热处理冷却系统改造（精选9篇）
热处理冷却系统改造 篇1
1 整体概况
河南省某5000t/d水泥生产线的系统风机靠液力耦合器及进口阀门配合调节风量,存在以下问题:高温风机采用液力耦合器调速,这种调速方法实质上是转差功率消耗型的做法,其主要缺点是随着转速下降效率越来越低,维护工作量大,现场一般较脏,液力耦合器在实际运行中温度高,达70℃以上。另外此风机实际负荷多数在65%左右,效率极低,浪费大量的电能。公司于2008年6月实施了变频改造,改造后节电效果明显。风机参数见表1。
2 改造方案
2.1 现场部分
将原绕线式高压电机转子引出线滑环处采用铜板短接,拆除原液力耦合器,在原基础上用钢板重新制作电机基础,并将电动机整体前移与风机连接。
2.2 电气控制部分
将原开关柜出线引至高压变频器进线,变频器出线引至电机绕组接线。重新改接信号线,变为中控发驱动闭合高压开关柜给变频器上电,手动或定时自动启动电机。
3 变频器冷却处理
一般来讲高压变频器效率一般都可达到96%~98%,但由于设备功率大,正常工作时,要产生大量的热量。高压变频器4%的功率损耗主要以热量形式散失在运行环境当中,如果不能及时有效地解决变频器室的工作环境温度问题,将直接危及变频器本体的运行安全,最终因为温度过高,导致变频器过热保护动作跳闸。因此,高压变频器的柜内冷却极为重要。
为了避免出现变频器高温引起的一系列问题,公司一期高压变频技改工程,在窑尾系统风机大功率变频设备采取了空-水冷密闭冷却装置,取得良好效果。
3.1 空-水冷密闭冷却基本原理
空-水冷却系统高效、环保、节能,其应用技术在国内处于领先地位。其外形及原理如图1所示。
从变频器出来的热风,经过风管连接到内有固定水冷管的散热器中,散热器中通过温度低于33℃的冷水,热风经过散热片后,将热量传递给冷水,变成冷风从散热片吹出,热量被循环冷却水带走,保证变频器控制室内的环境温度不高于40℃。
空冷器必须安装在密闭环境中,为了提高冷却效果,安放设备的空间尽可能小。流入空冷器的水为工业循环水,为保护设备,要求循环水的PH值为中性,且无腐蚀损坏铜铁的杂质,进水水压一般为0.2~0.3MPa,进水温度≤33℃。
空冷器的维护简单易行,一般半年维护1次,进行冷却管道冲洗。
3.2 施工安装
单套系统一台变频器配备两台空冷器;单台故障时,不会对系统产生较大影响。具体设备布局如图2所示。空冷器的安装位置可根据现场实际情况布置在变频器正面或背面。
3.3 安全性能评价
设备整体安装于高压变频配电室墙外,采用风道与变频器的柜顶排气口直接连接,提高了冷却器的设备运行效率,能够对变频器排出的热气直接降温处理。同时也可避免发生冷却水管线在高压室内布局,出现破裂后漏水危及高压设备运行安全的严重事故。
3.4 系统特点
(1)设备安装简单、快捷。
(2)设备使用寿命长、故障率低、性能可靠。
(3)设备的运营成本是同等热交换功率空调的1/3~1/4倍。
(4)室内密闭冷却、干净卫生;变频器维护量低。
(5)无需滤网清洗。
(6)事故情况下可采用通风冷却,不影响设备安全。
(7)冷却功率留有余量。
目前投入运行的变频器运行情况良好,安全性能高,节约了大量的二次能耗和维护成本,空水冷却效果达到了预期的目的,柜内温度27.4℃。
系统风机经过变频改造后节电效果明显,变频技术在整个集团得到大力推广,变频改造节电效果如表2所示。
4 应用高压变频调速系统产生的其他效果
4.1 维护量减少
采用变频调速后,无论哪种工艺条件,随时可以通过调整转速使系统在接近额定状态下工作,通常情况下,变频调速系统的应用主要是为了降低电机的转速。由于启动缓慢及转速的降低,相应地延长了许多零部件的寿命,极大地减轻了对管道的冲击,有效延长了管道的检修周期,减少了检修维护费用。
4.2 工作强度降低
由于调速系统在运转设备与备用设备之间实现计算机联锁控制,机组实现自动运行和相应的保护及故障报警,操作工作由手动转变为监控,完全实现生产的无人操作,大大降低了劳动强度,提高了生产效率,为优化运营提供了可靠保证。
4.3 减少了对电网的冲击
采用变频调节后,系统实现软启动,电机启动电流远远小于额定电流,启动时间相应延长,对电网无大的冲击,减轻了起动机械转矩对电机机械损伤,有效延长了电机的使用寿命。
热处理冷却系统改造 篇2
循环冷却水处理系统年终个人工作总结 我公司负责对焦化厂化产车间四期工业循环冷却水处理系统进行水质稳定化学处理和现场技术服务。自投入运行以来 循环水系统运行正常，各加药设备完好，可保证正常进行系统加药工作，所加药剂中**国家明令禁止的有毒有害的化学污染物质；水质状况良好，理化检测中心对各循环水系统水质检测数据，均符合国家标准和沙钢数据标准；每月打开换热器时，热交换器设备** 明显的腐蚀及结垢现象，换热器和循环水设备表面**腐蚀现象，各系统管道未出现堵塞情况，水中菌藻控制良好，未出现菌藻暴发现象。循环水系统运行稳定，未出现因循环水系统控制不力而影响焦化厂的正常生产。日水质报告、月度总结报告、季度总结报告按时提交。在保证系统正常运行的同时我公司也十分重视现场服务的安全。自进厂施工以来我公司根据沙钢集团有关文件规定，并结合实际情况制定了《现场服务安全工作规定》，根据现场实际情况不断的健全、修订各项制度及规程。为加强现场服务安全管理，落实现场服务安全责任制，定期召开安全会议、专题会议或例会，会上在对前一段安全工作总结，对下一阶段的工作进行安排，总结检查现场服务安全情况，研究解决现场服务安全存在的主要问题，布置现场服务安全工作，集中研究，制订安全技术方案和措施，做到有问题提前发现、提前预防、提前解决。
机车冷却水系统的电加热改造 篇3
【关键词】起机打温；电加热改造；节能降耗
1.问题的提出
冬季，需要对机车进行暖车，以保证柴油机的油、水温度能够满足起机的最低温度要求。尤其在北方，由于平均温度较低，对机车暖车要求的频率更高。
目前，普遍采用起机打温的方式对机车进行暖车。起机打温不但加速柴油机运动件的磨损、容易出现司乘人员误操作导致安全事故，还会耗费大量的燃油，增加燃油成本支出。
烟台地区冬季的平均温度为-3-5℃，最低达到-10℃左右，平均每台备用机车冬季暖车的时间约为300小时，每年仅工矿机车冬季暖车造成的燃料消耗就达到6000余升。按照-10#柴油单价8元/L计算，燃料消耗费用约为4.8万元，费用较高。
2.可行性论证
我公司配属的GK1D型液力传动内燃机车，标定功率为1000kw，标定功率下的燃油消耗率为206х10-3kg/（kw·h），机车冷却水质量为500kg。冬季采用起动柴油机怠速打温的方式，平均每班需要起机四次，每次15mm，每小时的燃油消耗量约为20L，即燃料消耗费用为160元。通过电加热箱对500kg冷却水由20℃加热到40℃（柴油机最低加载温度），平均每次耗电量为12.5度左右，按照每班加热四次的频率，电能消耗费用约为70元，节能效果比较明显。
因此，决定对工矿机车的暖车方式改为电加热，并增加自动控制功能，以减少操作人员的工作量。
3.改造方案
GK1D机车冷却水系统如下图实线部分所示。改造中，将电加热器与循环水泵电机组串联接入高温水回路，同时通过增加管路连接，使柴油机出口端与中冷水系统连通，并利用两个截止阀来实现冷却水分别在柴油机正常工作、加热时的流向转换。电加热装置所需的电能由地面的380V电源供电。该系统主要由自动控制单元、保护装置、循环水泵电机组、电加热器、截止阀、逆止阀、和管路组成，改造后的冷却水系统示意图如下：
为了保证柴油机正常工作及预热时冷却水能够按照既定的路线循环，在管路中设置了三个截止阀。柴油机正常工作时，使截止阀1处于关闭状态，截止阀2处于打开状态，高温水和中冷水分别按照原来的水管路进行循环。预热时，打开两个截止阀1，关闭截止阀2，冷却水的流动方向为：高温水箱→液力传动油水热交换器→高温水泵前→电加热器→循环水泵电机组→高温水泵后→柴油机机体→中冷器→机油冷却器→低温水箱。按此循环流向，周而复始地循环加热。由于高温水箱和低温水箱上部连通，可以实现低温水箱向高温水箱的自动补水。
为了避免电加热装置工作时高温水泵入口端与出口端压差过大，从而造成水泵漏水，采用了电加热装置与高温水泵并联的方式。安装逆止阀3，目的是防止加热后的冷却水经高温水泵出口端逆向流入循环水泵电机组。
选择电加热器时，需要充分考虑机车冷却水的载量、电机热效率、散热损失以及机车外电源的供电负荷等因素。以GK1D机车为例，机车冷却水载量为500kg，柴油机加载的最低油水温度不得低于40℃，暖车要求温度达到60℃即可。在不考虑供电负荷的情况下，可选用一个380V、30kW的电加热箱，经过30分钟左右的时间，即可完成高温冷却水的加热过程。
综合考虑循环加热时间、电加热箱的工作效率、流量对散热损失的影响等因素，选用流量为8m3/h、压力为100kPa的循环水泵，交流380V、2.5A、2830r/min的三相异步电动机。
当冷却水加热到规定温度时，通过自动控制单元，自动切断电加热器和循环水泵电机组的电源，完成一次加热过程。当冷却水温度低于设定的最低温度，自动为电加热器和循环水泵电机组供电，重新对冷却水系统进行加热。自动控制单元包括温度调节仪、延时开关和交流接触器。
循环水泵电机组进口端安装温度传感器，通过温度调节仪WK的控制，当水温低于设定的温度下限时，交流接触器KM1、KM2吸合，电加热器和循环水泵电机组开始工作，对高温冷却水进行加热；当水温达到温度上限时，通过温度调节仪WK控制交流接触器KM1、KM2自动断开，电加热器和循环水泵电机组同时停止工作。
温度调节仪WK采用可调式，可以根据实际需要调整上、下限的温度设置。
延时开关包括通电延时和断电延时。通电延时开关2KT的常开触点与电加热器的交流接触器线圈KM2串联，当WK的常开触点吸合时，通过延时开关2KT的作用使KM2晚于KM1得电，即循环水泵电机组工作一段时间后电加热器才得电开始工作。断电延时开关1KT的常开触点与循环水泵电机组的交流接触器线圈KM1串联，使电加热器断电一段时间后循环水泵电机组才停止工作，以降低电加热器的温度。
交流接触器KM2的线圈与KM1的常开触点串联，目的是为了避免因交流接触器KM1故障，导致循环水泵电机组不工作、电加热箱烧干等问题。即只有当KM1得电动作后，KM2的线圈才会得电，电加热箱开始工作。
为了保护循环水泵电机免于过载，以及对电机进行缺相保护，在电机前安装热继电器KH，其常闭触点与交流接触器KM1的线圈串联。当热继电器动作后，其常闭触点断开，KM1线圈失电，主触点断开，循环水泵电机组停止工作。同时，因KM1线圈失电，其常开辅助触点失电断开，KM2因线圈失电造成其主触点断开，电加热箱停止工作，达到自动控制的目的。
4.取得的效益
热处理冷却系统改造 篇4
关键词：发电机,定子冷却水处理,改造
大唐甘谷发电厂1#、2#发电机为330MW机组, 发电机的冷却方式为水—氢—氢, 即发电机组定子线圈空心铜导线采用除盐水作为冷却介质。发电机厂家成套提供了小混床法处理定子冷却水 (简称定冷水) 的装置。1#、2#机组自投产以来, 发电机定冷水电导率、铜含量、pH指标一直不合格, 含铜量最高达500μg/L左右, 电导率10.0μS/cm左右, 不能满足DL/T 801-2002《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》规定 (25℃时电导率≤2.0μS/cm、pH=7.0～9.0、含铜≤40μS/L、硬度<2.0μmol/L) 。定冷水水质不合格将引起发电机短路、结垢、腐蚀、线棒过热等问题, 甚至造成发电机烧毁等。因此必须采取有效的净化措施改善定冷水品质。为从根本上解决发电机定冷水pH值偏低、腐蚀性强、电导率不稳定、铜离子超标等问题, 决定对发电机定冷水的处理方式进行技术改造。
1. 装置概况
大唐甘谷发电厂1#、2#发电机采用小混床旁路部分处理定冷水的运行方式。小混床设计压力0.6MPa, 处理流量2～4.5t/h, 最大处理流量6t/h。
(1) 存在问题
自1#、2#机组投产以来, 1#、2#发电机定冷水水质各项指标均不合格, 其中铜含量控制指标居高不下 (铜离子含量在100～500μg/L) , 铜离子的产生与发电机的线棒腐蚀有密切关系, 多次从小混床更换出的离子交换树脂呈绿色。为缓解对系统的腐蚀, 先后在内冷水系统中投加铜保护剂, 及时更换小混床树脂, 采用大量换水的方式仍不能达到定冷水水质要求, 所造成的运行费用半年时间达五万元以上, 水质的不合格给安全生产带来了巨大隐患。表1是1998年4月至7月对1#机定冷水铜离子含量跟踪化验结果。
在水质发生异常的时间里, 加强了定冷水水质化验分析工作, 不断提高水样化验频率。图1是1998年4月至7月定冷水水质电导率及pH的跟踪分析趋势图。
(2) 原因分析
(1) 将定冷水总水量的5%～10%通过装有阴、阳离子交换树脂的混合离子交换器, 除去水中各种阴、阳离子, 使定冷水导电率维持在合格范围内, 但定冷水经小混床离子交换后, 水中氢离子含量增多, 使出水pH值降低, 有时pH能低至5.0左右, 更加剧了对铜导线的腐蚀。
(2) pH对铜在水中腐蚀的影响。在水中, 铜的电极电位低于氧的电极电位。从化学热力学的观点看, 铜是能被氧化腐蚀的, 腐蚀反应能否不断进行, 取决于腐蚀产物的性质。如果它在铜表面的沉积速度很快, 而且又很致密, 就起到了保护作用, 即形成了保护膜;反之, 腐蚀沉积物不能形成保护膜, 腐蚀就会不断地进行下去。铜氧化膜的形成和防腐性能, 与溶液的pH值关系密切。提高介质的pH值, 可降低氧化铜的溶解度, 但过高的pH值会使保护膜溶解。对照铜离子含量—pH图可知, pH在6.95以下区域, 出现Cu2+, 即铜的腐蚀区;pH在7.0～8.0, 铜腐蚀有一定减缓;pH为8.0～9.0时, 铜腐蚀基本被抑制。pH对铜腐蚀的影响见图2, 铜腐蚀速率见图3。
2. 改造方案
解决定子冷却水水质的根本是在保持电导率合格的同时, 提高pH值。基于上述, 在不增加发电机定冷水系统设备的条件下, 通过离子交换方式使得定冷水中含有微量的氢氧化钠。将原配备的两台小混床改造成类似于两台不同类型混床并联运行结构的微碱性循环处理装置, 将原设计强酸H型阳树脂和强碱OH型阴树脂混合运行方式改造为实验合格再生后的强酸H型阳树脂和强碱OH型阴树脂、强酸Na型阳树脂和强碱OH型阴树脂并联分层运行的方式。按2:1的比例配置D001阳树脂和D201阴树脂, 按总树脂量的10%配Na型阳树脂, 并在混床进出口加装树脂捕捉器, 防止树脂进入系统。同时在内冷水箱出口配备了在线电导率仪和pH表, 用于连续监测内冷水的水质变化。小混床的内部改造结构示意图见图4。
改造后, 采用微碱性循环处理定冷水时, 将发生如下离子交换反应:nRNa+Mn+→RnM+nNa+;nRH+Mn+→RnM+nH+ (M为铜、铁、铵等阳离子, n为阳离子电荷数) ;nROH+Ak-→RkA+kOH- (A为氯、碳酸氢根等阴离子, k为阴离子电荷数) 。
根据以上离子交换反应式可知, 只要发电机定冷水中含有微量的铜、铁、碳酸氢根等杂质离子, 经过微碱性循环处理器处理后, 就能提高pH值, 减少杂质含量, 减缓发电机铜线棒的腐蚀, 确保发电机的安全经济运行, 真正意义上解决发电机定冷水水质的问题。
3. 效果
2008年10、11月先后对1#、2#发电机定子冷却水系统实施改造。改造后, 1#、2#发电机内冷水系统实现了闭式循环, 补水量大大降低, 投运当日的内冷水质即合格, pH值上升到7.0～8.5, 电导率基本上稳定在0.60μS/cm, 铜含量也明显降低, 系统腐蚀得到减缓 (图5、6) 。可以看出, 发电机定冷水处理系统改造后, 水质状况得到改善, 定冷水的各项水质指标均达到了预期效果, 符合GB/T12145-1999标准的规定。
综掘机冷却系统升级改造 篇5
本台通用生产的EBZ200型综掘机是经厂家检修完成后投入使用的。在施工前期, 由于施工地点条件的限制, 原班的进尺控制在8米左右。随着工作地点的条件的完善, 和施工进度要求, 施工速度有了明显的提升, 原班进尺达到设计要求。在此期间出现过截割电机超温保护和液压系统用油温度过高等现象, 为减少中断生产时间, 有时甚至会将截割电机超温保护功能取消;期间也出现过数次液压管路连接头处漏油和管路崩断现象, 经检查发现由于管路接头处密封圈损坏和管路老化造成, 处理以上故障时给生产施工造成了一定影响。从而降低了正常的施工进度。
2 故障产生的后果
工程机械液压油的温度常控制在30~55℃之间。此时油液的黏度、润滑性和耐磨性均处于最佳状态, 系统传递效率最高。当温度过高时, 对液压系统会产生以下后果:
2.1
油温过高会使液压系统中的橡胶密封、软管等加快老化或变质, 影响其使用寿命, 甚至丧失其密封性能, 并使液压系统严重泄漏。会使油液氧化至失效, 从而引起腐蚀和形成沉积物, 以至堵塞阻尼孔和加速阀的磨损, 从而影响液压系统正常工作。
2.2
油温过高会使液压油黏度降低, 泄漏增大, 容积效率下降, 并使节流元件的节流特性变化, 导致速度不稳定, 特别对液压随动系统, 影响其工作稳定性, 降低工作精度;油液黏度降低后相对运动零件表面的润滑油膜变薄, 会增加机械磨损, 结果造成泵、阀、马达等的精密配合面过早磨损而使其失效或报废;
2.3
油温过高引起油液黏度的降低, 还会导致溢流阀等锥阀阻尼降低, 使其稳定性变坏引起自激振荡噪声。油温过高会引起热膨胀系数不同的运动副之间的间隙变化, 壳体由于周围空气接触进行热交换而膨胀不大, 但阀芯在高温下体积增大, 使运动副间的间隙变小, 影响阀芯的移动, 增加磨损, 严重时会“卡阀”, 失去工作能力和破坏应有的精度;甚至产生事故, 还会带来其他安全问题。
2.4
油温的升高会加快油液汽化、水分蒸发, 容易使液压元件产生穴蚀, 也会使溢流阀产生高频啸叫;油温升高, 会使油液氧化加剧, 使用寿命降低, 液压油易形成絮状物质, 并在过热的元件表面上形成沉积物, 容易堵塞各种控制小孔, 使其不能正常工作。
当综掘机截割部电机和液压系统温度过高后, 在一定程度上对设备本身具有一定的损害, 并且都会影响到设备运行的, 从而导致施工的中断。
3 系统改造方案
3.1 增加冷却器数量
在原有冷却器的基础上, 新增加3组冷却器, 对液压系统的部分回油进行冷却, 延长回油的冷却时间, 保证了冷却效果, 由于本工作面使用综掘机外喷雾配合除尘风机的方式降尘, 取消了综掘机的内喷雾, 简化了综掘机水系统。
3.2 改变管路连接方式
针对原设计串联连接方式, 进水温度过高的不利因素, 将连接方式更改为并联, 这样进入到3个冷却器和截割电机的水温是同一个标准的而且是温度较低的水, 所以在冷却过程中能降低大量的温度, 起到较好的冷却效果。
3.3 改变管路直径
管路流量也是制约冷却效果的主要因素, 在压力与流速一定的情况下, 管路的直径是流量的决定因素, 因此管路的直径也就成为了冷却效果的主要因素。改造后将进水管路更改成直径为25mm的高压胶管, 较大程度上的增加了流入冷却器的水量;排水管路更改为直径为50mm的铁管, 降低了冷却后出水的阻力, 使冷却后的水能及时排出。通过改变进、排水管路的直径, 取得了较好的冷却降温效果。
3.4 完善司机操作方法
硬件系统在完善也要靠合理的操作, 所以在设备冷却降温控制中, 掘进机司机的操作也起着至关重要的作用。司机在启动综掘机准备施工前, 首先将综掘机控制冷却系统的回水管路上的阀门全部打开;然后打开综掘机冷却系统的进水管管路阀门, 并观察压力表, 确保冷却系统的进水小于1.2Mpa;最后进行启动综掘机开始施工;综掘机停止运转后将冷却系统的进水管管路阀门关闭一半, 继续对截割电机进行冷却降温。
3.5 系统升级
将流出的冷却水分别进入到3个喷雾装置, 分别为综掘机一运喷雾、综掘机二运喷雾、和除尘风机喷雾, 在正常截割期间, 3处喷雾正常开启, 达到转载点和除尘风机降尘的效果的同时, 节省了大量用水, 取得了事半功倍的效果。
4 结论
升级后的综掘机冷却系统, 等到了显著的效果, 对水温表的一个月观察得出, 日平均温度为52度, 液压系统的效率明显得到提升, 设备故障率也明显减少, 截割电机的超温保护已经杜绝, 基本上达到了预期的效果。
摘要：通过对掘进工作面现场实际使用掘进机施工期间, 设备易出现故障问题的原因进行分析, 得到了引起截割部温度过高和液压系统用油温度过高原因的切实证据。根据目前综掘机的条件和现有设备情况对综掘机的冷却系统进行了部分改造, 并通过在实际生产过程中的不断调整与测试, 达到了截割部电机与液压系统用油温度控制的效果, 最终完成了综掘机冷却系统的改造, 和与喷雾降尘系统相结合的升级。
冷却圆筒传动系统分析与改造 篇6
关键词：冷却圆筒,改造,柔性传动
0 引言
韶关冶炼厂是一家采用ISP工艺的大型铅锌冶炼企业。冷却圆筒是烧结流程返粉破碎工序的重要设备之一, 其主要作用是将破碎后的返粉冷却。韶关冶炼厂二系统冷却圆筒在1996年投产时采用的是固定齿轮传动, 齿轮副磨损严重, 工作噪声大, 设备故障多, 作业率低, 严重影响了正常生产。为此, 工厂在2005年对其传动系统进行了改进, 采用BF型柔性传动系统替代了原来的固定齿轮副传动系统, 多年的生产实践证明, 其运行效果良好。
1 改造前传动系统存在的问题及其原因分析
1.1 冷却圆筒基本参数
规格:ϕ3 000 mm×9 000 mm;工作能力:140～160 t/h;筒体装置 (含滚圈、齿圈、内部衬板) 重量:46 110 kg;进料温度:300 ℃;出料温度:100 ℃。
1.2 使用中存在的问题
改造前, 冷却圆筒传动系统的传动路线是电动机→联轴器→减速机→联轴器→小齿轮→大齿圈。开式齿轮副中的小齿轮安装在基础上, 大齿圈通过圆周方向的焊接弹簧板固定在筒体上。
在实际生产中, 冷却圆筒运行噪声大、振动大。小齿轮、大齿圈啮合精度差, 磨损速度快, 小齿轮每年都需要更换, 大齿圈的寿命也只有3年。弹簧板经常因剪切力而发生断裂, 每年都需要更换2～3块。
1.3 原因分析[1]
大齿圈安装在筒体上, 其回转中心与筒体回转中心一致。由于筒体装置本身较重, 因此在大齿圈处发生较大挠曲, 从而导致大齿圈与小齿轮的轴线不平行, 如图1所示。在工作时, 筒体的回转轴线随着内部物料、温度的变化而变化, 因此大齿圈的回转中心并不是固定的, 而是不断变化的, 这就导致开式齿轮副的中心距发生变化, 从而使大齿圈与小齿轮的齿侧间隙发生变化。筒体挠度越大, 开式齿轮副的齿侧间隙就越小。齿侧间隙的变化导致运行时产生振动和噪音。
1—理论中心线 2—实际中心线 3—大齿圈 4—滚圈
随着工作时筒体中心线挠曲的加大, 大齿圈的回转中心线与安装时的中心线发生偏转, 大齿圈与小齿轮轴线的平行度也随之降低, 齿面在齿宽方向发生偏斜, 造成大、小齿轮在相互啮合时轮齿间发生偏载, 这也会导致轮齿磨损加剧, 严重时甚至有可能出现断齿。
回转筒体由于设备维护的需要, 要定期窜窑。窜窑时, 筒体在轴向上将发生位移, 造成大齿圈与小齿轮在啮合面产生相对滑移, 加剧了轮齿的磨损。
2 传动系统的改造
2.1 BF型柔性传动的特点
BF型柔性传动系统适用于头部传动或中部传动的回转类设备[2]。采用BF型柔性传动系统后, 冷却圆筒的传动路线是电动机→液力耦合器→减速机→万向联轴器→悬挂小齿轮→大齿圈。
2.2 改造内容
弹簧板改用鞍座结构, 大齿圈通过鞍座、弹簧板固定在筒体上。小齿轮安装在装有4个滚轮的厢体内, 构成悬挂小车。在大齿圈两侧有经过机械加工的凸缘作为悬挂小车滚轮的滚道。在小齿轮两端装有挡环, 用于保证大小齿轮的侧向间隙。悬挂小车通过弹性支撑杆与基础连接。弹性支撑杆的作用是使悬挂小车保持在大齿轮上的位置, 同时承受传动啮合分力, 并平衡悬挂小车自身重量对大齿圈和筒体造成的部分附加载荷, 消除附加载荷对筒体的不利影响。弹性支撑杆两端采用关节轴承连接, 以保证悬挂小车相对基础的三维自由度运动, 实现悬挂小车与大齿圈的同步位移。为适应采用柔性传动后小齿轮轴线的变化, 小齿轮与减速机之间的联轴器连接改为万向轴连接。改造后冷却圆筒的传动构造如图2所示。
1—筒体 2—鞍座 3—弹簧板 4—悬挂小车滚轮 5—大齿圈6—万向轴 7—弹性支撑杆 8—小齿轮 9—悬挂小车厢体
2.3 改造效果
弹簧板采用鞍座结构后, 受力均匀, 解决了以前经常断裂的问题, 大齿圈的更换也较原结构方便, 维修更换时间大幅度减少。采用柔性传动结构后, 小齿轮悬挂在大齿圈上, 小齿轮的轴线随着大齿圈轴线的变化而变化, 两齿轮的中心距能始终保持不变, 大小齿轮的接触精度有明显提高, 这就减少了齿轮啮合时的偏载和冲击力, 降低了接触应力, 减小了齿轮磨损, 提高了齿轮的承载能力, 延长了使用寿命。由于小齿轮悬挂在大齿圈上, 小齿轮在轴线方向始终随大齿轮移动, 所以窜窑时, 大齿圈与小齿轮在啮合面不产生相对滑移, 消除了改造前因窜窑而产生的齿面磨损。
由于大小齿轮轴线能始终保持平行, 中心距保持不变, 因此保证了大小齿轮的良好啮合。运行时的噪声和振动都较改造前有明显改善。改造前后齿面接触、振动、噪声情况如表1所示[3]。
改造后, 维护费用降低, 维修时间缩短。改造前, 大齿圈使用寿命约为3年, 小齿轮为1年。改造后, 大齿圈、小齿轮的使用寿命可达8年。按小齿轮2万元、大齿圈12万元计, 年平均可减少备件费用4.25万元。原更换大齿圈需20天, 现仅需4天, 年平均维修时间可减少140 h以上。
改造后, 冷却圆筒运行平稳, 噪音、振动较改造前明显降低, 现场工作环境明显改善。采用柔性传动后, 设备的故障率明显降低, 作业率大幅度提高, 设备的维护工作量下降, 工人的劳动强度大大降低。
3 结语
实施改造后, 多年的生产实践证明, 采用柔性传动的冷却圆筒承载力大、作业率高、故障少、使用寿命长、运行可靠、维护费用低, 保证了工厂生产的正常进行, 每年可为工厂新增效益100万元以上, 改造取得了良好的效果。柔性传动系统在冷却圆筒上的成功应用为有色冶金工厂回转类设备传动系统的改进提供了有益的经验。
参考文献
[1]周慧玲, 王建平.BF型柔性传动在回转窑上的应用[J].烧结球团, 2009 (1) :5～7
[2]成大先.机械设计手册单行本:机械传动[M].北京:化学工业出版社, 2004
活塞式空压机冷却系统的改造 篇7
河南神火铝业股份有限公司目前使用的D-100/10-a活塞式空压机计8台, 供21万t电解铝生产线专用。汽缸润滑是由电机驱动柱塞泵, 并由注油器和止回阀组合供油。润滑油采用L-DAB150空压机油。润滑油注入量影响阀片的正常启闭和结焦。Ⅰ、Ⅱ级缸冷却采用串联式冷却;中后冷却器都采用含内插件式冷却器, 内插件呈螺旋网状, 压缩空气走管程呈螺旋输送, 冷却水走壳程进行冷却。
二、存在问题及分析
由于冷却系统采用串联式冷却, 即冷却水从中冷器流到Ⅰ、Ⅱ级缸, 中后冷却器都采用含内插件式冷却器。在运行中水道易堵、易漏、冷却效率差。Ⅱ级进气温度常在70℃左右, 存在严重隐患。且内插件使用一段时间后, 因粘附脏污及积炭, 增加风阻, 导致Ⅰ、Ⅱ级排气超压, 致使超压保护动作停机。因此, 为确保设备安全高效运行, 提出对8台空气压缩机的冷却系统进行改造。
三、改造方案实施及效果
1. 中后冷系统改造设计原则
设计应确保设备原有特性不发生变化, 整体尺寸不变, 并且具有互换性, 可操作性强。
2. 改造前后技术参数对比
(1) 换热面积原冷却器铜管规格准16mm×1.5mm×670mm, 计433根, 面积S前=14.575m2, 改造后铜管准14mm×1.2mm×670mm, 计865根, 面积S后=25.477m2, 冷却器面积增加10.902m2, 相当于原冷却面积增加174.79%。
(2) 重量:原冷却器铜管重量G前=185.8kg, 改造后铜管重量G后=259.8kg, 冷却器重量增加74kg, 相当于原冷却器重量增加139%。
(3) 使用周期:原冷却器含内插件6个月进行更换, 不能再利用;改造后, 取消内插件, 检修周期1年。
(4) 温度比较:中后冷却器改造前, 进水温度≤32℃, 排水温度<45℃, Ⅰ级排气<140℃;Ⅱ级进气<60℃, Ⅱ级排气<130℃, 后冷排气<60℃;改造后进水温度≤32℃, 排水温度<45℃, Ⅰ级排气<140℃;Ⅱ级进气<43℃, Ⅱ级排气<120℃, 后冷排气<45℃。
四、结语
通过改造优化了空压机运行参数, 保证了空压机安全运行。
由于冷却器内插件取消, Ⅰ级排气设计压力<0.3MPa, 减小了压缩空气的阻力, 增加了压缩空气的气流速度, 依据改造后的运行情况分析, 对Ⅱ级进气过滤网和阻风板进行加强、加固, 保证了设备的高效运行。
参考文献
[1]林梅, 孙嗣莹.活塞式压缩机原理[M].北京:机械工业出版社, 1987.
[2]黄允芳, 周树, 牟世鹏.空气压缩机站设备运行与维修手册[K].北京:机械工业出版社, 1999.
高温重油泵机械密封冷却系统改造 篇8
一、机泵工况
大港石化公司催化裂化装置油浆泵型号为200ZPY315, 流量为350m3/h, 扬程110m, 转速2 980/min, 轴功率132kW, 为波纹管密封。输送介质为催化油浆, 介质温度为370℃, 泵入口压力为0.4MPa, 泵出口压力为1.25MPa。
2009年, 该泵机械密封发生泄漏事故5次, 对该机泵机械密封系统拆检和更换时均发现: (1) 机械密封端面的内侧形成一层较厚的水垢, 波纹管夹缝处水垢更多, 导致波纹管弹性减弱、伸缩不自由; (2) 机械密封端面的外侧形成一层较厚的原油结焦物, 动环端面有微小凹坑, 密封端面出现龟裂现象但无划痕, 辅助密封垫圈无异常。
二、机械密封失效原因分析
机泵机械密封使用的冷却水为循环水, 冷却水在循环使用过程中逐渐沉积大量的无机盐及微生物, 其中含有大量的难溶或微溶的盐类, 如碳酸盐、硫酸钙、硅盐以及氧化铁等。冷却水冷却机械密封时, 在高温作用下水被不断浓缩, 温度和碱度也不断升高, 从而使这些盐类溶解度下降而在水中呈饱和状态、结晶析出, 在机械密封端面及波纹管波谷等间隙处逐渐形成水垢, 造成静环的密封面磨损、波纹管弹性降低或失去弹性, 机械密封端面的封闭状态破坏, 最终导致机械密封失效, 发生泄漏。
还有一种物理现象, 即当机械密封两侧结垢后, 严重影响机械密封端面的散热, 也会使密封端面的温度越来越高, 当超过机械密封使用温度时将造成密封端面龟裂。当端面液膜的饱和蒸汽压大于端面比压时, 液膜气化顶开密封端面造成机械密封失效泄漏, 其冲击力非常大, 会在密封端面的软质面上形成凹坑。
三、改造方案
由于结垢主要原因为循环水水质差、无机盐、微生物等杂质夹带, 更换冷却介质、使用蒸汽冷却系统替代循环水冷却系统, 可以有效解决机械密封体结垢的问题。
蒸汽冷却系统的优点如下。
(1) 不结垢。低压蒸汽水质好, 盐分等杂质夹带微量, 不存在结垢现象。
(2) 冷却效果好。蒸汽流速比循环水快、压力高, 可以减少在机械密封体内停留时间, 快速冲刷密封腔, 及时清理泄漏异物, 保持密封腔清洁, 避免结焦、结垢。同时蒸汽温度高于循环水温度, 与高温重油温差小, 可减少波纹管等密封元件因温差大而产生的变形失效, 减轻密封端面结焦现象。
(3) 相比循环水使用量, 蒸汽使用量小, 经济效益高。
(4) 现场整洁。蒸汽清洁且用量小, 符合清洁生产的要求。
机械密封结构如图1所示。
油浆温度为370℃, 而1.0MPa饱和冷却蒸汽温度为180℃, 冷却蒸汽压力和温度分别为0.2MPa和120℃, 满足机械密封冷却需要。
总管采用1.0MPa的饱和蒸汽, 经孔板节流后, 低压蒸汽由进汽口处注入波纹管内壁与冷却蒸夹套组成的空腔内, 经过铀套与冷却蒸汽夹套组成的空腔, 由出汽口排出。蒸汽流量的大小以出口冷凝后蒸汽略带水为标准控制。
四、改造效果
在2010年7月改造期间将回炼油泵机械密封冷却系统陆续改造为蒸汽冷却系统。改造至今, 9台泵均未发生因结垢导致的机械密封泄漏故障。同时, 因取消循环水系统, 冷却水及污油飞溅现象消失, 现场整洁, 卫生情况明显好转。
五、结论
蒸汽冷却在高温重油泵机械密封系统上的使用, 满足了生产的需要, 同时明显降低了机泵故障率和维修成本, 减少了循环水消耗, 实现了机泵的清洁、长周期运行, 提高了经济效益。
摘要：炼化装置高温重油泵机械密封泄漏多数是由结垢引起的。将机械密封循环水冷却系统改为蒸汽冷却系统, 冷却效果满足生产需要, 机械密封泄漏的故障率明显下降。
关键词：高温重油泵,结垢,蒸汽冷却
参考文献
[1]高武民.机械密封的失效原因分析及实际应用[J].石油化工设备技术, 2002 (2) 53~56.
[2]王汝美.使用机械密封技术问答[M].北京:中国石化出版社, 1999.
[3]李继和.机械密封技术[M].北京:化学工业出版社, 1987.
热处理冷却系统改造 篇9
关键词：石蜡加氢,换热器,软化水
大庆炼化公司润滑油厂蜡加氢装置, 于1998年9月建成投产, 生产至2006年9月, 热高分气冷却器管束频繁发生泄漏, 更换周期为9个月, 开停工、更换费用高, 同时存在氢气窜入循环水系统的重大安全隐患, 经过考察后蜡加氢装置对冷却系统进行改造, 取得效果明显。
一、热高分气冷却器的基本参数
1. 参数条件
设备位号:E-9003、介质:管程H2烃H2S (壳程循环水) 、材质:管0Ct-18 Ni-10Ti (壳16MR) 、设计温度:管220 (壳60) ℃、操作温度:管160~200 (壳60) ℃、设计压力:管8.5 (壳2.45) MPa、操作压力:管7.6~7.8 (壳0.4) MPa。
2. 热高分气冷却器 (E-9003) 的结构形式 (图1)
二、热高分气冷却器管束腐蚀原因分析
1. 热高分气冷却器管束工作流程及操作方式
管束内的介质是由热高压分离罐分离出来的循环氢气、硫化氢等气体, 温度在160~170℃左右, 压力在7.2MPa, 经过壳程内循环水冷却后, 循环氢气体温度降至60~80℃左右, 再经过冷高分罐 (D-9003) 进行分离后, 进入循环氢罐 (D-9005) , 进入循环压缩机。在正常生产过程中, 因管束内壁挂蜡, 阻塞管束, 使循环氢不能及时冷却下来。此时, 关闭热高分冷却器 (E-9003) 管程循环水阀门, 使管程循环氢温度上升, 将管程内壁上的蜡逐渐熔化, 并携带至冷高分罐 (D-9003) 中, 之后再恢复循环水流程。
这种操作方法, 在初期每天一次, 末期每天三次以上, 操作过程为20~40分钟, 循环氢温度保持3~4个小时, 这种操作方法, 不但劳动强度大, 操作精度无法掌握, 而且不利于安全生产。
2. 热高分气冷却器管束腐蚀原因:类气蚀损伤
在进行化蜡操作过程中, 因不能精确控制温度, 管束外壁实际温度与高分罐温度最终一致, 达到160~170℃, 超过该环境的水的沸点温度, 使循环水在很短的时间内急剧沸腾汽化。汽化形成大量气泡发生爆裂, 对冷却器管束外表面形成冲击, 该过程持续20~40分钟。该类气蚀现象直接对金属表面造成物理伤害, 结果形成大小各异的冲击损伤。
3. 热高分气冷却器管束腐蚀原因:电化学腐蚀
该冷却器管束外表面存在缺陷, 再加上机械腐蚀, 采用循环水作为冷却水, 存在不足之处。循环水中含有杂质多, 水质差, 水中的溶解盐易沉积在管束外表面上有缺陷的部位。厂内循环水中含有大量、种类繁多的盐类悬浮物、从管束浮头泄漏出的有机物等, 逐渐形成污垢层, 导致管束外表面铁的阳离子溶解速度加快。
因管束表面粗糙、防腐层破损等缺陷, 再加上化蜡操作造成的高温等原因, 水中的难溶解盐易于沉积在管束表面有缺陷的地方, 形成初期结晶坯。水中所含其它难溶盐类、悬浮物及从浮头泄漏出的有机物等, 就以这种结晶坯为中心聚合, 逐渐积累形成污垢层。由于管外壁表面的积垢层不连续、不牢固且不均匀, 同时一些部位存在裂缝和间隙, 积垢层与管束表面之间的空间与外区形成电化学区域, 发生垢下腐蚀, 该空间内发生铁的溶解, 空间外发生氧化还原反应:
空间外发生氧化还原反应:
随着空间外氧还原反应的不断进行和空间内氧的不断消耗, 管束中的铁离子溶解速率加大。在点解、酸化作用下, 铁的离子溶解加速进行, 最终发生泄漏。
三、处理方法
经过上述分析, 改变冷却器冷却水问题, 应是解决热高分冷却器管束泄漏的最优方法。采用软化水冷却来替代循环水冷却。根据实际需要, 将4台位置相邻的冷却器和高速泵自冲洗冷却器、自循环真空泵用水均改造为软化水闭路循环冷却。
1. 主要设备材料
(1) 泵2台
型号:ZAⅢ100-250C扬程:59m流量:250m3/h设计温度:65℃操作温度:60℃原动机:YB225M-2功率45KW
(2) 软化水罐1台
材质:Q235B直径X高度:Ф2000X9783X8容积:25.81设计温度:60℃设计压力:常压a
(3) 换热器一台
设备位号:E-9011、介质:管程循环水 (壳程软化水) 、材质:管20# (壳16MR) 、设计温度:管200 (壳200) ℃、操作温度:管40 (壳60) ℃、设计压力:管1.6 (壳1.6) MPa、操作压力:管0.4 (壳0.3) MPa。
2. 工艺流程图 (图2)
3. 工艺参数控制
(1) 闭路软化水温度为重要控制指标, 经长时间摸索, 软化水温度应控制在48~52℃之间;
(2) 循环水流量由38~42 t/h, 降至26~30 t/h;
(3) 装置出现停电等突发事故, 在启动高速泵前, 要先启动软化水泵;
(4) 冬季生产重点巡检软化水系统。
结论
1.在循环水改软化水冷却项目投用以来, 热高压冷却器E-9003没有发生过管束泄漏事故, 各冷却器的管、壳程入口、出口温度都在指标范围内;
2.软化水闭路循环使用, 装置综合能耗没有明显增加, 循环水使用量降低, 降低了装置循环水单耗。
3.使用软化水作为冷却介质, 软化水罐温度控制在48~52℃之间, 各冷却器出口温度更稳定, 彻底解决了热高压冷却器挂蜡现象, 换热器再未发生泄漏事故, 实际效果明显。
参考文献