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水冷式真空泵程控吸尘抽吸锅炉打压水设备与罗茨风机负压吸尘器性能对比

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北惠 发表于 2013-5-9 15:38:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

水冷真空泵程控吸尘抽吸锅炉打压水设备与罗茨风机负压吸尘器性能对比

现状:目前在发电行业的锅炉车间粉尘污染状况日益严重,不仅危害工人的身体健康,对电厂的安全生产也造成巨大隐患,电厂锅炉车间因为粉尘爆炸的事故屡见不鲜,比如,抚顺热电厂20078 月18日就发生一起爆燃事故(死亡1人伤8人)。

长期以来,电厂锅炉车间内的粉尘一直是采用人工清扫,劳动效率和安全性很低,而且还产生二次污染。负压清扫设备的出现解决了这一难题当时由于技术和经济的原因未能找到一个很好的设备做为负压源,由于罗茨风机的压力比离心风机压力大(离心风机压力为50007000帕),九十年代初许多电厂采用罗茨风机来吸取散落的粉尘,(因为罗茨风机反过来工作时,在吸气口也会形成一定的负压)。由于罗茨风机的负压低、风量大、使得管网阻力加大,治理效果不很理想,现在所有电厂都已停用。将罗茨风机作为负压源既没有科学性也没有经济性,下面就从几方面简单剖析一下:



一、
从罗茨风机的功能上:


  罗茨鼓风机做为正压气源。广泛应用于污水处理、气力输送、重油喷燃、高炉冶炼、水产养殖、农药化工等行业里,由于该设备主要用来产生正压,如果将其反向使用来产生负压其真空压力将比正压小很多。同时使罗茨风机的温度升高到120o C。会对风机的叶片产生较大的气蚀。加速叶片的磨损。

二、从罗茨风机性能上

真空泵的密封性好而风机的密封性差,罗茨风机密封性也差。罗茨风机用于负压工作时,其吸气口产生的负压约为2—4万帕(pa)(见附后的性能表)。由于负压小,加装净化装置后净化装置有一定阻力,(约为60001万帕左右),再加上管网系统的阻力,实际工作时的抽吸力将很小。锅炉现场试验可知开起设备后只开一个吸口在锅炉车间的25米高处吸力极微弱。(理论计算也是如此)。如果在风机与管路连接处不加装净化装置,则系统工作时会有大量的粉尘通过风机,会使风机叶轮严重磨损,造成整个风机的效率降低,随着磨损的加重,转子和壳体间隙加大会使吸力变得越来越小,最后使整个风机报废(按每天5小时工作时间测算不超过半年约900小时就报废)。要想再提高吸尘器的效率只有重新更换风机。

我们知道一般风机的风量都远远大于真空泵的流量,而压力远远小于真空泵的压力。很多人认为风量越大吸力就越大,如果将风机用来作为负压源来使用会怎么样呢?下面就来分析一下:

风机的流速v =风机的流量Q ÷风机吸口的面积A(由于风机接口与管路联接也可看成管路的端面积)

即:V = Q ÷ A

A =
πD2/4      D — 管路直径

由管网阻力方程可知

管网的阻力 = 延程磨擦阻力+局部阻力

即: F
= Ξ(λLv
2/(2gD+ Ξξv2/(2g

即:管网的阻力 F v2   

即:管网的阻力 F Q2   

结论:风机的流量增加一点,由于阻力和速度的平方成正比,也就是和流量的平方成正比才使得管网的阻力极速增加。

所以利用罗茨风机产生负压源不但没有技术上的科学性,而且在现场实践中证明由于阻力的增大吸尘效果极差。流量的增加还使管网的速度增加,磨损度和流速立方成正比。速度的增加将加速管路的磨损。所以要有合理的流量才行。《除尘设备设计手册》给出的25003000m3/ 就是按此考虑的。

由于目前电厂为大机组,锅炉本体高度都在80多米以上,要求所选的真空负压最大真空度要在-80kpa以上,抽气速率要在25003000m3/h只要使用鼓风机或罗茨风机做负压源都达不到这个压力值。这两个数值光靠单级湿式泵或单台风机是无法实现的。罗茨风机由于自身结构和温升上的原因进行串连增压目前全世界还没有实现。只有湿式真空泵才能进行串连增压,但要克服很多技术上的难题(如气流脉动产生的气蚀、浪泳、增压泵起动增流等问题才行)

水冷式真空泵程控吸尘设备经过多年努力解决了上述难题。并在多家及五大电力集团公司的大机组安全可靠运行多年。


三、从现场使用状况上


  (一)将罗茨风机作为负压源的负压吸尘设备最大吸力约为2—4万帕,由于负压小使的管路经常堵塞。其最高吸程<35米。最大吸距<80米根本不能满足现有大机组火电厂锅炉吸尘现场的要求。

(二)以罗茨风机为负压源的负压吸尘设备无法加装净化装置(上面已经阐述)但是吸尘器排出的空气粉尘浓度国家是有一定要求的(>10mg/m3),现有的解决方法是将罗茨风机出气口与静电除尘器的出灰处联接,其后果会使罗茨风机机体和出气口经常堵塞(每天都产生堵塞)。中电投辽宁阜新发电厂二期建的200MW机组和中电国际清河电厂原200MW机组铁岭200MW机组都出现这种现象,最后不得不将其拆除。不但浪费了大量的资金还影响了工作环境。有的生产厂将罗茨风机的气体出口用水封槽密封并兼做排灰),由于水封槽用水量大还会产生真空泄漏,其结果使真空吸力更小,同时罗茨风机机体经常被粉尘堵塞,水封槽冲下来的粉尘采用水冲走,浪费大量的水资源,不具备经济性。目前大机组和新建电厂都没有排水设施。故所收集下来的灰水无处排放。有捞渣机泥浆池的电厂由于收集的灰粉中有杂物,排放会造成泥浆池堵塞。

(三)以罗茨风机为负压源的负压吸尘设备在全国各地多数发电厂早期都使用过。由于粉尘对风机叶片磨损严重,一般不到一年就报废。维护更换量大。由于上述原因现在都以废弃

四、水冷式真空泵程控真空吸尘设备;


该设备的负压源是利用二组串联的大型水冷却真空泵产生大负压,最高可达0.1MPa10万帕),其泵体的额定流量和φ133mm管路实测的最小阻力风量接近,使得管网的真正阻力要比罗茨风机对管网的阻力小很多倍。加上它独特的内部结构及其特殊的串联增压方式使其额定真空负压吸力工作可达8.6万帕,真空泵产生的较大真空压力(最大可达10万帕)和合理的流量,使得该真空吸力减去净化装置和管网的阻力1万多帕后剩下的巨大的吸力可保证同时打开场4~6个吸口,使4~6名工人同时进行清扫作业。这一性能是所有负压设备所不具有的。该设备水平最远可吸1600米,最高吸程为150米,吸力足以满足600MW及更大机组清扫的要求。


 楼主| 北惠 发表于 2013-5-9 15:40:57 | 显示全部楼层
水冷式真空泵程控吸尘设备由于绝对真空压力在-3000帕以内,故可实现将水进行雾化后抽出。2012年10月在山西某电厂600MW机组抽吸锅炉屏式过滤器、高压过滤器、低压过滤器近900吨打压水获得成功!使该设备真正做到一机多能!这是目前任何真空吸尘器所不具备的。
   水冷式真空泵程控吸尘设备采用旋风、布袋、水浴三级净化装置,最后排除空气的粉尘含量已远远小于国家室内排放标准,可直接向车间内排放。
技术参数如下:
1.最大流量 40m3~60 m3/min(额定真空以下时)
2.最小流量 37m3/min(最大真空时)
3.最大真空 -0.093Mpa
4.额定真空  -0.080Mpa
5.额定收集量    15~25 t/h  (抽吸洗沙时)
6.额定收集范围    水平1600m  吸程150m
7.收集粒径    小于80mm(可用来输送电厂的石子煤)
8.电动机功率  75kw~120kw
9、使用寿命    由于水冷式真空泵程控吸尘设备的真空泵采用水密封和冷却,故处于无磨损状态下工作。如按8小时/天工作有效寿命可达7年,最长可达10年。
10、设备尺寸   3m×2.0m×2.8m
11、吸尘软管   最长为30米   
12、控制方式    plc程序控制
六、水冷式真空泵程控吸尘设备优势和特点:
1.真空度高、吸程高、抽吸范围大
影响吸力的主要原因是管网系统的阻力,设备采用了两台大型水冷真空泵的特殊串联方式,极限真空度可达100 kpa,最大真空度为93kpa ;最大吸程150米; 最大吸距1600米.较高真空可有效防止管路阻塞.增加吸口的数量. 综上所诉,水冷式真空泵程控吸尘设备与罗茨风机为负压源的负压吸尘器相比,水冷式真空泵程控吸尘设备才是火力发电厂锅炉车间粉尘治理的唯一新型设备,是高科技产品,是真正能解决锅炉车间粉尘污染的设备!
2.输送能力大:
最大输送能力25t/h(MJ型).    抽气量:40—60m3/min   输送距离 可达500米.     
3.工作方式
工作过程采用计算机程序控制,可连续工作.
4.排灰方式:自动排灰无人操作
在料罐上设有料位计,当灰满时,料位计给计算机一个信号,计算机控制旋转落料器,从而实现定量无人操作排灰。打开料罐下部的排灰电动阀的同时打开输灰管路的气体阀门,通过气力输灰、将料罐中的粉尘输送到指定位置,杜绝了二次污染。灰排完后计算机自动关闭阀门,同时吸尘主电机开始自动启动,泵运转开始吸尘工作。由于排灰时间较短(40秒)(吸尘设备冲灰管路图见 附件图)
排下的灰可采用水冲灰方式排灰。也可以通过设备自带的气力输灰装置将收集的粉尘送入渣仓中,还可送到车间外部的自设灰仓中。( 现在火力发电厂锅炉燃烧后的灰粉是采用全封闭方式收集.(1)锅炉的灰粉通过干、湿捞渣机送入锅炉车间旁边的渣仓中,渣仓高度为18米以上,为全封闭式.(2)烟道的粉尘通过静电除尘器捕捉后通过涡流发送罐用气力输灰系统将灰粉送入远处的灰仓中,灰仓高度为30米以上.故移动式吸尘车无法将收集后的粉尘排入上述装置内.吸尘车无牌照不能         驶离厂区到灰场排灰).
5 . 设备的核心件真空泵的使用寿命长,节能30%:
设备的核心件真空泵为我公司独家研制的现用于火箭抽真空系统中,该真空泵的转子与壳体间为非接触式,采用水膜进行密封和冷却,减小了转子和壳体的磨损度,增加了真空泵的使用寿命.泵体工作时不产生热量可`比罗茨风机节能30%。这是任何干式真空泵和罗茨风机都无法做到的.
6. 管网设计简单、管网的耗材极低:
影响吸尘管网系统的磨损和阻力主要取决于流量(流速),由于水冷式真空泵程控吸尘设备的流量与流速是按照火电厂大型机组吸尘管网的最佳流量(流速)的工况点选取的,故系统的阻力和磨损度很小。由于吸尘装置的真空压力高,管网可采用竖式结构布置方式,其特点为压力均衡、耗材少(为环型的1/3价格),安装维护方便。负压较低的罗茨风机的产品只能采用环式结构布置方式,使得耗材大、管网阻力大、在锅炉车间零米只能开2~3个吸尘口进行作业。
特别说明:目前多数设计院已将竖式吸尘管网分类定型为标准安装施工图纸.这将为招投标的前期预算打下基础。
环式管路布置图(下图)

竖式管路布置图(下图)



7. 水冷式真空泵程控吸尘设备的抽吸最大粒径:最大可达80mm吸头及管网不易堵塞.
8. 水冷式真空泵程控吸尘设备所需很小空间
真空吸尘设备总尺寸为3600mm×2000mm×2700mm。空间较小,可安装在锅炉车间的任何位置.
9.维护成本极低、无日常维护
水冷式真空泵程控吸尘设备只是定期更换布袋及三角传动带,定期按规定注油,其余不需要任何日常维护。
10. 压力自动调节、各吸口压力均衡
水冷式真空泵程控吸尘设备具有真空压力自动调节功能,以保正每个吸口的压力均衡.
11. 水冷式真空泵程控吸尘设备具有停机自动卸压功能,防止管网压力对真空泵体的冲击
无轮何种真空泵还是罗茨风机都存在吸尘系统在遇故障时突然停机和每天工作完成后的日常停机现象,由于此时管网存在较高负压.瞬间停机在管网真空压力的作用下都会造成对泵体的冲击使泵体反转. 水冷式真空泵程控吸尘设备具有停机自动卸压功能,在停机前先将管网系统的真空压力卸放掉,待全部压力释放完后系统才自动停机.
12. 水冷式真空泵程控吸尘设备可具有真空压力调节、故障诊断,排灰监控等功能,还留有DCS的接口.
13. 水冷式真空泵程控吸尘设备采用了多级净化方式,气体出口处粉尘为3mg/m3
水冷式真空泵程控吸尘设备采用了旋风、布袋、水浴等多级净化方式,使出口处的粉尘浓度仅为3mg/m3,远小于国家10mg/m3的排放标准.
14. 水冷式真空泵程控吸尘设备的布袋
水冷式真空泵程控吸尘设备的布袋采用了德国最新的玻璃纤维材料制做.更具有耐磨性和透气性.该布袋成本很低、容易更换.由于安装了德国的布袋测漏仪可对布袋的状态进行监控。
七.附图


                      真空负压吸尘设备

  技术性能        程控MK(MN)型真空吸尘器        某厂LXG-1型吸扑净化器
          某公司HV-875型
真空泵电机功率              75     KW          55     KW           75     KW
设备外型尺寸          2.5 m×1.9 m×2.m        6.4米×5.2米×8.6米 
        3 m×2 m×2.4m
最大抽气量         3 000    m3/ h         3680~51000  m3/ h         4000   m3/ h
最大真空度          - 98    KPa        - 2500pa          -54  KPa
额定收集量          24       t / h          6    t / h         10  t / h
采用的气源件及连接方式        大型水冷真空泵   2台串联        罗茨风机   单台        气体真空泵  单台
抽吸范围        直线水平1000米,吸程150米        水平200米,吸程34米        水平200米,吸程40米
同时开口数              6            2---- 3           2--- 3
抽吸最大粒径            < 80 mm(可抽石子煤)             <25 mm             <13 mm
排灰方式          程控气力输灰或,水冲灰          人工小车推灰        连拽带叉整体搬运方式
气体出口排放浓度          3 mg <10 mg        现场实测50 mg >10 mg        现场实测26 mg >10 mg
设备工作状态           全天侯连续运行        间歇运行,排灰停机        间歇运行排灰停机更长
能耗        泵体采用水冷可节能30%        罗茨风机产生高温能耗高        风冷却单极泵能耗较高
监控方式        计算机综合监控,布袋磨损监控             无             无
真空泵转子保护措施        自动泄压后停机,防对转子冲击             无             无
真空气源件使用寿命             >10年          <1年          <2年
气力输送最大距离            120米            无            无
气力输送最大高度            50米            无            无
管网形式及材料        竖式结构造价为环形的1/3采用
DN125mm壁厚>5mm有缝管        环型管网,采用DN163mm壁厚>8mm无缝管        环型管网采用DN163
mm壁厚>8mm无缝管
分支管配件        取消易漏气的快速接头和端盖        采用密封较差的快速接头        采用密封较差快速接头
运行与维护        运行稳定、维护量小维修成本低        不易操作、维量大        不易操作、维量大
型程控真空吸尘设备与采风机的同类产品性能比较
辽宁立天环保不断创新 再次获得国家发明专利

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  目前对新建电厂和大修后的电厂锅炉系统都要进行严密性试验。即给锅炉打压,锅炉打压就是做水压试验,水压试验又分常规水压试验和超压试验,一般是做常规水压试验,即打到工作压力,而超压试验压力是工作压力的1.25倍。

  一般新安装的锅炉和大修后锅炉受热面更换60%就要做超水压试验。目前国内外对打压后的水无任何抽出装置,使得打压后的压力水无法排出只好存于锅炉管内。600MW发电机组锅炉压力试验水容量就有600多吨,只能靠自然蒸发。当水中同时溶解有氧气和二氧化碳时,由于这两种腐蚀因素互相影响,会使金属管路腐蚀速度明显增加,腐蚀后果极为严重。不但影响锅炉的使用年限和寿命,同时还影响了新建电厂的建设周期。为了冬季防冻所才取的电加热保暖措施所耗电费仅600MW单台机组就要300多万元。
  
  
  

如有需要可电话免费咨询    010—87518742 转8013
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