选择何种调节形式可以实现节约

作者:郝岩 文章来源:中海油气(泰州)石化有限公司 发布时间:2014-09-03

空冷器适用于炼油厂、石油化工厂、冶金、动力、电站等行业冷却系统的冷却和冷凝。它与水冷却系统相比较,具有节约用水、减少环境污染、投资低、操作方便、运行维修费用低以及使用寿命长等优点。本文主要介绍了空冷风机及其叶片的调节形式。

空冷器适用于炼油厂、石油化工厂、冶金、动力、电站等行业冷却系统的冷却和冷凝。它与水冷却系统相比较,具有节约用水、减少环境污染、投资低、操作方便、运行维修费用低以及使用寿命长等优点。

风机在空冷器强化传热中起着关键作用,风机性能的优劣是衡量空冷器性能优劣的重要标志。

风机由叶片、轮毂、支架、传动机构、风筒及电动机等组成。风机的驱动机构一般采用电动机。动力传送形式主要是三角皮带、伞型齿轮等。

风机已经标准化,一般标准直径为1.5~9.14m,每台风机的叶片数为4~12枚,以4~6枚为最多。叶片角调节范围为45°,风机叶片角度有手调和自调两种。为了控制风机的噪声,风机叶尖速度不得超过60m/s。

由于空冷器需要的风量很大,而需要的压头却不是很大,所以空冷器的风机采用低压轴流风机,主要由轮毂和叶片组成的叶轮、传动装置和驱动装置组成,此外还有风圈、防护网和支架。自动调角风机还有一套比较复杂的自调机构。在额定转速下,通过改变叶片角度可使风机增加10%的风量或压力增量。

空冷风机和风机叶片的调节方式

空冷风机的调节方式

风机安装可调角度叶片或安装调速风机主要用于调节风量,以控制工艺参数,抵御特殊气象干扰。安装调速风机还可以起到节能作用。空冷风机的调节方式有两种:调角式和调速式。

调角式。空冷风机有三种调角方式:TF停机手动调角风机;BF不停机手动调角风机;ZFJ自动调角风机。

调速式。运行中遥控,运行中用仪表自控,ZFS自动调速风机。

调角风机和调速风机相比,其成本费用较低,安装维修简便。近年来,我国有关行业已经采用自动调角风机,经济效益明显。从理论和实践都表明,调角风机仍具有生命力。调角风机和调速风机在低流量能耗差别是很大的,在某些情况下,采用调速风机是有利的。

空冷风机叶片的调节

风机风量随叶片角度的变化而变化,可以调节叶片角度的风机则称为可调角风机。自动调角式风机,则可在运行中改变叶片角度。

风机叶片在制造完工后,制造厂将叶片安装在风机上并进行安装角度调整、试运、叶片编号等工作,使风机性能处于最佳状态。因此风机叶片在使用现场安装后,为使其性能达到最佳状态,必须检查叶片安装角度误差。

调节风机叶片角度,就是调节气流夹角(气流流过叶片时的真实速度方向与叶片弦线的夹角),用以改变风量,这种调节方法必须使用可以调节叶片角度的风机,即可调角风机。这类风机不需要复杂的可调速的动力装置,所以成为目前空气冷却器风机的基本型式。在减少风量运行时,可调角风机节约电功率具有明显的优越性。如采用自动调角型风机,则使用更为方便可靠,能量节约更为显著。

空冷风机叶片调节形式的分析对比

停机手动调节

手动调节型式即为用手工操作方法调节风机。手动调节具有设备简单、制造价格低廉的优点。但是调节品质较差,不能进行即时调节,不利于产品(介质)质量的稳定。同时,也不利于节约风机电能。调节时的劳动条件很差,叶轮部位受管束的热辐射,温度很高,操作空间窄小,调节时停机时间也过长。

自动调节

自动调角风机的调节机构是由气动执行机构(“气压-弹簧”平衡系统)和传力机构(曲拐机构)所组成。自动调角风机可以安装专用的定位器,以便提高调节精度,并可连接到自动控制仪表系统中去。专用定位器通常做成顶装式,安装在风机轮毂的顶部,风机运行时通过给予定位器的信号气压,来控制气动执行机构的工作气压,并且由定位器接受执行机构机械位移的反馈信号。自动百叶窗的气动执行机构上都装有侧装式定位器。这种定位器是通用型,随气动执行机构配套供应。

自动调节型式即为用仪表控制方法调节风机的运行参数,以改变风机风量的方法。目前使用最多的是自动调角式风机。可以对风机的运行参数做单项的或是多项联合的自动调节。不论哪种调节方式,均可接到自动仪表控制系统内。自动调节方法有利于减轻调节工作量,保持操作稳定,提高产品质量,改善劳动条件,降低能源消耗。

自动调节式风机,也可以不接到自动仪表控制系统内,而是使用装在空气冷却器操作平台上的仪表调节器调节。这种调节方式应用得也很多。自动调角风机是使用最广泛的自动调节装置。石油化学工业应用出于安全考虑,自动调节装置均采用以压缩空气为动力的气动式调节装置,还可以降低设备的制造费用。

方案论证及对投资的影响

自动调角风机的调角控制部分由于零部件多,机械加工和装配精度高,所要求的操作以及维护水平严格,如稍有处理不当就会损坏。上世纪九十年代中后期变频器的出现,产生了变频调速风机,弥补了其不足之处。但不能完全代替“调角风机”负排量的特性(热风循环空冷器必用)。手动调角风机(停机手动调角)和变频调速风机除叶片、传动带、轴承及配套电机外,零部件少,一般不易损坏。经过与空冷厂家、国内同行业炼油化工装置交流沟通,在生产实际应用过程中,已采用自动调角的使用单位,在操作过程中也是通过停机进行手动调角。近五年来,只有福建炼油在2007年要求选用自动调角形式。

不同型号的风机调节方式的价格会有差异,以3.6m风机为例,停机手动调节加上变频风机大约为4.5万元,如选用自动调角加上变频风机大约为7万左右。

实施建议

通过调查,得出设计院在设计时、生产厂家和使用单位均采用停机手调角方式,配合50%的变频电机调节。

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