水平井改造（共7篇）
水平井改造 篇1
顾名思义, 水平井就是井的倾斜角度达到或接近90°, 井身沿着水平方向再钻进一定长度后形成的井。目的在于通过在水平面上的面积扩张, 增大油气层的裸露面积。如果水平井所开采的面积裸露程度达不到要求, 就需要通过技术手段进行处理。采用裂压和酸化处理的工艺技术有很多, 这里主要介绍两种:一、机械桥塞式的分段裂压酸化处理;二、通过水力的喷射压裂技术。最后就技术发展过程作一简单介绍。
一、机械桥塞式的分段压裂与酸化改造
1. 通过技术改造后的施工工序以及工作原理
对水平井的分段裂压, 一般是通过机械桥塞技术设备, 其施工作业工序为: (1) 首先对需要施工作业的水平静进行全面彻底的冲洗作业; (2) 将桥塞下到预先确定的位置并固定释放作业; (3) 作业完成后要对整个井筒做压力测试; (4) 测试合格后进行射孔开发作业; (5) 进行油井的试产作业和油塞的打捞作业。通过作业工艺的改造和完善, 油气的产量得到了显著的提高。液状介质由油管在泵的虹吸作用下流入, 中心管在桥塞阀门启动后, 进液孔便进入开启状态。液体从管中流到内胶筒后, 内胶筒便向外扩张, 这时外胶筒就会将封套管密封, 同时再锁定套管坐封, 这时油管就会卸压, 因弹簧的张力作用, 单向阀复位。桥塞的密封状态就是在这样的作用下形成的。
2. 通过机械式分段压裂工艺所取得的阶段性成果
(1) 采用的工艺方案是防砂卡双封压裂。结构构成如下:安全接头、K344—104封隔器、扶正器、K344—105封隔器、导压喷砂器、死堵等。 (2) 通过减小封隔器等配套工具的外直径和长度, 尽量使管柱防卡工艺的研究更加完善合理, 分段压裂管柱的单级管串的长度大约2米。通过在封隔器的两侧通过加装弹性扶正器, 可以很好地保障封隔器运行的安全, 还能够预防后期的磨损。3) 通过将喷砂口的位置进行改造完善, 使得性能得到提升, 将水平井的安全脱卡装置也进需要进行优化完善。 (4) 通过不断优化完善设计, 提高小直径封隔器性能, 增强管柱的适应性, 将是下一步的工作重点。
3. 采取机械式分段酸化工艺后取得的阶段性成果
(1) 分段酸化管柱经过反复研究和试验证明是安全可靠的。分段酸化处理, 就是通过投球的方式, 一趟管柱完成五个层段的处理。 (2) 通过大量试验配比, 成功的研发出复合酸的配方比。这种复合酸对岩芯的缓蚀效果不错, 能够达到在水平井的施工中对酸化指标的要求。 (3) 运用了井下的连通器材和装置, 有效降低了对管柱的酸化效果和腐蚀程度。酸化完毕后, 将连通装置开启, 与油管相连接来达到所要求的油管内的压力差, 使得后面的胶筒的回收和废液的排出能够安全顺畅。
二、水平井中运用水力喷射技术来分段压裂改造
1. 水力喷砂射孔其工作原理
施工时候, 通过用水力喷砂射孔的技术, 使得水流产生一个很大的冲力, 套管的表面就会在水及沙子的强烈冲击下发生塑性变形, 水流里面携带的沙子会冲击套管的表面因变形会产生坑, 因坑周围的表层部分被连续冲击, 部分材料就被挤压, 从而在坑的周围形成凸起的部分。这样就节省了分隔器和桥塞等工具材料, 达到自动封隔的目的。然后依次类推, 用喷头通过水力喷砂技术对油层进行逐段压裂。
2. 组成水力喷射压裂技术的工艺部分
实践证明:水力射孔与水力压裂技术是最佳的工艺结合。整个工艺技术共分三步走: (1) 水力喷砂射孔技术; (2) 水力压裂技术; (3) 环空挤压技术。先将进行水力喷射需要的设备等安装到现场的管柱上面, 水力喷射开启后, 地层在水流的高速冲击下就形成了遍布的喷射孔道, 距离油井近的地层会形成一些小的裂缝, 然后再以喷砂射孔技术让裂缝进一步加大, 最后再用环空挤压技术, 裂缝就会向前延长。经过这样环环相扣的三步曲, 就完成了油层的压裂改造程序。
3. 水力喷射压裂技术改造的特点
该项技术简单经济, 值得推广。 (1) 水力喷射压裂是利用水的高速冲击力来达到压裂改造目的, 不使用机械设备的力量就能完成对地层的封隔, 节省了大量设备投入。 (2) 利用此项技术能够将地层多段的压裂, 简便易行, 缩短施工的时间, 尽可能的减少了对地层的伤害。 (3) 该项技术能够做到定向喷射与压裂, 可以精准控制地层实施造缝。 (4) 该项技术还尽可能的减少了地层因为外力的施压所造成的破裂所带来的损害, 不影响油层因破裂后的施工 (5) 因为该项技术在施工上的压井少, 简便易行, 对环境的影响也小, 就降低了开采成本, 提高了经济效益。
三、水平井裸眼在分段压裂酸化方面的工具及相关配套技术的研发
目前在我国的石油钻探开采中, 基础工作是钻井, 关键环节是固井, 核心内容是改造。在此技术的支持与带动下, 高端工具也不断制造出来, 技术也不断得到优化改进, 克服了过去多少年来制约石油开发的瓶颈问题。这些核心技术在我国水平井开发的普遍应用, 为我国的石油开采提供了坚强的后盾。
结束语
通过以上对三项先进技术的简单介绍, 使我们看到, 我国石油企业在水平井的开发技术方面, 紧跟世界前沿的新科技、新技术和新工艺, 正不断缩小与世界先进国家采油企业的差距。我们相信, 在广大石油人尤其是石油业广大科技工作者的共同努力下, 我国的石油业将会为保障国家在能源安全作出更大的贡献, 明天会更美好。
参考文献
[1]马飞;黄贵存;宋燕高;;水平井封隔器分段压裂技术在川西油气田的应用[J];石油地质与工程;2010年06期.
[2]李玉宝;吕玮;;水平井水力喷射分段压裂技术研究与应用[J];内蒙古石油化工;2011年03期.
[3]荣莽;罗君;;页岩气藏水平井分段压裂管柱技术探讨[J];石油机械;2010年09期.
浅论水平井压裂酸化技术的改造 篇2
所谓的水平井就是指井的倾斜程度要达到或者是将近于九十度,井身沿着水平的方向再钻进去一定的程度之后所形成的井。其目的是为了开采出更多的油气。一旦水平井的面积裸露程度不够,就必须要采用一定的技术手段进行处理。采用裂牙以及酸化处理的工艺技术是比较多的,这在里主要是介绍两种:一种是利用水力的喷射压裂技术,另一种是通过机械桥塞式的分段裂压酸化进行处理。在最近几年的时间里面,压裂酸化改造技术得到了大量的运用,并将其优势充分的发挥了出来,为我国油气产量的提高贡献了许多力量,本文主要是从改造技术等方面进行介绍,通过此次分析,从而推动我国石油产业的发展与进步。
2机械桥塞式的分段压裂与酸化改造
第一,通过技术改造后的施工工序以及工作原理。对水平井的分段进行裂压,通常的情况之下都是利用机械桥塞技术设备进行处理,其主要的施工作业程序是:一是,对所需要的施工作业的水平进行冲洗;二是,将桥塞弄到事前规定的位置进行释放作业;三是,作业结束之后对整个井筒继续拧压力测试;四是,测试合格之后,开始射孔开发作业;五是,进行打捞作业。
第二,通过机械式分段压裂工艺所取得的成果。通过在封隔器的两边安装弹性扶正机器,可以保障封隔器在一个安全的环境才开展作业,还可以预防后期的损坏。对喷砂口位置进行调整,使其性能得到进一步的提升,将水平井的安全脱卡装置也进行升级优化。最后通过不但的优化设计,增强管柱的适应能力,并使其成为工作的重要内容。
第三,利用机械式分段酸化工艺之后取得的阶段性成果。分段酸化处理是安全可靠的;通过大量的测试结果分析,成功的将其配合比研制出来。这复合酸的配合比是正确的,能够起到一定的缓蚀作用,并达到了酸化指标的要求。
3水平井中运用水力喷射技术来分段压裂改造
第一,水力喷砂射孔其工作原理。在施工的时候,可以利用该技术,从而使水流产生一个重大的冲击力度,那么套管的表面就会在强烈的冲击下产生变形,其变形之后会因为砂子的原因而形成坑,坑的周围继续被冲击,部分材料就会遭受挤压,因此,坑的周围就会形成突起的部分。这样可以达到自动封闭的目的。
第二,组成水力喷射压裂技术的工艺部分。通过实践操作可以证明,水里射孔与水力压裂技术是最好的工业组合。整个的工艺技术有三个阶段:一是,合理使用水力喷砂射孔技术;二是合理利用水力压裂技术;三是采用环空挤压技术。将利用到的设备安装到现场的管柱面上,当水力喷射之后,地层因为水流的冲击形成了孔道,距离油井比较近的地层就会形成一些细小的裂缝,裂缝会不断的往前延长,这样就完成了油层的压裂改造计划。
第三,水力喷射压裂技术改造的特点。该项技术是比较容易、比较简单、比较经济实惠的,值得大力的推广。其主要体现在这几个方面:一是,水力喷射压裂主要是采用水形成的冲击力来实现改造的目标,在不利用设备的前提下就可以完成对地层的封闭与阻断,因此节约了设备资金的投入以及人工的投入等;二是,利用该项技术可以节省很多的施工时间与施工成本,尽可能的减少对地层的伤害;三是,该项技术可以保障定向喷射与压裂,准确的对地层进行造缝;四是,该项技术可以减少地层所带来的伤害,不影响油层破裂之后的正常施工;五是,该项技术实施起来比较简单容易,对环境的破坏力较小,从而降低了开采的成本,进一步提高了经济效益。
4水平井裸眼在分段压裂酸化方面的工具及相关配套技术的研发
现阶段,我国在钻探开采的过程中,其基础性工作是钻井,其主要的步骤是固井,其关键的内容是改造。在该项技术的指导之下,其他相关的工具也不断的被开发出来,技术也得到不断的优化与升级,从而解决了过去遗留下来的石油开发问题。这些关键技术在我国的水平井开发中得到了广泛的应用,为我国石油的开发提供了坚实的基础。
通过对以上技术的分析与研究,可以得知,我国石油企业在水平井的开发技术层面上,是乐于学习先进的技术与知识的,我国也正在不断努力缩小与世界上先进国家采油企业之间存在的差距。通过广大石油工作者以及科技开发工作的共同努力之下,我国的石油行业将会得到更好更快的发展,我国的相关技术会得到更好的完善与优化。该技术在国内上取得了较大的成就,在它的指引之下,我国的石油工业的高科技工具与技术得到了不断的优化与提高,许多的问题也得到了解决。
水平井的酸化、分段以及压裂改造的技术在不断的发展与进步,并逐渐的趋于成熟,在不段成熟的过程中,油气的产量必定会得到有效的提高,我国石油工业也会得到更好的发展。
5结束语
总的来说,油气作为石化能源中的一种清洁性能源,在我国一直是处于比较紧张的状态,为了保证我国的能源安全,增加国内的产量,解决我国的能源需求是目前最重要的工作内容。通过对水平井压裂酸化技术的改造进行分析与研究,能够帮助我国相关的企业学习与引进先进的、科学的技术与最新的施工工艺,从而提高油气的产量。
参考文献
[1]赵耿顺.水平井压裂酸化技术的改造[J].石化技术,2015,22(09):161.
[2]王建军,刘刚,苗小瑞等.关于水平井压裂酸化工艺技术研究[J].中国化工贸易,2015,7(16):144.
[3]罗祖国,徐龙彬.浅论水平井压裂酸化技术的改造[J].中国新技术新产品,2013(01):98.
水平井改造 篇3
关键词：再热器,空气分级燃烧,SOFA风,氮氧化物
引言
《火电厂大气污染物排放标准》从2012年开始实施, 其中, 从2012年1月1日开始, 所有新建火电机组NOx排放浓度标准要求达到100mg/m3。
莱城发电厂装机容量为4×300MW国产燃煤发电机组。均为亚临界控制循环蒸汽发电机组。锅炉燃烧采用CE技术四角切圆方式, 燃烧器6层布置, 每层4个燃烧喷口, 3台制粉系统。采用单炉膛平衡通风方式;过热器为两级喷水调温, 再热器采用紧急事故喷水方式调温;采用3台双进双出磨煤机, 单台磨煤机每侧可独立运行;机组有两台一次风机, 空预器后的管道压力通过调节一次风机导叶进行;机组有两台送风机将预热空气送进炉膛, 送风命令信号来自风/煤交叉控制, 送风机主控通过调节风机导叶设定来满足风量要求。机械雾化小油枪点火及稳燃燃烧器共计四台, 安装在A2层煤粉燃烧器位置, 每角一台。
1机组存在问题
1.1莱城电厂#3锅炉负荷波动大时, 锅炉再热器管壁超温频繁, 但再热器温达不到额定值541℃。
1.2出现水冷壁高温腐蚀和结焦情况, 严重时停炉检修。
1.3为响应国家环保政策, 莱城发电厂对#3锅炉进行了低氮燃烧改造, 以实现氮氧化物排放浓度降低的目标。进一步提高锅炉运行的安全性和的经济性, 同时降低了污染物排放水平。
2锅炉改造
2.1保留主燃烧器的管路、壳体不动, 制粉系统不变, 锅炉构造不变。
2.2在主燃烧器上方增加两层SOFA燃烧器, 即低位SOFA和高位SOFA。由锅炉两侧大风道引热风到四角SOFA燃烧器, SOFA风向采用逆时针。
2.3对A2层微油点火燃烧器进行改造, 并将其余5层共20只一次风上下垂直浓淡 (WR燃烧器) 全部更换为弯头式水平浓淡装置, 且一次风喷口、喷嘴体均重新进行优化设计, 采用顺时针切圆, 主燃烧器各层二次风标高及数量均不变 (共11层) 。
2.4所有主燃烧器区域的二次风喷嘴全部重新优化设计更换。主燃烧器的一、二次风喷嘴仍分别维持原来可上下摆动20°和30°的功能。主燃烧器中布置2层水平偏置辅助二次风, 并将2层油风室对应的辅助二次风喷口中的部分风设计为水平偏置 (贴壁) 辅助二次风 (CFS) 。
2.5空预器吹灰器新增两只, 加强尾部烟道的吹灰, 有效预防了尾部烟道再燃烧。
3改造内容
3.1一次风室采用了水平浓淡燃烧器, 并配有周界风, 百叶窗型煤粉浓缩器根据煤粉气流在叶片间隙转弯时发生浓淡分离, 在燃烧器出口处形成浓度有差异的两股水平气流。气流的切圆方向为浓煤粉, 水冷壁侧为淡煤粉。
3.2周界风加强了煤粉的前期着火和防止结焦, 也起到了冷却停运的一次风口的作用。
3.3偏置周界风可确保燃烧后的气流不贴壁, 增加燃烧器水冷壁壁面附近的氧化性气氛, 避免水冷壁发生高温腐蚀及结焦现象。
3.4 SOFA风量占总风量的30%左右, 将SOFA与主燃烧器拉开一定的距离, 形成下部主燃烧器高温区域缺氧燃烧控制NOx生成, 上部燃尽区域富氧燃烧控制飞灰含碳量的燃烧格局, 大幅降低NOx排放。
4改造后燃烧调整
4.1低负荷尽量不开或少开SOFA风门, 随负荷增长, 逐渐开启部分SOFA风运行。
经试验验证, 开大SOFA风门, 能提高再热汽温, 有效减小烟温偏差, 降低NOx, 同时会导致锅炉飞灰可燃物增加, 锅炉稳燃能力下降。开大SOFA风门时, 应结合机组负荷、汽温参数、锅炉稳燃情况、NOx排放数值、飞灰可燃物等综合考虑SOFA风门开度。
4.2由于#3炉低氮燃烧器改造后, 着火距离延长, 建议#3炉尽量避免A、C磨煤机隔层运行。不得不隔层运行时, 应采取单独配煤、提高磨煤机出口温度等强化燃烧稳燃措施。为增加#3炉燃烧器着火稳定性, 低负荷运行期间, 应注意关小喷燃器周界风。
4.3关小各层贴避风开度, 可有效的提高再热蒸汽温度。为防止#3炉燃烧器区域结焦, 适当开大各层贴避风开度运行, 但当开大贴避风和提高再热汽温矛盾时, 应以防锅炉掉焦灭火为主。
4.4因二次风喷嘴进行了更换, 二次风喷嘴的通风面积减少, 二次风速增加, 在负荷变化时应及时的调整二次风挡板开度, 防止二次风速过快, 对燃烧不利。
5改造后的效果
5.1改造前#3炉再热蒸汽温度达不到规程的额定值541℃, 改造后再热蒸汽温度可在额定值稳定运行, 提高了机组运行效率, 降低了煤耗。
5.2有效防止了水冷壁高温腐蚀和结焦, 由于缩小了假想切圆, 燃烧器适当拉开布置, 水平浓淡燃烧器加上偏置周界风等诸多预防措施, 结焦状况必将改善。
5.3提高了燃烧效率, 降低了NOx排放, 有效的减小了炉膛两侧出口烟温偏差, 着火稳定, 火焰明亮, 提高了煤粉的燃尽率。NOx排放量达到300毫克/立方米以下, 通过调整SOFA风, 高负荷烟温偏差能控制在50℃内, 低负荷锅炉稳燃能力大为改善。
5.4杜绝了再热器管壁频繁超温现象。#3锅炉负荷波动大时, 锅炉再热器管壁超温现象不再出现, 燃烧器摆动灵活, 烟温、管壁温度调节性能加强。
结语
莱城电厂#3锅炉的成功改造, 为其余3台锅炉改造提供了理论基础和实践经验, 为300MW及以上等级锅炉改造及运行提供了经验。因本次机组改造还涉及汽机侧, DCS控制系统改造, 使得机组满负荷达到330MW, 突破了CE对单只燃烧器热功率的限制要求, 并运行良好。
通过此次燃烧系统升级改造后, 机组在额度负荷下, NOx的排放浓度由600mg/m3降到了240 mg/m3, 达到了减排的目的, 取得了良好的效果。
参考文献
[1]GB13223-2011, 火电厂大气污染物排放标准[S].
水平井改造 篇4
1. 设备介绍
水平辊道式平板玻璃钢化炉是玻璃深加工行业重要设备，主要由装片台、加热区、钢化冷却区、卸片台、操作台、自动控制系统等组成。钢化玻璃生产主要工艺流程是： (1) 玻璃由装片台进入加热区加热。 (2) 加热完成进入钢化冷却区，由鼓风机提供合适风压进行淬冷。 (3) 待玻璃降至合适温度，送至卸片台，人工取片。
2. 存在问题
加工6mm及以下厚度玻璃时，需要启动大鼓风机，风机电机工频运行且始终处于额定转速，为满足不同厚度玻璃工艺要求，控制供风量，通过调节风门叶片(挡风板)开启角度，采取外加阻力的方式消耗多余风量。人工在触摸屏设定风门比例(0～100%范围)，自动生产过程中，在玻璃进入冷却区前30s, D/A模块输出4～20mA信号，按设定比例打开风门，风门在关闭、部分开启、风门全开状态之间转换。
鼓风机系统在上述模式运行，存在耗能大、效率低、设备故障率高等问题，为此，采用变频器对风机电机进行两段速控制。
二、改造措施
1. 变频器选择
主要根据电机参数选择变频器，变频器最大输出电流必须大于电机最大运行电流。本例风机电机参数：功率262kW，工作电压AC 380V，电流465A，额定频率50Hz，为此选用日峰280kW风机专用型变频器RF-9000-280P，变频器额定输出电流为540A，最大过载电流120%、1min。
2. 风机控制
(1)风量控制。变频器控制风量，风门只有全开、全闭两种状态，玻璃处于非冷却阶段时，风机低速(f1，变频器多段速端子S1、S2、S3预置频率)运行，玻璃需要冷却时，风机提前加速至高速(f2，变频器键盘手动设定频率)运行，变频器接线见图1。D/A模块4～20mA信号控制风机在两段速之间转换，D/A模块电流信号经I/V转换电路变为电压信号，控制继电器KD1, KD1常闭触点联接S1、S2、S3，若D/A模块输出20mA电流信号，KD1线圈得电，常闭触点断开，变频器以f2高速运行，D/A模块输出4mA信号时，KD1线圈失电，其常闭触点闭合，由于S1、S2、S3优先级高于键盘设定，此时变频器以f1低速运行。
玻璃进入冷却区时，D/A转换模块电流信号将提前30s由4mA变为20mA，变频器开始加速至f2，根据实际情况，该加速过程时间t12限定在20s。
(2)风门控制。自动生产时，风门由变频器频率到达信号控制，变频器运行在频率f1，此时KD1线圈失电，其常开触点断开，KD2线圈失电，风门电磁阀不动作，关闭风门;变频器由频率f1加速至f2，频率到达后，y1端子和COM端子导通(变频器频率到达功能)，KD2线圈得电，风门电磁阀动作，打开风门。
3. f1计算和设定
玻璃不同的加工厚度，导致变频器f2取值不同，加上t12的限制，因此f1取值也应不同，即变频器不能均降至同一频率，对应风机转速可由接在S1、S2、S3(如对应6mm、5mm、4mm)的转换开关位置决定。变频器加速时间tr定义是从0Hz加速至基准频率fba(变频器最大输出电压对应的频率，此处等于电机额定频率50Hz)所需时间，该值可人工重设，且频率和时间呈线性关系，为此，有如下关系式：
式中f1———低速频率，Hz
fba———基准频率，一般取电机额定频率，Hz
tr———从0Hz加速至fba所需时间, s
f2———高速频率，Hz
t12———从低速加速至高速所需时间，s
如生产6mm、5mm、4mm厚度玻璃，f2分别约为29Hz、36Hz、50Hz, 风机才能提供冷却阶段所需风压，设定t12为20s, tr为125s, fba取电机额定频率50Hz，则变频器需预置f1为： (1) 6mm, f1=f2- (t12×fba) /tr=29- (20×50) /125=21Hz。 (2) 5mm, f1=f2- (t12×fba) /tr=36- (20×50) /125=28Hz。 (3) 4mm, f1=f2- (t12×fba) /tr=50- (20×50) /125=42Hz。
变频器相关参数设置见表1。
三、改造效果
鼓风机系统采用变频器直接改变风机转速，调节风量、风压的模式，完全满足生产工艺要求，并且具有多种优点： (1) 改善电网功率因数，系统功率因数保持在0.95以上。 (2) 电机可软启动，避免启动瞬间高达6倍的电流冲击，减少启动时峰值功率损耗，消除电机启、停时对机械的冲击，延长设备使用寿命。 (3) 系统监控性能完善，设备可靠性和工作效率提高，减少检修和维护工作量，节约设备维修费用。
摘要：水平式钢化炉工艺流程。针对设备鼓风机系统存在的问题, 应用变频器对鼓风机电机进行两段速控制。介绍改造特点和主要参数计算、设定方法。
水平井改造 篇5
1 增设人孔门
篦冷机原设计人孔门开在前部及中部, 其尾部靠近熟料破碎机处无人孔门。窑系统在调试阶段, 由于各种原因窑内结蛋比较频繁, 由于破碎机处无人孔门, 打蛋作业必须进到篦冷机内部, 这就大大增加了打蛋作业的难度。为解决这一难题, 我们在篦冷机尾部靠近熟料破碎机处的两侧各开了一个较大的人孔门, 并加宽了钢平台, 极大地方便了打蛋作业。后来生产正常后打蛋作业很少进行, 但该人孔门的作用丝毫不减, 无论是检查更换锤头还是筛板, 从该人孔门中进入作业都极为方便, 大大加快了检修进度。
另外需要注意的是, 窑头罩安装三次风管的那一边为一斜面, 上面极易堆积飞砂料, 为确保作业安全, 在进入篦冷机作业前必须将该斜面上的飞砂料清理干净, 以防止飞砂料突然塌落造成人员烫伤事故。为方便清理飞砂料, 可在与该斜面相连的窑头罩正面开一小捅灰孔, 然后用通上压缩空气的钢管清理即可。
2 篦冷机链幕的改造
原设计链幕挂架在篦冷机内部顶上, 其缺陷是链幕挂架长期经受高温并可直接受到被破碎机击出的熟料颗粒的击打, 造成链幕挂架损坏, 整条铁链掉落。我们将链幕挂架装到了篦冷机顶部外面, 这一改造极大地保护了链幕挂架, 延长了其使用周期。
如果链幕损坏后未及时更换, 熟料破碎机击出的熟料会直接打到篦冷机尾部顶上, 造成该处浇注料剥落、篦冷机顶部被烧穿。为此, 我们在该处的浇注料表面增加了一层10mm厚的钢板, 通过长螺栓穿过浇注料固定在篦冷机顶部的钢板上, 以达到保护浇注料的目的。为避免螺栓头部损坏造成的钢板掉落, 可在螺栓头部靠近破碎机一侧焊接一小块钢板作挡板。
水平井改造 篇6
1 对馈线的要求
1.1 馈线的要求
馈线首先是可靠的传送额定的高频功率, 其次是在传输中的能量损耗要降到最低限度。短波发射天线的馈线主要是架空平衡式。近年来, 500k W馈线有采用9〞同轴电缆的, 但因价格昂贵, 并未得到广泛的使用。馈线最大允许功率由馈线的电晕场强, 馈线导线表面上的最大场强所决定。馈线的传输损耗有两种:一种是导线损耗、地面损耗以及绝缘子及周围其他物件的损耗。另一种是辐射损耗。
1.2 馈线的主要型式
馈线是架空平衡式, 其特性阻抗因传输功率的大小, 分成不同的等级。最常用的是300Ω、600Ω等。和发射机配套使用的平衡变阻器, 以及天线交换开关等都和馈线的特性阻抗有关。所以馈线的特性阻抗都是定值, 结构也逐步定型, 除特殊原因外, 不用其他特性阻抗的馈线。馈线的主要形式有二线式、四线式、六线式还有双笼形线式。
二线式馈线是最简单的馈线型式, 使用于50k W以下的功率, 特性阻抗为600Ω (或是550Ω) 。四线式、六线式适用于50-500k W功率, 特性阻抗为300Ω。双笼形线式馈线适用于500k W功率, 特性阻抗为300Ω。导线间距和组成笼形的导线的数目和直径随不同的要求而定。双笼形线式馈线相当于二线式馈线, 单根导线的直径可以用笼形线的等效直径代替。这样可以用细的导线代替很粗的导线, 价格便宜, 功率容量更大, 施工时也较为方便。但组成笼形线的诸多导线间的电流分配是不均匀的, 对特性阻抗有影响, 导线表面最大电场的计算困难。特性阻抗的计算公式为
式中:DEC—笼形振子的等效直径;
n—笼子的导线数;
—导线的等效直径。
馈线的导线有单根的, 也有多股绞合的。对直径为d的单根导线, 对于由多股细线绞合而成的直径为d的导线, 由于其表面有凹陷, 不是圆的, 因此
式中:—组成绞线的细线直径。
上述馈线特性阻抗的计算公式都和馈线离地高度无关。经验表明, 当馈线离地大于1.5m时, 地面对特性阻抗的影响就可忽略。
2 馈线设计及存在的问题
大功率短波发射机输出功率高达上百千瓦, 因此对于天馈线系统的阻抗匹配有严格要求, 当出现阻抗失谐时, 不仅得不到最大功率传输, 直接影响短波广播的覆盖范围, 甚至极易对设备产生损害, 导致停播事故, 因此在天馈线系统的设计中要格外注意各传输通路间的阻抗匹配和数据对比性测试比对, 以便细微调整, 保证其工作指标始终在合格范围内。
本工程设计主馈线采用特性阻抗为300Ω的双笼形馈线, 馈线每个笼子由12根φ4.0的铜包钢线组成, 异极性导线间距离为500mm功率容量为500k W。馈线的跳笼要严格等长, 且距馈线杆和横担距离要大于500mm。馈线杆之间的距离一般可取22-28 (m) 。在整条馈线路由上杆距不等且交替布置。馈线连接靠馈线跳笼连接。馈线跳笼设计由绝缘尼龙绳固定, (固定方式如图1) , 馈线与尼龙绳由铜绑线固定, 但在运行中发现如下问题。
1) 大风或异常天气会使铜绑线松动, 跳笼间距也会改变造、阻抗失谐导致反射功率过高, 或跳笼间距小于安全距离, 出现馈线打火故障。
2) 由于绝缘尼龙绳为软线连接, 当尼龙绳上落鸟时会使两跳笼间距变小造成阻抗失谐出现馈线打火故障。
3) 长时间的运行, 绝缘尼龙绳由于经历风、雪、雨、日晒等天气影响会造成材料老化绝缘值降低出现绝缘尼龙绳频繁打火故障。
3 馈线跳笼改造思路
此次改造在于使“大功率短波同向水平天馈线跳笼”更安全稳定的运行, 天气及外界条件的变化影响, 不会因为长时间运行影响支撑的绝缘度而造成打火故障。为实现上述目的, 采用了以下改造技术方案。
将原有传统跳笼绝缘尼龙绳横固定更换为绝缘瓷棒竖支撑, 竖支撑分5部分如图2: (1) 开口可调节馈线跳笼抱箍。 (2) 绝缘竖支撑。 (3) 瓷棒支撑座。 (4) 竖板。 (5) 背板。
4 改造说明
1) (1) 开口可调节的抱箍, 抱箍的固定方式为柱形螺母及螺丝, 抱箍使用材料为白钢。
2) (2) 为绝缘竖支撑, 使用材料为绝缘瓷棒。
3) (3) 瓷棒支撑座与 (4) 背板相连可调节瓷支撑高度, 支撑座使用材料为镀锌铝。
4) (4) 竖板的使用材料为镀锌铝。
附图说明
图2为安装的结构图。
其中, 1-开口可调节馈线跳笼抱箍, 2-绝缘竖支撑, 3-瓷棒支撑座, 4-竖板, 5-背板。
图3、图4为实物图。
5 具体改造安装方法
如图2所示, 馈线跳笼绝缘支撑组件, 其特征在于:1-开口可调节馈线跳笼抱箍可固定任意大小跳笼固定方式为螺杆与柱形螺母;3-瓷棒支撑座为可调节支撑座的所以适用各种高度不同的馈线跳笼, 支撑座调整方式为内六角螺丝调节, 4-竖板使用材料为镀锌铝板, 镀锌铝板轻薄坚固而且耐腐蚀。此馈线跳笼绝缘支撑组件用, 5-背板与横担固定。图5为跳笼改造后。
6 改造后的效果
通过对馈线跳笼的改造, 经过一年的运行大大减少了馈线跳笼打火故障。保证了天馈线安全可靠的运行。
1) 使用的材料为瓷棒硬支撑且容易固定跳笼, 所以不会因为大风等异常天气改变跳笼间距, 可保证馈线的安全运行。
2) 原有尼龙绳固定改为瓷棒支撑, 瓷棒的绝缘性能良好不会因为外界天气影响造成绝缘度降低也不会因为长时间使用造成绝缘度降低, 大大增加了馈线跳笼的安全可靠性。
3) 支撑座为可调节支撑座适用各种高度不同的馈线跳笼, 所以可批量生产, 无需根据不同高度的跳笼生产相应高度的支撑。
4) 结构简单便于安装使用, 且使用寿命较长。
5) 使用的材料都为传统材料成本较低便于推广。
7 结论
通过实际改造减少了馈线跳笼频繁打火现象。提高了馈线安全运行的稳定性这种馈线跳笼绝缘支撑结构简单便于安装实用性较高适于推广使用。继续改进的方向, 选取合适强度的绝缘材料如聚四氟乙烯或胶木板, 替换在这次改造中使用的镀锌铝板等金属材料, 可进一步减少金属材料对于馈线电气指标的影响。
摘要：本文主要介绍了大功率短波同向水平馈线跳笼支撑技术改造。选择用高频绝缘瓷棒竖支撑固定馈线跳笼, 经实际改造, 较好的解决了馈线跳笼变形打火故障。该方法科学合理, 简单可行。
关键词：短波馈线,跳笼,绝缘支撑
参考文献
[1]潘哲昕, 王文山, 等.广播电视天线工艺技术手册 (内部发行) .广播电影电视部人事司.
水平井改造 篇7
旗山煤矿-220主排水泵房, 共有四台200D43*7水泵, 扬程258米, 流量288m3/h, 匹配电机440KW, 排水管径273mm, 长度230米, 由-220水平直接排至地面。-420主排水泵房, 共有三台200D43*6水泵, 扬程258米, 流量288m3/h, 匹配电机360KW, 排水管径273mm, 长度210米, 由-420水平排至-220水平, 再由-220m水平泵房排至地面, -420m水平排水实行二级排水。为这两个水平服务的立井绞车有两部:地面至-220水平的南副井绞车、-220至-420水平的暗立井提升绞车, 整个系统建于20世纪70年代。
2 -420泵房排水改造方案
2.1 -220至-420排水系统优化、-420m排水实现直排
根据矿井-420m及-220m水平实测涌水量数据, -220水平正常无涌水, 钻孔出水量正常25m3/h、最大水量40m3/h;-420水平正常涌水量60m3/h、最大涌水量80m3/h, 两水平水量不大。排水系统优化采取取消-220m水平排水系统, 并对-220m水平钻孔水源进行封堵措施, 渗漏水自然沿暗立井下流到-420水平, 对-420m水平排水系统进行优化, 矿井涌水由-420m水平直排地面。考虑两个水平正常涌水量85m3/h、最大涌水量120m3/h。-420m水平泵房排水设备重新选型, 两趟排水管路经-420m水平井底车场沿南主井排至地面与原地面两趟排水管沟通。原-220泵房供地面用钻孔水, 改为地面打水源井供水, 钻孔封堵, -220m泵房拆除, 水仓封闭。
2.2 淘汰回收老系统
鉴于-220m水平钻孔封堵, 水仓封闭, 泵房拆除, 不再排水, 南副井、暗立井两部绞车已无实际用途, 其绞车及井筒提升装备拆除, 井筒管路拆除, 设备回收, 两个井筒作为矿井安全出口只保留人行爬梯。
2.3 -420泵房排水设备电控改造实现自动化排水
2.3.1 -420m泵房电控系统
旗山煤矿-420m泵房现设计有3台PJ150×8水泵, 水泵转速1485r/min, 扬程516m, 流量300m3/h, 匹配电机710Kw (高压6kv) , 排水管径250mm, 长度800m, 由-420m水平直接排至地面。水泵起动方式电抗器起动, 采用就地控制方式, 有真空泵、电动闸阀对引水设施及排水设施控制, 设计拟实现自动化控制。
2.3.2 -420m泵房自动化排水控制系统方案
(1) -420m水平泵房排水设备自动化系统组成。
(1) -420m水平水泵自动化监控系统主要由水泵PLC控制系统, 水位检测控制系统及泵房水仓视频监控系统等组成, 监控装置包括PLC隔爆控制箱、就地控制箱、交换机、摄像头、显示器、水位计和地面上位工控机等部分。系统组成如图1所示。
(2) 自动化控制及视频监控关键控制设备功能。
(a) 工控机。主要负责自动控制系统的管理、操作和模拟显示设备状态的图形显示, 获得实时参数, 完成动态监视、报警、记录分析、生成报表、曲线等。编程控制 (PLC) 完成水泵的起动运行的逻辑控制及保护功能。
(b) 就地控制箱。面板主要完成对整个系统3种工作模式的控制转换和数据显示。
(c) 水位计。及时获得水位信号, 水位信号能随时显示水位高度, 并传输信号到现场PLC, 作为开泵信号。
(d) 显示器、摄像头。监视水泵运行情况及水位情况便于远程监视及监控。
(e) 交换机。作为远程信号传输及光电信号转换。
监控系统对3台主排水泵及其附属的设备、实施自动控制及运行参数自动检测, 动态显示, 并将数据上传至地面, 进行实时监测。
系统组成如图所示:
系统采用两套水位传感器获得水位信号, 水位信号能随时显示水位高度, 并传输信号到现场PLC, 作为开泵信号。利用靶式流量计及真空度信号作为水泵引水信号 (水泵真空度信号) , 开启水泵。开启水泵后, 自动打开电动闸板阀进行排水。期间实时数据检测:排水出口压力、水流量大小、吸水管真空度、电机电流、供电电压、水仓水位、电机轴承及绕组温度、闸阀开关参数等。系统原理框图见图2。
(2) 自动化系统监控装置控制环节。
自动化监控系统装置的控制过程环节有六个:即排真空环节、闸阀操纵环节、水位自动监控环节、参数传示环节、故障保护环节和电动机的自动控制环节。监控装置控制环节框图见图3。
(1) 排真空环节。水泵只有在其叶轮完全淹没于水中的情况下, 泵体内部才能造成必要的真空度实现正常排水。如果真空度不够, 泵内有空气存在, 将会造成水泵不上水和转动部件烧坏等故障。因此, 启动前的排真空是水泵工作的重要操作项目之一。本系统采用真空泵及射流泵抽真空。由高精度真空传感器监测真空度, 靶式流量计作为监测真空度的重要参数之一, 排水压力作为水泵正常排水依据。
(2) 闸阀操纵环节。为了减小启动功率, 满足水泵操作规程规定, 采用关闭出水闸阀启动, 而当水泵停车时, 为了避免水锤事故, 必须先关闭闸阀, 缓慢减小流速, 最后停车。电动机开停信号, 具有电动阀门开停信号, 电动阀门关到位、开到位信号。
(3) 水位自动监控环节。任务是根据水位的高低自动准确发出开、停水泵命令。水位传感器的可靠性和准确性直接影响整个控制系统的工作可靠性。配合电动机的自动控制环节显现自动控制。
(4) 参数传示环节。在操作台的模拟屏上可模拟显示水仓水位、水泵流量、水泵压力及电动机、电磁阀和电动阀的各种工作状态。所有的检测参数及工作状态均可由井下PLC通过传输网络传送给地面计算机, 由计算机分析处理, 在显示器上模拟显示, 并做出曲线、报表, 以利于地面管理人员作出正确判断, 向井下发出控制命令。
(5) 故障保护环节。因水泵电机容量大耗电量高, 对排水设备自动控制系统的安全性、可靠性要求较高。对电动机故障, 采用PLC监视水泵电机欠流、过流及微机综保双重保护、还具有启动反馈失败等故障, 电动闸阀故障等。运行前, 对系统各个监测点提前监控, 发现不正常时发出报警并提示。
(6) 电动机的自动控制环节。该环节是排水设备综合自动化控制系统的中心环节。它由PLC、中间继电器、接触器等组成, 以上几个环节最终都要与本环节配合, 根据水位情况自动开停水泵及控制闸阀。为了防止因备用泵长期不用而使电机受潮或有其它故障而未被发现, 当紧急情况需要投入而不能投入以至影响矿井安全, 本环节按“轮换工作制”来控制, 以达到有故障早发现、早处理, 以免影响矿井安全。
(3) 水泵自动控制功能实现。
水泵运行依靠设置在吸水井内的水位计结合其它参数合理调度水泵运行。运行策略采取轮换开启, 分别充当“运行水泵”及“备用水泵”。泵房水位设下限水位、低水位、正常水位、高水位、上限水位。当水位高于正常水位时, 应能自动开启水泵, 打开电动瓦笼进行排水。水位低于下限水位时, 应能自动停止水泵。水位高于高水位时, 应能自动开启水泵、投入另一台水泵。水位高于上限水位时, 应能自动开启水泵、投入另一台水泵并自动发出报警信号。当水位不在高位而出在用电低谷时间内, 将自动起动运行水泵;当达到低位或不再高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。当水位达到上限水位时, 自动起动“运行水泵”及“备用水泵”, 直到水位低于高位时停止备用水泵只运行“运行水泵”。系统具有电机过载、欠压、超温等保护功能, 当出现上述状况或电机出现故障, 系统自动停止该水泵的工作, 同时启用备用水泵。
(4) 系统控制方式。
(1) 系统自动控制方式。主要根据工况设定及时间、水位、矿井用电负荷等参数, 自动开启、停止水泵的运转, 对运行中的各种参数进行实时监控, 并能实现泵阀的联锁控制。
(2) 就地集中控制方式。此方式下操作人员就地在操作箱上实现一键控制, 水泵安程序自动完成起停全过程, 劳动强度降低提高操作可靠性。
(3) 就地手动控制方方式。此方式操作人员就地在开关柜上人工手动控制设备。此方式主要用于检修, 当打到当把操作台上的按钮打到检修位置, 系统可以解除闭锁, 对设备进修检修调试。本系统手动控制具有优先控制权, 保证了即使系统出现故障, 也可以在手动控制下实现水泵的正常工作。
3 效益分析
旗山煤矿-220至-420m水平排水系统直排及综合自动化改造从2008年4月份立项到2009年4月份完成。目前已运行8个月, 取得较好的安全经济效益。
3.1 安全效益分析
南副井、暗立井绞车均属于国家安全监察局明文规定淘汰设备, 安全隐患大可靠性低, 经过优化拆除, 减少隐患源, 节省设备改造费用, 提高系统安全可靠系数。
水泵自动化PLC监控系统能自动完成起动过程;在起动完成后和水泵停止前正确完成闸板阀的开启、关闭和保护功能。实现一键控制, 减少了因操作不当发生设备故障, 在电机正常运行后实时检测系统状态及完成故障保护工作, 配合视频监控系统将为矿井管理水平, 减少设备损坏、减少设备事故率, 提高设备运行安全, 提供支撑。
3.2 经济效益分析
(1) 实现远程监控和泵房无人值守, 减人提效。
-420m泵房直排优化后, 拆去-220m绞车房、暗立井绞车房及-220m泵房, 可节省工作岗位共16人, 16人×2500元=40000元/月=40000元/月×12月/年=48万元/年。
系统更重要的是体现在系统效率的提高, 实现每台水泵运行效率分析, 实现预测检修;减少设备的损坏。
(2) 节省设备维护量及改造费用。
南副井、暗立井绞车均属于国家淘汰设备, 如继续运行, 需对设备进行优化改造, 费用巨大。
(1) 南副井、暗立井优化费用:主轴装置优化:110万元/套×2=220万元;电控系统优化:70万元/套×2=140万元。
(2) 南副井、暗立副井井筒装备:管路, 罐笼, 钢丝绳, 钢丝绳罐道, 木罐道, 井筒罐道梁等设备共需200万元。
(3) 节省-220m泵房4台水泵的维修费用:约10万元/年, 设备优化及维修费用:220+140+200+20=570万元。
(3) 状态监测维修。