空壓機改造及管路聯(lián)網(wǎng)

第33卷第4期玻璃與搪瓷Vol. 33 No 42005年8月GlasS enamelAug.2005空壓機改造及管路聯(lián)網(wǎng)孟祥峰山東德州晶華集團晶峰有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)中心山東德州253019)摘要分析空壓機使用過(guò)程中用氣量不足的原因提出相應的增大壓縮機立缸缸體內徑和對空壓機管路聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行集中控制以及對壓縮杋變頻調速的改造措施。關(guān)鍵詞空壓機設備改造管路聯(lián)網(wǎng)控制變頻調速中圖分類(lèi)號Q171.6文獻標識碼B文章編號1000-2871(2005)4-0024-03Innovation of Air Compressor andNetwork ManagementMENG Xiang-feng德州晶華集團晶峰有限公司是一個(gè)具有四十多年歷史的國營(yíng)老廠(chǎng)。制瓶機主要是單滴6組、4組、2組?？諌簷C除在建的晶華麥克一窯四線(xiàn)使用的是阿特拉斯噴油式螺杄式壓縮杋外其余均為濰坊生建壓縮機廠(chǎng)產(chǎn)4LA-28/4型活塞式壓縮機』臺壓縮機供1臺6組制瓶機其基本配置為2用1備使用初期并沒(méi)有發(fā)現大的問(wèn)題。隨著(zhù)生產(chǎn)車(chē)間的增多和新技術(shù)的不斷應用岀現了越來(lái)越多的矛盾。1空壓機改造1.1改造的目的和必要性活塞式壓縮機使用初期沒(méi)計流量大于實(shí)際用氣量存在一定的能源浪費。設備使用后期活塞缸體磨損嚴重造成氣密性較差實(shí)際產(chǎn)氣量遠遠小于其設計流量。自1999年以來(lái)使用天然氣供料道需要使用壓縮空氣作為霧化介質(zhì)要消耗部分壓縮空氣。2000年公司大規模生產(chǎn)250m和500m鹽水瓶鹽水瓶機速較高55~63個(gè)/min)用氣量大進(jìn)一步加劇了實(shí)際用氣量不足的矛盾。此時(shí)最低氣壓為0.2~0.23MPa已制約了正常生產(chǎn)制瓶機設備正常工作氣壓為0.28MPa以上如果低于0.25MPa玻璃坯料在初型模中停留時(shí)間過(guò)長(cháng)中吹氣壓達不到就會(huì )造成產(chǎn)品抽肚、歪脖等缺陷。1.2技術(shù)改造思路與指標參數通過(guò)大量分析、研究提出解決供氣不足有以下3種方V中國煤化工第1增開(kāi)壓縮機即使用備用的壓縮機缺點(diǎn)是能耗較朮CNMHG皮帶輪直徑以提高主軸轉速來(lái)提高產(chǎn)氣量。缺點(diǎn)是高轉速進(jìn)一步加速了活塞缸體的磨損。第3增大壓縮機立缸缸體內徑提高產(chǎn)氣量。*收稿日期2004-04-22第33卷第4期玻璃與搪瓷25通過(guò)對以上3種方案反復論證、計算認為第3種方案最佳。以下是對第3種方案的可行性論證。(1)軸功率計算公式:N=1.634P,xQ?！罙。x1式中P—進(jìn)氣壓力kg/cm2Q—行程容積m3/nA—容積系數,A=1-0(g-1)余隙系數膨脹過(guò)程指數壓縮機的壓縮比K——絕熱指數n——機械效率(取0.80)改造后立缸:Qn=(0.42×2-0.0452)×0.24×420=27.756(m3/min)入n=1-0.093.81)=0.8162Nn=1634×1×27.756×0.8162x1.3(3.80.4/1.41)×0.8=75.2(kW)改造后臥缸Q=(0.353×2-0.0453)×0.24×420=19.22(m3/min)An=1-0.09(3.812-1)=0.8162Na2=1.634×1×19.226×0.8162×0.43.8-1)×.8=5xkW)總計N=Nn+N2=127.x(kW)額定功率為132kW改造后壓縮機軸功率在原電機額定功率范圍內改造方案可行(2壓縮機產(chǎn)氣量計算公式刀=2πR2xL×N×n式中R——缸體直徑L——活塞行程N轉速n—機械效率改造前Q2立缸=4×(0.35×2-0.045)×0.24×420×0.80=15.3mmin)Q28缸=Q28立缸=15.38(m3/min)Q28缸=30.76(m/min)改造后:Qx=7x(0.42×2-0.0452)×0.24×420×0.80=中國煤化工Q=Q2s=15.38m3/min)TYHaCNMHGQ總=Qx+Q臥=37.58通過(guò)改造產(chǎn)氣量增加37.58-30.76=6.82m3/min達到預期目的。改造方法把28m3/min壓縮機立缸直徑由Φ350mm更換成直徑φ420mm缸體并對部分附件進(jìn)行更換或改造26玻璃與搪瓷2005年此項工作已通過(guò)實(shí)踐檢驗切實(shí)可行效果非常明顯1.3投資及經(jīng)濟效益(1)420mm缸體購置費17320元(2附件制作費300元(3改造施工費200元(4)合計投資17820元改造后滿(mǎn)足了正常生產(chǎn)增加機速1~2個(gè)/min提高了產(chǎn)品質(zhì)量使成品率上升了1%~2%。預計單臺年增產(chǎn)(2~3)個(gè)/min×60mn×24×365=1051200-1576800個(gè)效益相當明顯。2節能降耗、管路聯(lián)網(wǎng)2.1聯(lián)網(wǎng)的目的與必要性采用一對一的供氣方式適于機組較少、生產(chǎn)車(chē)間距離較遠的廠(chǎng)家。此種供氣方式開(kāi)機臺數多、能耗大、備用機較多存在閑置浪費不能夠充分發(fā)揮設備的最大效能。對于機組多且集中的廠(chǎng)家可進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制供氣。把單機單供中多余的能源集中起來(lái)達到少開(kāi)機、減少備用機、節約能源的目的。2.2技術(shù)改造的思路與方式所謂管路聯(lián)網(wǎng)就是把空壓機所產(chǎn)的壓縮氣全部集中起來(lái)然后再統一分配到各生產(chǎn)車(chē)間聯(lián)網(wǎng)的最好方式就是把空壓機所產(chǎn)的氣體全部輸入一個(gè)大儲量的穩壓氣罐內穩壓后再通過(guò)管路輸送到各生產(chǎn)車(chē)間。由于大儲量的穩壓罐制造、安置比較困難可以采用原壓縮機配套的2m3儲氣罐將其串聯(lián)起來(lái)達到穩壓的效果2.3聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢與經(jīng)濟效益聯(lián)網(wǎng)后全廠(chǎng)采用統一的氣壓保證了正常生產(chǎn)用氣。尤其通過(guò)第1步單臺空壓機改造后產(chǎn)氣量明顯提高。聯(lián)網(wǎng)后比單機單供可節省1~2臺壓縮機。聯(lián)網(wǎng)后降低了大量電費、水費和設備維修費。(1)年節約電費365×24×75kW×0.513元/kW×(1~2臺)=337041~674082元〔未改造機與改造機負荷增加相減約等于75kW如聯(lián)網(wǎng)機組多此數字還要高)(2)年節約設備維護費:5000~30000元以上兩部分工作是相輔相成的。對以上兩方案于2001年12月在西林瓶車(chē)間進(jìn)行了實(shí)施效果相當顯著(zhù)。改造前配置為3用1備改造后為2用1備即滿(mǎn)足了正常生產(chǎn),節省下1臺空壓機。改造后比改造前月平均節電5.103萬(wàn)kWH(根據車(chē)間電表實(shí)際讀數)全年實(shí)際節省電費31.415萬(wàn)元3對壓縮機進(jìn)行變頻調速技術(shù)改造聯(lián)網(wǎng)以后的氣壓更需穩定否則負面影響面更大。由于生產(chǎn)線(xiàn)較多換產(chǎn)頻繁用氣量波動(dòng)很大。壓縮機操作人員如果不及時(shí)調節氣壓很難保證管網(wǎng)的氣壓穩定造成管網(wǎng)氣壓波動(dòng)。對壓縮機進(jìn)行變頻改造可以有效地解決這一矛盾并且節約能源。它具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)效率高沒(méi)有因調速帶來(lái)的附加轉差損耗。(2)調速范圍大、精度高、無(wú)級調速(3)容易實(shí)現協(xié)調控制和閉環(huán)控制。中國煤化工原系統變頻改造后通過(guò)變頻器將50Hz的工頻電源轉什CNMHG電源給電機供電管網(wǎng)壓力由壓力變送器、變頻器、電機、空壓機構成簡(jiǎn)單可靠的P物環(huán)調門(mén)統進(jìn)仃控。因為電機輸岀轉速是連續可調的相應的空壓杋岀風(fēng)量也是連續可調的。因此變頻器根據管網(wǎng)的用風(fēng)量來(lái)調整電機的轉速從而調整空壓機的出風(fēng)量使管網(wǎng)的用風(fēng)量與空壓機的出風(fēng)量相當起到管網(wǎng)的恒壓控制(下轉第18頁(yè))玻璃與搪瓷2005年可以測出其它3個(gè)樣品的居里溫度值見(jiàn)表2(測試誤差為±0.3℃根據如上居里溫度統計結果可以看岀一個(gè)規律迕實(shí)驗誤差范圍內通過(guò)摻雜可以降低樣品的居里溫度而且摻雜越多居里溫度降低越大。從微觀(guān)來(lái)看在Mnn鐵氧體中磁性離子間通過(guò)夾在其間的氧離子發(fā)生作用即超交換作用。溫敏錳鋅鐵氧體材料的居里溫度與超交換作用有如下關(guān)系8即居里溫度Tc正比于參加A位與B位超交換作用的磁性離子數目N和交換積分A。顯然超交換作用越強參加這種交換作用的離子數目越多居里溫度就越高。根據晶體場(chǎng)理論Cu2離子的八面體擇位能低于Fe2‘和Mn2離子因而可以?xún)?yōu)先進(jìn)入八面體空隙取代Fe2和Mn2離子從而形成更穩定的磁性較強的固溶體。尖晶石型鐵磁物質(zhì)的居里溫度取決于其晶格結構中AB次晶格上的磁性粒子間旳超交換作用由于Zn2是非磁性離子當它在A(yíng)位上被Fe2‘Mn2Cu2磁性離子置換時(shí),AB超交換作用減弱必然帶來(lái)居里溫度的降低。另外由于Cu2離子的取代可以使鐵氧體的晶格發(fā)生改變使得發(fā)生超交換相互作用的A位和B位離子改變超交換作用受到影響所以樣品的居里溫度也就發(fā)生變化。3結論(1)添加劑的加入對錳鋅鐵氧體的居里溫度有一定的影響由于Cu2+離子的加入可以使鐵氧體的晶格發(fā)生改變超交換作用受到影響所以樣品的居里溫度也就發(fā)生變化②)從飽和磁化強度、矯頑力來(lái)看摻雜CuO對錳鋅鐵氧體的性能有很大的改進(jìn)最突出的表現是當摻雜的比例適當時(shí)矯頑力增加較大磁性增強且飽和磁化強度提高。(3)由ⅹ-射線(xiàn)衍射試驗圖譜可以看出在摻雜不同量的添加劑反應后制備的錳鋅鐵氧體中幾乎都存在的晶相為 Zn Mn Fe x fe mn)2O4這是 Zn Mn fe離子的氧化物的一種固溶體茲性較強。CuO的加入對鐵氧體的晶相沒(méi)有影響但是可以使晶體生長(cháng)更完善參考文獻[I]張有綱等.磁性材料M]成都珹都電訊工程學(xué)院出版社J988.110-11[2]吳知方黃文旵等.低居里溫度鐵氧體研制J]建筑材料學(xué)報2001K(3)285-290[3]范雄.金屬x射線(xiàn)字M]北京機械工業(yè)出版社1989[4]宛德福馬興隆.磁性物理敩M]北京電子工業(yè)出版社,198[5] Inaba H. 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