a)中情况相同,仅后者与前者的位置互换而已。
图1-(d)为叶轮旋转90°后的情况,它与图1-(b)中情况相同,仅是左、右转子位置互换而已。
图1-(e)为叶轮旋转120°后的情况,它与图1-(a)完全相同。它说明三叶罗茨鼓风机旋转120°可完成一个叶片的工作过程,旋转一圈(360°)后,即完成整个叶轮的工作全过程。
二、性能特点
1. 罗茨鼓风机具有强制送气的硬排气特性,即当压力变化时,流量变化甚微。换言之,压力可以在允许范围内“自动”调节,而流量变化较小。风量与风压的关系见图2。
2. 压力随系统阻力的变化而变化,具有自适应性。
罗茨鼓风机没有内压缩,系统需要多大压力,在配套电机功率允许的条件下,罗茨鼓风机就能提供多大压力,因此其压力具有自适应性。
3. 输送介质不含油。
罗茨鼓风机转子之间及转子与机壳、墙板之间留有窄小间隙,在转子高速运转中相互不发生接触,故无须对转子加油润滑,故介质不含油。
4. 结构***合理,运行可靠,使用寿命长,操作维修方便。
第二章 结构
一、概述
罗茨鼓风机结构见图3.
序号
名称
材 质
数 量
序号
名称
材 质
数 量
机 壳
HT250
11
主动轴承端盖
HT250
叶 轮
HT500
12
从动轴承端盖
HT250
主 动 轴
45
13
骨架油封
丁晴胶
从 动 轴
45
14
轴承挡块
HT250
驱端墙板
HT250
15
轴 套
HT250
齿端墙板
HT250
16
齿 轮
SCM425
驱端密封轴套
HT250
17
止动垫圈
A3
齿端密封轴套
HT250
18
锁紧螺母
SS400
主动轴承
SUJ2
19
油 箱
HT250
10
从动轴承
SUJ2
20
黄油杯
C3604
其中:“件号16”同步齿轮与“件号3”主动轴和“件号4”从动轴采用圆锥配合,便于调整叶轮间间隙δ2和拆装维修。罗茨鼓风机的同步齿轮既作传动又起叶轮***的双重作用,其精度和磨损状况将直接影响叶轮啮合和效率。
“件号9、10” 主动、从动轴承分别装在主动转子(主动轴穿入叶轮)和从动转子(从动轴穿入叶轮)的预定部位上。轴承与叶轮间的轴向间隙δ3、δ4由“件号7、8”驱端、齿端密封轴套的长度来保证,驱端与齿端轴承由“件号11、12”轴承端盖和“件号14”轴承挡块分别固定在“件号5、6”驱端、齿端墙板的预***置上,从而使鼓风机得以平稳、安全运转。
二、间隙调整
1.叶轮型面间的间隙调整。
拧松“件号18”锁紧螺母,适当调整两齿轮间的安装角度位置,即能达到调整间隙的效果。经调好间隙后,应拧紧锁紧螺母,并用“件号17”止动垫圈紧固之。型面间隙调整应旋转360°进行,旋转60°时仅能测得1/6叶轮型面的啮合间隙。
2.叶轮与前后墙板间轴向间隙调整。
首先要保证机壳和叶轮轴向长度之差应等于驱端轴向间隙δ3和齿端轴向间隙δ4之和,否则应对墙板或叶轮长度及公差等作调整。
对于未达到要求之δ3、δ4之值可改变“件号7”驱端密封轴套和“件号8”齿端密封轴套的长度和公差,从而将δ3、δ4调整到所要求的间隙范围。
叶轮与前后墙板间轴向间隙的调整,是一项技术难度较大的工作,应慎重认真处理。
第三章 罗茨鼓风机的安装和使用
一、安装
鼓风机的安装,可参阅一般机械设备安装规范,按照工厂说明书给定的尺寸进行安装,并且尚需注意下列事项:
1 地脚螺栓孔,采用二次灌浆法。
2 机组安装的基础面应浇成凸面并平整,根据进、排气口之方向和维修之需要,基础面四周应留有适当宽裕的地域。
3 安装时首先检查机体内部确认无杂物时,即封闭进、排气口,彻底清除管道内的铁锈和焊渣等杂物,然后与风机接通,要求各法兰结合面不准漏气。
4 当输送空气介质,其含尘量超过100mg/m3时,建议在进气口消声器前端装置空气滤清器。
5 消声器应设置于靠近鼓风机进、排气口处。
6 在靠近鼓风机进、排气口的直管段上,应装置压力仪表和安全阀,当风机处于超负荷运行时,仪表和安全阀应能反映出或发出报警信号。
7 为了保证鼓风机安全运转,风机不允许承载管道、阀门、框架等外加负荷。此种负荷,必须另设支撑。建议在进、排气口管道上装设弹性接头,以消除管道振动和热变形之影响。
8 安装时必须找正,风机与电机中心线重合或平行并使整机底座与基础平面保持水平位置。允许底座与地面采用调整垫铁来进行调整,其允差为0.2/1000毫米。为了保证风机安全运转,建议安装减震器。
9 安装时***不允许***风机的装配间隙。安装后,盘动鼓风机转子应转动灵活,无撞击和摩擦现象。
二、使用
1、使用要求:
(1)进气温度不高于40℃;
(2)气体中固体微粒含量不大于100 mg/m3,微粒***大尺寸应不大于鼓风机的***小工作间隙之半;
(3)轴承温度***高不超过95℃;
(4)润滑油温度***高不超过65℃;
(5)不得超过铭牌规定的额定升压范围。
2、鼓风机启动前之准备工作:
(1)检查各紧固件和***销的安装质量;
(2)检查进、排气口和阀门等安装质量;
(3)检查鼓风机的装配间隙是否符合要求;
(4)检查鼓风机与电机的找中、找正质量;
(5)检查机组的底座四周是否全部垫实,地脚螺栓是否紧固;
(6)向油箱注入规定牌号之机械油至油标的中间位置,建议采用N68机械油;
(7)向主动、从动轴承端盖内侧注入规定牌号之润滑油脂,建议采用锂基润滑脂。
(8)全部打开鼓风机进、排气口阀门,盘动转子,注意倾听各部分有无不正常的杂音;
(9)检查电动机转向是否符合指向要求。
3、鼓风机空负荷试运转:
(1)新安装或大修后的风机都应经过空负荷运转;
(2)罗茨鼓风机空负荷运转的概念是:在进、排气口阀门全开的条件下投入运转;
(3)1试运转时应观察润滑油的飞溅情况是否正常,如过多或过少则调整油量。正常飞溅情况,可从油箱的视油窗观察其飞溅情况,其形成毛毛雨飞溅油雾即可;2长时间带负荷运转后,油温升高,油位线上升,可按第1条所述要求进行调整;3停机一定时间后,油温降低则油位线下降,可在开机前适量加油。按第1条所述要求进行调整;
(4)没有不正常的气味或冒烟现象及碰撞或摩擦声;
(5)空负荷运行30分钟左右,为情况正常,即可投入带负荷运转。如发现运行不正常,进行检查排除后仍须作空负荷试运转。
4、鼓风机正常带负荷持续运转:
(1)要求逐步缓慢地调节,带上负荷,直至额定负荷。不允许一次即调节至额定负荷。(风机启动时应空载,严禁带负荷启动);
(2)所谓额定负荷,系指进、排气口之间的静压差为风机标牌标定之***大静压值。
(3)风机正常工作中,严禁完全关闭进、排气口阀门、经常检视进气管路系统的进气状态,严防堵塞。
(4)由于罗茨鼓风机的特性,不允许将排气口之气体长时间地直接流入鼓风机的进气口(改变了进气口之温度)否则必将影响机器的安全。如需采取回流调节,则必须采用冷却措施;
(5)鼓风机在额定工况下运行时,在靠近轴承部位的振动速度不超过11.2mm/s。
5、鼓风机非正常带负荷启动:
在不得已的情况下,鼓风机必须带负荷特别是满载负荷启动时,务必在排气口加装放空阀。启动时将放空阀全开,排气全部排入大气,逐步关闭放空阀,直至全部关闭后,才完成启动操作。
6、停车
鼓风机不宜在满负荷情况下突然停车,必须逐步卸负荷后再停车,以免损坏机器。紧急停车时,出风口必须安装止回阀,以保护机器安全。
第四章 罗茨鼓风机的维护与检修
一、罗茨鼓风机的日常***
做好风机的日常维护***,使之经常处于良好运行状态,不但能延锦工机的维修周期,而且能防止风机的过早磨损,预防机械事故的发生。内容如下:
1. 坚持文明生产,经常保持风机表面及其周围场地清洁,并经常检查各部分***销、连接螺栓的紧固程度,随时把已经松脱的螺帽拧紧。
2. 经常检查轴承温度有无过热现象,轴承齿轮油箱允许温升和***高温度,应符合表一规定。
表 一
部 位
***高温升
***高温度
滚动轴承
55℃
95℃
齿轮润滑油
35℃
65℃
3. 检查齿轮油箱和副油箱,润滑油应加到规定的两条刻度线之间,不应过少,勿使油箱渗漏。
4. 经常检查轴封装置有无漏气、漏油现象。
5. 检查风机的润滑系统是否正常,正确地选择润滑油。定期加油、换油。风机运行中,齿轮润滑油在负荷试车后应予更换(或过滤后再用),正式使用200小时以后,换***次油,以后按季节换油。每月至少检查一次油的清洁度及油质,发现赃物及时过滤;发现变质及时更换。换油时应清洗油箱。
6. 风机的驱端轴承采用油脂润滑,可参照上条5,定时一同加油、换油和清理。
7. 经常倾听机体内运行工作情况,有无磨损、过热或异常声响。
8. 经常检查进风口气体过滤器,及时清扫或更换滤料,避免含尘量过大,增加系统压力。谨防进风口管道内落入***。
9. 每班按规定时间,做好记录,记录中包括:轴承温度、润滑油温度、电压、电流、风压、风量等。
10. 建立各种维护***制度,规定检查项目、检查点及质量要求等。
二、罗茨鼓风机常见故障分析和检修方法及措施
由于安装使用不当,维护***不良或制造质量失控等导致罗茨鼓风机在运行中出现故障,现将常见的故障分析和排除方法列于下表(表二)。
表 二
故 障
可能产生的原因
检修方法及措施
1.齿轮轴与圆锥孔松动
检查锁紧螺母是否松动,重调两齿轮间的角度位置。
2.齿轮轴孔与轴颈配合不良
(1)检查配合面是否有碰伤现象
(2)检查轴端圆螺母和止动垫圈的锁紧情况
3.叶轮间的间隙δ2不均匀超过允许值
重新调整δ2
4.齿轮磨损,使啮合侧缝超过允许值
若调整后仍无法满足要求时应更换齿轮副。
5.主从轴弯曲变形
调直或更换新轴
6.轴承磨损
更换新轴承
7.汽缸内混入***或有所输送介质的结块
清除***或结块
轮外径与机壳内壁有摩擦现象
1.叶轮与机壳间的间隙不均匀,超过允许值
(1)检查间隙,调整δ1
(2)检查前后墙板与机壳结合的***销是否松动,修复销孔更换***销。
2.轴承磨损,径向间隙过大
更换轴承
3.主、从轴弯曲变形
调直或更换新轴
叶轮与前后墙板有摩擦现象
1.间隙调整不当
重新调整δ3、δ4
2.轴承轴间游隙过大
重新调整或更换轴承
3.叶轮端面混入***或结块
清除***或结块
风量变小
1.叶轮与机体因磨损而引起间隙增大
更换磨损零件
2.叶轮间啮合间隙δ2有所变动
按要求调整
3.系统有泄漏
检查后排除
1.进气滤清器堵塞或其他原因造成阻力***,即进口负压增大(在出口压力不变情况下,升压加大)
检查后排除
2.出口系统压力增加
检查后排除
3.静动零件发生摩擦
调整间隙
4.齿轮损坏
更换
5.轴承损坏
更换
温度
不正常
1.齿轮副啮合不良或侧隙过小
调整齿轮副的啮合情况
2.润滑油太脏
清洗润滑系统及轴承齿轮等,更换新润滑油,或重新过滤润滑油
3.系统阻力太大或进气温度过高
调整系统运行情况,降低进气温度
4.润滑油温度过高
检查油量及运动部位是否正常
振动加剧
1.叶轮平衡精度过低或精度被***
重新校正平衡达到G6.3级
2.地脚螺栓或其它紧固件松动
紧固各部位
3.轴承磨损
更换新轴承
4.机组承受进气管道的重力和拉力
消除管道的重力和拉力,增加支撑
系 统
负荷超载
1.管网阻塞
检查系统是否有堵塞现象,应立即排除
2.空气滤清器中,滤料含尘量过大
清洗(反吹)或更换滤料
噪声超过标准规定
1.进出口消声器失效
重新更换消声器
2.消声器衬筒小孔被灰尘阻塞
重新更换消声器内筒壁的玻璃布
3.由于振动等原因,使吸声材料下坠,造成消声效果降低。
拆除整修消声器,加入适当的吸声材料
罗茨鼓风机利用两个或三个叶子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体 ,适用于低压立场和的气体输送和加压 ,罗茨风机在使用时需要进行正确的操作以及调试 ,根据其用途进行适当的调试 ,更好的选择使用罗茨鼓风机,接下来本篇文章将为大家介绍一下罗茨鼓风机的选型计算方法以及操作规程 ,帮助大家更好地选择使用罗茨鼓风机。
一、罗茨鼓风机的正确选型方法
⑴对于罗茨鼓风机和压缩机,出口节流调节方式耗功多。尽管相对流量Qr(实际流量Q与设计流量Q0之比)减少时 ,功率亦相应减少 。如当Q=0.65Q0时 ,所对应的功率减少到原来的80左右 ,但与其它调节方式相比,耗能仍居首位。
⑵如果相对流量变化不大时(或称调节深度小时),几种调节方式耗功差别不大 。即调节方式对节能效果影响不大 ,甚至不仅不节能 ,反而因调节装置的存在多耗功( 如液力耦合器 )。
⑶一般来说,调节深度越大,节能效果越显著。因此,要慎重选择调节方式,以期获得大效益。
⑷变速调节曲线接近理想曲线。
二、罗茨鼓风机操作规程
1、开机前的检查与准备
(1)准备必要的开车工具:阀门钩、扳手等。
(2)检查电机接地线是否完好(漏电可能导致触电事故)、地脚螺栓是否紧固(设备振动导致使用寿命缩短)、对轮罩是否扣好(存在机械伤害风险)等。
(3)检查润滑油油位、油质是否符合要求。
(4)盘车轻松无卡涩。
(5)检查进风口空气滤清器是否畅通,滤清器进口是否完全打开。
(6)有冷却水的风机,检查冷却水是否畅通。
2、开机步骤
检查与准备工作完成后,即可开机。在开机时绝对禁止将进、出风口闸阀全部关闭,也不能在满载时突然开车。
(1)完全打开进气调节阀,出气调节阀、旁通管、冷却水阀。
(2)启动电机。空车运转20~30分钟,观察鼓风机有无不正常的现象 ,如发现有撞击或摩擦声 ,应立即停车检查,并排除故障。
(3)正常运转后,逐渐调节出口阀门(或逐渐关闭放空阀),逐渐加载到额定压强。
3、停机步骤
(1)工艺降载荷。
(2)打开泄压阀泄压。
(3)待空载无压后,停止电机运行。
以上是为大家介绍的罗茨鼓风机的选型计算方法以及操作规程,希望对大家日常使用会有所帮助。如果想了解更多关于罗茨鼓风机的相关内容,请关注我们。
近几年来,我国冲天炉上越来越多地选用罗茨鼓风机。当时为了提高铁焦比,风行多排小风口冲天炉,风口比很低,加上热风炉胆和焦炭块度小等因素,送风阻力有时达到12KPa左右。因为当时的高压离心风机达不到这样高的风压,于是选用罗茨风机。由于罗茨风机那时主要用在化工行业,额定风压一般只有50KPa一档,所以配用的电机都是大功率的。与高压离心风机相比,所配电机的功率大一倍以上,于是人们普遍认为罗茨风机能耗太大,不是节能型的风机。各种冲天炉专用的离心式高压风机相继问世,被称为替代罗茨风机的节能风机,实际上这是一种误解。
罗茨风机的优点很突出,它是一种定容式风机,风量基本上不受风压变化的影响。冲天炉熔炼时,焦炭和金属炉料都是定比例定量加入炉内的,因而要求有恒定的风量,才能保证铁液的质量和产量。冲天炉内的阻力是经常变动的,离心风机会因风压的波动造成风量的波动,致使炉况不稳定。而罗茨风机恰好能满足冲天炉的这一特殊要求,因而受到熔炼工人的欢迎。但当前冲天炉用的罗茨风机相配的电机功率普遍偏大,因而在节能方面比不上高压离心式专用风机。问题的关键在于为冲天炉配罗茨风机时,确定额定风压时过于保守,有宁大勿小的旧观念。当今罗茨风机已经系列化,各种风压风量的罗茨风机都很齐全,配用的电机也比较合理,只要额定风压和风量与专用节能型离心风机相同,所配的电机功率也完全一样,价格也相差不多。
如何确定额定风压呢?笔者认为,只要超过冲天炉实际风压一倍即可。一般冷风炉的实测风压在8kPa左右,热风炉胆的阻力约为2kPa,热风炉的风压一般只有10kPa左右,因此,选用额定风压为20kPa的罗茨鼓风机既安全又经济。但目前一些设计者和罗茨风机生产厂家,都推荐选用额定风压为30kPa的罗茨鼓风机;而改用离心式专用风机时,却都认可不足20kPa的额定风压,因此,这是不明智的。实际上罗茨风机的结构也很简单,没有滑动摩
擦的部件,机械效率是很高的。风机的无用功主要造成了空气的发热,风压越高,发热损失也越大,所以不论是罗茨风机还是节能型高压离心风机,总的机械效率均低于80%。配用电机时机械效率一般按60%计算,然后选用标准功率的电机。风机的有用功率N可用下式计算:
N=QP(kW)? ? 式中Q——风量,m3/s? P——风压,kPa?例如,用于5t/h冲天炉的罗茨风机,风量为80m3/min,风压选定为19.6kPa,则有用功率N为:N=(80/60)×19.6=26.13(kW)
如果风机的机械效率Z=0.6,则配用电机的功率N′为:N′=N/Z=26.13/0.6=43.55(kW)
L74WD-80/0.2型罗茨风机的额定风量和风压与上例相同,厂家配用的电机功率为45kW。相同规格的离心式节能高效鼓风机,例如JGR85-21型和9-12No.8D型风机,也是配45kW电机。由此可见,两种不同类型风机的效率是相同的。因此,认为离心式风机比罗茨式风机节能,是没有根据的。
山东拖拉机厂铸造分厂2002年购进一台80m3/min锦工罗茨鼓风机,用在5t/h冲天炉上,按原设计应选用额定风压为30kPa,厂家也推荐用这种规格,笔者根据冲天炉实测风压不足10kPa这一实际情况,决定选用额定风压为20kPa的风机,电机功率为45kW。现在已经使用两年多了,实测电流为65A,而额定电流为93.2A,实际电流相当于额定电流的70%,可见配用这样的电机既安全又经济。该厂老铸铁车间有一台1995年购进的80m3/min锦工罗茨鼓风机,原配用一台90kW老型号电机,已使用20年,2020年夏天电机因绝缘老化而烧坏,现在也改配了一台45kW新型号电机,实测电流也是65A。这说锦工机的新旧与能耗关系不大。
在实际熔炼过程中,冲天炉内的阻力变化不大,不正常时一般也是阻力减小,所以不必担心因炉内阻力突然增加而使电机超载。对于罗茨鼓风机实际风压比额定风压越低,电机负荷越轻,因此,额定负荷应当选得比实际负荷高一些,留有足够的安全量。但对于离心风机,情况正好相反,实际风压如低于额定风压,会使风量增加,结果电机负荷反而增加,此时如果不关小风门,不但电机超载,铁液也会氧化,非常不利。从这方面看,罗茨风机也优于离心风机。配用调速电机的罗茨风机是最理想的冲天炉用风机,可以通过电机的调速来调整风量。罗茨风机配消声装置不会影响风量,这也使消声措施因不受约束而变得容易。
综上所述,罗茨鼓风机的能耗实际上和高压离心风机相差不多。以往由于给冲天炉配罗茨风机时选择的额定风压偏高,所以配用的电机功率也偏大,但是罗茨风机的实际能耗并不大。在冲天炉上使用罗茨风机时,额定风压比实际风压高一倍即可,这样使用罗茨风机不但发挥了它的优点,而且非常节能。
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