除尘设备的发展(精选8篇)
随着各行业快速发展,对制冷设备的要求也越来越高,怎样才能在制冷设备行业中成为佼佼者?
在工业生产中,有些环节需要对产品进行冷却,或者有些生产或科学研究需要在低温环境下进行,制冷设备作为一种有效的制造低温环境的装置被人们所发明和使用,比如:工业冷水机,家庭冰箱等。
在家庭中普遍使用的冰箱就是制冷设备的一种,但是在工业中生产中所需要的制冷设备比我们常见的冰箱冰柜规模要更大,对于温度的控制要更加严格。工业制冷设备是由制冷剂和使用冷量的设备相结合的。物品在冷却和冻结的过程中要释放一些热量,制冷装置在工作过程中也会传入一定的热量。因此为了保证工业生产和科学研究所需要的低温环境,就必须要利用制冷剂连续不断地移除或者是吸收这些热量。而压缩机技术则是制冷系统的核心技术。国家发改委公布《农产品冷链物流发展规划》指出,要在未来五年扩建一千万吨冷库,这对制冷设备行业来说是一个极大的发展机遇。制冷设备企业想要抓住这个机遇实现大发展的话,必须在科技研发上面下功夫。目前主要采用的氟利昂制冷的技术,不仅运营成本高,对臭氧层的破坏也很大。而氨制冷的出现将可能解决这一问题,氨制冷将是今后制冷设备行业发展的一个趋势。我国制冷行业仍然主要存在三大不足。一是对引进的国外先进技术不能及时消化吸收。在工业领域中,我国制冷行业与国外接触算是比较早的。20世纪80年代中期,我国就开始引进国外先进技术,并建立了一些合资企业。但到目前,我国制冷行业的技术进步还远远不能满足其他行业发展的需要,特别是一些尖端技术及产品仍不能自主开发。改革开放以后,大量进口产品充斥国内市场,而国内产品由于没有及时进行技术更新和开发,原有产品的市场份额也逐渐被国外产品吞噬。二是制冷机行业整体素质有待提高。与国内其他行业一样,目前我国制冷机行业高级技工人才严重缺乏已成不争的事实。三是技术开发资金投入不足,人才流失严重,国产品牌默默无闻。我国制冷设备企业与发达国家相比,科研投入较低,检测手段也相对落后,影响了制冷技术水平的提高。从长远发展看,形成具有自主知识产权的核心技术和核心竞争力,我们才能真正实现由制冷行业制造大国向制造强国的迈进。
1. 马钢设备体系变革背景
马钢是我国钢铁行业第一家上市企业, 通过自我积累、滚动发展, 目前公司总资产规模超过800亿元, 具备1 600万t钢配套生产规模, 拥有世界先进的冷热轧薄板、镀锌板、彩涂板、高速线材、热轧H型钢和车轮轮箍生产线, 形成了独具特色的“板、型、线、轮”产品结构, 主体装备实现大型化和现代化, 70%的工艺装备生产线达到世界先进水平, 年销售收入超过700亿元。
多年的快速发展, 企业整体技术装备水平大幅提升, 产能规模迅速扩大, 为使企业的设备维护管理水平得到同步提高, 符合国际先进冶金企业的生产维护管理方式和工作流程, 使企业设备投入获得最大效益, 早在2003年酝酿“十五”结构调整之初, 公司设备管理者就开始考虑传统的设备管理体系与机制和先进的技术装备与生产规模之间不适应的矛盾, 希望寻找一套系统的先进的科学高效的设备管理体系, 以适应企业快速发展的管理需求。
设备管理的核心就是要提高对设备的驾驭能力, 最大限度地发挥好装备功效, 提升企业的竞争力。当年经对公司设备管理现状进行认真分析, 认为传统的设备综合管理侧重于概念, 可操作性不强, 办法不多, 效率不高, 较为粗放, 公司需要一种新的管理理念、组织、定位、流程, 需通过系统地建立与优化使公司的设备管理从概念走向操作, 从粗放走向精细, 从零散走向系统, 从随意走向科学。
2. 引进全面规范化设备管理体系
在对马钢设备管理现状进行系统分析研究的基础上, 2004年适时引进全面规范化生产维护 (TnPM) 管理体系, 借鉴成熟的理论基础及其成功推广的经验, 制定了马钢第一个6年 (2005~2010年) 《设备管理发展规划》, 以TnPM管理体系为指导, 创新管理理念, 再造管理流程。
马钢结合自身特点提出了设备运行与管理的16字工作方针, 即“运行有效、保障有力、系统优化、节能降耗”。把设备“安全、稳定、经济、柔性、长周期”“设备管理规范一切, 一切规范”“追求设备综合效率 (OEE) 最高”作为公司TnPM追求的目标, 认真贯彻执行, 形成了马钢自有的TnPM管理构架 (见图1) 。
在推进方法上坚持PDCA循环要求, 开展范围、层次广泛的TnPM管理理念培训和宣传工作, 编写TnPM知识问答, 为基层培训TnPM推进引导员和设备管理评价师。公司编制年度TnPM推进计划, 基层单位编制季度推进计划, 开展现场检查评比工作, 定期开展交流会, 整体推进重点突破。
按照规划既定目标, 经过5年的持续推进, TnPM管理工作取得了显著成效。TnPM全员规范化设备管理理念已经在职工中形成, 通过6S管理设备现场环境有了明显改观, 通过“六源”的治理, 使设备运行稳定性提高。编制和完善了设备四大作业标准, 建立专业点检队伍, 以点检定修为基本维修策略, 构筑了自主维修与协力维修体制, 建立起稳定的企业内部评价交流机制, 设备信息化建设稳步进行, 设备管理模式成功进行了优化与变革。
二、设备管理模式的优化与变革
马钢设备管理体系的发展变革, 已取得了显著的成效, 首先是设备管理理念上的创新与超越, 其次是管理模式上的优化与变革, 在推进过程中坚持跟踪与评价, 通过不断消除缺陷、提升性能、释放产能, 大力推行节能降耗, 促进设备管理向更高层次迈进。
1. 设备管理理念创新
科学的设备管理理念是模式创新的基础, 通过多年实践积累了宝贵的设备管理理念, 如“操作工是设备安全运行的第一责任者”、“设备可实现零故障”、“维修是生产力, 是对企业未来的投资”、“故障停机损失永远大于维修成本”、“设备的一生管理”、“设备综合效率”等。
2. 设备管理模式的优化与变革
在推广TnPM管理体系后, 马钢的设备管理模式主要在组织构架、管理重心、维修策略、维护体系、检修资源、备件管理、管理手段、人才培养等八个方面进行了优化调整和创新。
(1) 组织结构变革
(1) 以现场维护管理为平台, 依托点检作业长制, 实现流程的“扁平化”。设备维修重心在生产现场, 依托作业长制基层管理组织体系构架, 以“五制配套”的基层管理模式为发展方向, 按照“权力委让、重心下移、工序服从、横向协作、自我了断”要求, 设备管理流程实现了扁平化、高效率运行。实现工序服从、横向联系的点检定修作业短流程, 设备维修组织构架侧重于让基层独立完成一般性维修作业。
(2) 规范部门管理的职能定位, 强调部门的宏观管理。从六个主要方面对部门职能定位, 包括制度建设、管理创新、过程规范、系统平衡优化、指导评价、四新技术引入、培训交流, 努力营造一个良好的设备管理环境, 搭建好制度平台、信息平台、评价平台、服务平台和新技术推广平台。积极跟踪和引进新技术, 如率先引进“油气润滑技术”取得很好的经济效益和示范效益, 还有当前正积极推进的表面技术等。
(2) 设备管理重心调整
为了实现“设备安全、稳定、经济、柔性和长周期运行”的管理目标, 公司把握两个重心:一是对内以作业长制为基层管理模式, 推进标准化作业, 在设备现场开展“6S”和“6H”活动, 实现设备运行“零故障”, 运行过程“零容忍”目标;二对外培育专业化、社会化的高素质协力检修队伍。
(3) 维修策略调整
在维修策略上建立了点检定修为主, 预防维修、事后维修等多种检修模式并存的设备维修模式。确立点检定修六个100%的目标, 即点检到位率100%、点检有效率100%、点检准确率100%、项目完成率100%、时间准确率100%、质量优良率100%。在所有主线单位按全厂总人数的5%~8%配置专职点检人员。推进全员设备管理, 以生产线为单元, 签订《三方分工协议》, 界定生产方、设备方、检修方对设备的责任和维护分工, 强调“操作工是设备的主人”、“操作工是设备安全运行的第一责任者”, 将设备的基本维护工作落实到岗位工上。
按照各区域人员和设备配置状况, 区别推进协力维修工作。在马钢老区完成了设备系统检修资源整合, 2009年成立了检修公司, 协力维检区域进一步扩大, 并少量引进专业化外协力量进行补充。在马钢新区检修全协力, 通过明确三方分工责任, 规范协力检修行为。
(4) 构建立体维护体系、注重过程规范
构建了三级设备运行防护体系 (设备群检、专业点检、精密点检) , 通过三方分工协议制定, 将生产操作岗位“清扫、紧固、调整、润滑”八字方针落实在生产维护作业中。专业点检岗位承担设备维修保全责任, 根据“权力委让”的原则, 调整点检作业区或区域工程师的管理职能, 使其独立承担起设备一般性点检和检修作业的组织责任。精密诊断工作由公司设备管理职能部门负责组织安排, 并组织协调设备检修工作。落实了“全员、全系统、全效率”全员设备管理的思想, 对现场设备形成立体的、全面的维保网络。另外还在筹建马钢的设备研究所, 立足于从技术层面强化对设备运行的支撑, 并承担设备管理和技术的前瞻性研究工作。
按照“规范一切, 一切规范”的要求, 建立了设备“四大标准”;通过对检修实绩的分析建立了主线设备的检修模型, 优化设备检修周期;在修理费用管理方面, 以主要生产设施 (或作业线) 为基本核算单元, 以主要生产设施 (或作业线) 检修模型为基本核算依据, 以“目标值+预算制”为基本管理手段, 将修理费按照功用细分成“四值”进行管理, 初步形成各产线吨产品计划值费用体系;建立设备维修协力管理和设备星级评审制度。
(5) 检修资源优化与拓展
检修资源建设的指导思想是充分发挥内部检修队伍效能, 适当选择社会化的检修力量补充。首先是成功整合内部检修资源。以前马钢的检修力量全部分散在各个二级单位, 由于条块分割过细, 资源共享程度底、调配难度大, 效率低下, 造成人力资源的闲置和浪费。马钢分两步进行整合:第一步是取消散布在部分二级厂的小机修、小机加, 从这部分员工中择优培养专职点检员, 其他人员分流至新区建设;第二步集中公司的检修力量成立了马钢设备检修公司, 专门从事马钢内部设备日常检修, 分批置换外部检修协力, 有效盘活了内部检修资源, 压缩了检修外委。
其次是选择性引入外部检修队伍。本着“整体推进、重点突破、分步实施、逐步完善、双向选择、职责明确、规范透明、阳光操作、优胜劣汰、互惠共赢”的思路, 先后引进中冶宝钢、五冶、十七冶、二十冶、英格索兰等国内外有实力的检修供应商。
五年来马钢在检修资源优化与拓展过程中, 推动了自身机、动、修的发展, 形成机械制造、电气修造、自动化工程、设备检测与诊断、备件修复等非钢产业链。
(6) 备件管理
加强技术管理, 提高备件管理的保供能力。实行计划与采购分开, 突出备件运行分析, 备件实现信息化管理, 建立主要备件的消耗、储备、周转定额。按供应链管理思想, 与两级供方 (即战略供方、骨干供方) 构建备件核心供方体系, 积极推行协议制直供的备件供应模式, 建立互助双赢关系, 关键备件使用与供方的定期对话机制。大力推进表面处理技术, 提高备件长寿化。将各二级单位的备件仓库全部集中, 实行一级库存、一级管理, 依托信息化系统实现了信息与实物资源共享。
严格控制采购, 减少资金占用。大力推进备件国产化、自制化、本地化和备件修复工作;大力提高备件采购集中度, 提高内部检修承制比例。实现部分通用件零库存管理, 推行备件定期报废处理、事故件逐年摊销制度。
(7) 管理手段的系统化
组织成立专业部门, 负责设备信息化建设。经过几年的开发和完善, 目前全公司主要生产线全部实现MRO设备信息化管理, 设备信息化从广度和深度上基本上覆盖了整个设备系统, 并与公司ERP系统建立接口传递数据, 设备信息系统已实现的主要功能有:完整体现设备运行体系, 实现设备故障实时反映;完整体现定修运行体系, 实现检修全过程跟踪;实现备件采购全流程;支持一级库存管理, 实现一级库存信息共享、核算统一;整体系统集成, 实现维修费实时反映。
将设备诊断检测人员连同相应的装备划拨出来, 合资成立马钢华阳诊断技术有限公司, 专门负责对公司关键设备进行周期性精密点检和故障诊断。构筑起设备群检 (岗检) 、专检、精密点检三层防护体系, 落实了全员设备管理的思想, 对现场设备形成立体的、全面的维保网络。
(8) 注重人才培养, 打造高素质团队
多年来, 马钢坚持在基层员工中开展“6S”管理、“6H”治理, 形式上则不拘一格, 如OPL、OPS、可视化、样板推介会等, 为开展设备零故障管理提供了更好的方法和支撑, 自主管理是对全员管理的深化, 能够让经验共享, 知识流动, 同时提高了全员管理的效果。
每年开展技术创新、管理创新活动, 将设备管理中的热点、难点问题纳入项目管理。和战略供方建立研讨对话机制, 定期开展技术研讨, 借助供方力量, 对新设备、新技术应用提供支撑, 如备件长寿化技术、轧辊新技术、TRT发电技术等。
在岗位设置上, 马钢设立设备高级主管技术职务、工人首席技师职务, 推行技术津贴制度等, 调动了技术人员的工作积极性。
3. 坚持管理过程的跟踪与评价
管理评价是衡量管理效能, 发现问题, 促进改善的重要手段。根据当前现状, 修订了马钢设备星级评价标准, 由原来的主观评价, 转变为量化评价, 对各单位进行滚动评价, 并开展每周点评, 月通报、季授牌和年奖励等管理工作。选择“TnPM”活动的骨干人员组织专题培训, 形成公司和各单位推进“TnPM”系统工程的核心力量, 并以此为基础, 构建公司设备星级管理的评价师队伍, 建立和健全“TnPM”推进工作的长效机制。设备评价标准形成体系 (见图2) 。
摘要:介绍马鞍山钢铁股份有限公司通过设备管理模式的优化与变革, 创新设备管理, 使设备运行指标和经济性指标得到了大幅提升。
关键词:连续混炼;转子构型
1、 概述
随着橡塑工业及其他高分子材料加工行业的迅速发展,对各种高分子加工设备的要求也随之提高。目前工厂主要使用的混炼设备是间歇式密炼机,但由于一定因素的影响间歇混炼所得到的混炼胶质量不均匀,性能差异较大。所以,人们开始考虑其他的混炼方法和设备。连续混炼技术和设备开始出现了,连续混炼机的自动化程度较高,能够充分利用混炼能力,提高生产率,并有利于生产能力和制品质量的提高,同时省去了上、下辅机,从而简化了生产设备,降低了设备投资[1]。
现在国内外对连续混炼的研究取得了很多成果,下面是一些典型的连续混炼设备的简介。
1.1单螺杆挤出机
1873年Phoenix Gummiwrk AG研制出了第一台用于聚合物加工的单螺杆挤出机。单螺杆挤出机主要有传动、加料、加热、挤压、排气、冷却和控制等部分组成(图1)。单螺杆挤出机具有结构简单、易于制造、成本低等优点,因而它是聚合物共混设备中应用最早、使用比较广泛的设备之一[2]。但是单螺杆挤出机的混炼效果较差。为了提高常规单螺杆挤出机的混炼效果,人们又开发出了一些新型的螺杆结构[3~5],如屏障型螺杆、销钉型螺杆、波状螺杆元件、HM多角型螺杆元件以及分布螺杆等新型混炼元件。这些新型混炼元件(图2)的应用使得单螺杆挤出机的混炼效果有很大的提高,而且通过改变螺杆元件和混炼元件的种类、数目和组合顺序,可得到各种特性的新型螺杆,以适应不同物料、不同工艺、不同制品的要求[6]。单螺杆挤出机多适于加工粒料、对于粉料的、形状不规则的、分子量高或粘度大以及湿度大的悬浮物料或乳剂料都难以加工。
1.2 行星齿轮挤出机
主要用于PVC加工、造粒及为压延机喂料这种机型的塑化效率高,混合性能好,可单阶使用,也可组成二阶挤出机组。但是行星齿轮挤出机的加工较为复杂。
1.3 Buss Kneader
Buss Kneader结构上类似于单螺杆挤出机,但它的螺杆结构和混炼机理与单螺杆挤出机有所不同[7]。Buss Kneader的纵向混合好,温控精度高,物料在机筒内的停留时间分布窄,可以加工高粘度的物料,也适合易降解物料的混炼。Buss Kneader一般是双阶式,第一阶是Buss Kneader ,第二阶是单螺杆挤出机,前者用于混炼,后者用于稳压、建压、最后挤出造粒。
1.4 传递式连续混炼机
这种连续混炼机的结构特点是在机筒内壁设有与螺杆相适应的、不断变化的螺纹槽。当螺杆螺纹槽的容量逐渐减少时,机筒螺纹槽则相应地逐渐增大,相反,当螺杆螺纹槽逐渐增大时,机筒螺纹槽就逐渐减小,如此不断循环变化,形成若干个剪切区,将胶料从螺杆与机筒的螺纹中往返传递,使胶料在螺杆与机筒之间形成若干薄层状态,而获得充分混炼(见图3)[8、9]。
这种设备的优点是生产效率较高,能自行清洁,而且在混炼段的机筒可以打开,便于检修。但它不适合填充量高的胶料。
1.5双螺杆挤出机
最早用于聚合物加工的双螺杆挤出机是在20世纪30年代出现的。现代双螺杆挤出机是在20世纪60年代初发展起来的。双螺杆挤出机作为连续混炼机,可以用于聚合物的共混改性、填充改性和增强改性。随着人们对双螺杆挤出机的不断研究,出现了很多种的双螺杆挤出机,如非啮合异向双螺杆挤出机(主要用于混合、脱挥、脱水、废旧塑料回收和反应挤出)、啮合异向双螺杆挤出机(主要用于PVC的挤出造粒和成型)、啮合同向双螺杆挤出机等。其中啮合同向双螺杆挤出机在聚合物改性方面,以其优异的混合性能和灵活多变的积木式结构,得到越来越广泛的应用,啮合同向双螺杆挤出机可以说是目前最成功的连续混炼机之一。
同向双螺杆挤出技术开始于19世纪60年代[10],第一台用于塑料成型的啮合同向双螺杆挤出机,是在20世纪30年代由意大利Lavorazione Materie Plastiche(LMP)公司的Roberto Colombo研制的[11]。此后,同向双螺杆挤出机在结构和功能上不断提高,并且逐渐应用到连续混炼过程中,随后,啮合同向双螺杆挤出机更多应用于连续混炼加工中。啮合同向双螺杆挤出机具有转速高、输送能力强、计量加料性能优异、混炼塑化效果好、排气性能良好和自洁性强以及灵活多变的螺杆组合等优点,可以适应不同的配方要求和加工工艺条件,因而在塑料工业中得到很广泛的应用。
1.6 FCM(LCM)
FCM(Farrel Continuous Mixer)是Farrel公司最早研制的连续混炼(造粒)机,它克服了密炼机间歇操作的缺点,且保留了密炼机优异的混炼特性。它是一种双转子相对旋转装置,密炼机的一端装有加料斗,原材料通过该加料斗进入密炼机,其对应端上装有一个卸料门,混炼好的胶料通过该卸料门排出[12](图4)。FCM具有优异的混炼性能,特别适合于高填充物的分散混合,生产效率高,而且为了适应不同的混炼目的,Farrel公司还配备了不同构型的转子(图5)。FCM可以混炼剪切率和温度高的物料,也可以混炼低剪切率和对温度更为敏感的物料。这种密炼机原为胶料的连续混炼而设计,现多用于塑料行业。
LCM(Long Continuous Mixer)是意大利Pomini公司在FCM的基础上改进而成的,它的转子加长,有两个混炼段,两个加料口(图6)。A段为非啮合双螺杆段,主要是物料的输送段;B段为类密炼机转子段,用于组分的分散合物料的预热;C段为双螺杆段,对应第二加料口,某些添加剂由这一加料口加入,D段为类密炼机转子段,此段物料熔融、混合。
FCM(LCM)具有较强的混炼能力,而且由于它们自身配有多种转子构型,因此,它们适于不同的物料合工艺条件。但是FCM(LCM)也存在着自洁性差、不易清理,转子段的温度不易控制等问题,而且他们都不适于加工流动性差的物料。
MVX(图7)包括一台装有两个三角形相对旋转转子的密炼机,该密炼机与一台挤出机紧密配置,使混炼和挤出可同时进行[6]。尽管这种密炼机当初是为塑料工业而设计,但后来发现其更适合橡胶工业。当物料进入混炼室后,将成为六个滚动堆积胶团,滚动堆积胶团由挡胶板挡住,以防未混炼物料短循环。生产率与挤出速度有关。挤出机机头端部可以安装胶条输送装置或造粒装置。这种MVX连续混炼挤出机适合加工一些特殊橡胶或预混粉料。
1.8连续混炼机
这种连续混炼机(如图8)是由ИМΦедοткин和BAИзвеков发明的[13],主要是由一对转子和一个螺杆组成,螺杆上有一个隔胶块,这个隔胶块把螺杆分为两段,一段起到输送物料进转子和预混合的作用,另一端用于输送混炼好的物料到机头以及补充混炼。物料由一端的加料口加入,由螺杆输送到转子中,物料在转子中混炼一段时间后,物料又被送入螺杆的另一段,然后被送入机头排出。这种连续混炼机只适合流动性较好的物料的混炼挤出。
另外,现在新发明的连续混炼设备还有很多[14~15],这系列的连续混炼机一般都是适合流动性比较好的物料以及粒状物料的加工。
2、连续混炼机的发展
人们对橡胶的连续混炼已进行了多年的研究。由于橡胶的粉末化、粒状化技术问题以及成本问题,至今连续混炼设备的应用一直受到很大的约束。但是随着流动性好的原材料以及新型的连续加工设备的采用,连续混炼必将开辟混炼工艺的新领域,连续混炼设备必将成为未来炼胶设备的主要发展方向之一。对于连续混炼设备的研究,一方面将继续放在粉末化、造粒技术上;另一方面是考虑研制适合现有大块物料或高粘度的物料的连续混炼设备或部分连续混炼设备,这都将开辟新的混炼领域。现在我国在连续混炼方面落后于发达国家,需要我国密炼机生产厂家加紧对连续混炼技术方面的开发和研究。
参考文献:
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[12]James T Matsuoka,US3723039(1973)
[13]James T Matsuoka,US3829067(1974)
[14]王多勇,张殿松等,中华人民共和国国家知识产权局,012474487(2002)
设备管理发展到这个阶段,细心的读者自然也发现一个问题,那就是不管BM,到PvM再到PM,始终都是围绕着设备专业维修人员和团队展开的。生产现场的另外一支关键力量和资源,也就是操作运行人员,在进行设备管理体系设计时,并没有进行考虑和过多的关注,这一方面造成资源的浪费,一方面也在生产与维修人员矛盾的怪圈中徘徊而没有突破。
日本人在借鉴通用的生产维护体系时,敏锐地注意到这一点,并开始提出操作运行人员的自主维护模式,从而形成自主维护+专业维修的生产维护体系,就像鸟儿的两个翅膀。从此,设备管理体系跨入了一个全新的阶段。全员参与的自主维护体系(TPM)开始由日本传向全球。
下面简要介绍几种近些年在氧化沟处理工艺中采用的曝气设备及其进展。
1. 曝气转盘
Orbal氧化沟是氧化沟类型中的重要形式,在中高浓度的城市污水处理厂中具有相当明显的技术经济优势。曝气转盘是用于Orbal氧化沟的专用曝气装置,它起着充氧、混合、推动水流作循环流动和防止活性污泥沉淀等作用。在我国,曝气转盘主要是由聚乙烯或抗腐蚀性玻璃钢压铸成型,转盘表面设有规则排列的楔形凸出物,以增强推动混合和充氧效率,盘上开有许多不穿透小孔(称为曝气孔),使空气分散到液体中以达到充氧的目的。
曝气转盘的充氧能力可通过下面四种方式来调节:
(1)通过调节出水堰的高低来改变转盘的浸没深度;
(2)改变转盘电机的转速(通常采用两级变速);
(3)增加或减少转盘的盘数;
(4)改变转盘的旋转方向。
近年我国天津国水设备工程公司与美国Envirex公司合作,引进美国先进的曝气转盘生产模具,在国内独家制造出材料为高强轻质塑料的新型曝气转盘,其主要技术参数为:
曝气转盘直径:1400mm;
适用转速:43~55r/min;
适用浸没水深:400~530mm;
单盘标准清水充氧能力及动力效率见表1~2所示:
表1 浸没水深为530mm时的性能指标(P=101.325kPa,T=20°C)
项目
转速(r/min)
单盘充氧能力(kgO2/h)
动力效率(kgO2/kW×h)
43
0.75
2.13
46
0.85
2.04
49
0.94
1.97
52
1.04
1.91
55
1.13
1.86
表2 浸没水深为480mm时的性能指标(P=101.325kPa,T=20°C)
项目
转速(r/min)
单盘充氧能力(kgO2/h)
动力效率(kgO2/kW×h)
43
0.68
1.94
46
0.77
1.86
49
0.86
1.79
52
0.95
1.74
55
1.03
1.69
实际污水处理工程中,曝气转盘性能的好坏和效率的高低,直接影响到Orbal氧化沟的处理效果、动力消耗、建设投资和运转费用。与同类曝气设备相比,曝气转盘具有工作水深大、充氧能力大、充氧效率高、混合能力强以及结构简单、组装灵活、使用寿命长、安装维修方便等特点。
2.曝气转刷
曝气转刷主要有Kessener转刷、笼型转刷和Mammoth转刷三种,其它产品均是这三种的派生型,一般用于Pasveer氧化沟中。 Kessener转刷和笼型转刷这两种曝气转刷,氧化沟设计有效水深一般在1.5m以下。Mammoth转刷是为增加单位长度的推动力和充氧能力而开发的,叶片通过彼此连接直接紧箍在水平轴上,沿圆周均布成一组,每组叶片之间有间隔,叶片沿轴长呈螺旋状分布,在旋转过程中叶片顺序进入水中,以保证运行的稳定性并可减少噪声。轴为中空钢管,转刷直径可达1.0m,转速为70~80r/min,浸没深度为0.3m,目前最大有效长度可达9.0m,充氧能力可达8.0kgO2/(m×h),动力效率一般在1.5~2.5kgO2/kW×h之间,氧化沟设计有效水深为3.0~3.5m。常见的曝气转刷叶片由镀锌钢板、不锈钢板、玻璃钢等材料做成,形状也多种多样,有矩形、三角形、T型、W型、齿型、穿孔叶片等。主轴一般为热扎无缝钢管和不锈钢管。
我国近年来引进国外技术,具备了生产制造曝气转刷的能力,其转刷叶片主要由镀锌钢板做成,形状常采用矩形,各项性能指标基本达到了国际水平。
表3中是摘录文献的部分曝气转刷的特性。
表3 曝气转刷的特性
国家
丹麦
德国
我国
直径(mm)
860
1000
1000
转速(r/min)
78
72
72
浸深(m)
0.12~0.28
0.30
0.30
充氧能力(kgO2/m×h)
3.0~7.0
8.3
7.8~8.3
动力效率(kgO2/kW×h)
1.6~1.9
1.98
―
转刷有效长度(m)
2.0,3.0,4.0
3.0,4.5,6.0,7.5,9.0
3.0,4.5,6.0,7.5,9.0
氧化沟设计水深(m)
1.0~3.5
2.0~4.0
3.0~3.5
为了取得更大的除磷脱氮效果,则需要一个较大的反应池,在其中完成硝化和反硝化过程。由于土地的限制,使得反应池的水深达到了8m,以往这个水深,常采用微孔曝气设备,但现在也可以使用曝气转刷。曝气转刷的循环性能可达到水深3.5m,可以满足不产生沉积的操作要求,在水深大于3.5m时可附加潜水搅拌器,则工作水深达到8m是没有任何问题的。当使用这种潜水搅拌器,除了供连续运转外,在长期或短期间高含氧量交替缺氧期间可作间歇性运转,使反应池中的污水保持一定的流速,避免沉积。
3. 立式表面曝气机
立式表面曝气机是专为Carrousel氧化沟设计的,一般每条沟安装一台,置于反应池的一端。它的提升能力强,允许有较大的沟深(4~5m),适用于大流量的污水处理厂,应用较为广泛。它的充氧能力随叶轮直径变化较大,动力效率一般为1.8~2.3kgO2/kW×h。
立式表面曝气机有固定式和浮筒式两种,其中浮筒式整机安装在浮筒上,用钢绳固定于水中,用防水电缆与之连接,它可根据需要在一定范围内移动;而固定式立式曝气机的规格品种最多,目前在我国是以泵型(E型)及倒伞型叶轮为主。泵型叶轮曝气机是我国自行研制的高效表面曝气机,叶轮直径在0.4~2.0m之间,叶轮的充氧方式以水跃为主,液面更新为辅。倒伞型叶轮曝气机的叶轮直径一般在0.5~2.5m,国内最大的倒伞型叶轮直径为3m,
由于其叶轮直径较泵型的大,故其转速较慢,约为30~60r/min,动力效率为2.13~2.44 kgO2/kW×h,在最佳时可达2.51kgO2/kW×h。倒伞型叶轮曝气机的充氧方式是以液面更新为主,水跃及负压吸氧为辅,目前广泛应用的Carrousel氧化沟就多是采用这种曝气机。
4. 抽吸式曝气机
抽吸式曝气机通常是倾斜安装在反应池中,是一种叶轮抽吸式曝气搅拌机。
抽吸式曝气机的工作原理是:空气被吸入水面以下并且被高速旋转的叶轮搅碎,中空的螺旋桨驱动轴顶端连接着电机轴,其底端与螺旋桨和扩散器连在一起。驱动轴上部有孔洞,空气通过它得以进入水下。螺旋桨在水下高速旋转形成负压并产生液体流,在压力差的作用下,空气通过空心驱动轴进入水中。螺旋桨形成的水平流将空气转化成细微、均匀的气泡,其平均直径2mm,达到美国环保组织为优秀的空气扩散器制定的2.2mm的标准。在与水的接触中,氧气被水和水生生物吸收。这些气泡扩散得较远,从而与水接触得时间很长,氧利用率非常高。曝气机的氧气扩散区和混合区的范围随机器型号而变化,将多台曝气组合安装在反应池中,可使氧气在整个反应池中混合并扩散。
工作时曝气机的入水角度可以在30°~90°之间调节,通常以45°放置,但有些时候为达至最好的效果,必须根据具体情况调节安装角度。曝气机可以提出水面直接维修。
将曝气机的影响区域互相连接,使水的混合效果与氧气传递速率达至最大,这是在反应池中形成水流联动的基础。水流联动是若干台曝气机经过合理的布置形成循环流,使池中的平均流速与总功率的比值达到最大值。极大的流速使氧气得到迅速扩散,并产生充分的混合效果,加快生物反应。
由于曝气机安装上的灵活性,它在任何形状的反应池中几乎都能良好地工作。在环行池、氧化沟、调节池、有水位波动的池子、浅池、矩形池或方形池中,都可以因地制宜,找到合适的安装和布置形式。
5. 微孔曝气板
由日本研制开发的微孔曝气板是采用聚氨酯薄膜,并能发生出目前认为很难实现的直径1mm超微泡的高效率曝气设备。该微孔曝气板是在PVC制基板上,紧绷开有微孔的特殊聚氨酯薄膜以保持气密,并用不锈钢制槽钢及框架来加固。标准件的尺寸为1.2m′3.6m、重量105kg,3~4人即可搬运及安装一张曝气板。该特殊聚氨酯薄膜厚约1mm,弹性极大且耐久性卓越。同时,该特殊聚氨酯薄膜的表面光滑,具有很难附着生物膜,即使万一附着上生物膜时,也极易剥离的特征。因此,它是适用于曝气的优秀材料。
表4 中列出了微孔曝气板的主要规格和性能参数。
表4 微孔曝气板的主要规格和性能参数
外观尺寸
1.2m′3.6m
标准通气量
35~33m3/h
有效发泡面积
4.3m2
主材质
基板
PVC
重量
105kg
薄膜
特殊聚氨酯
通气量范围
0~80m3/h
框架
SUS304
以下介绍微孔曝气板的主要性能。
(1)氧气转移效率
氧气向水中的转移(溶解)是气层与液层之间的物质转移现象,气液的接触面积越大,即气泡的表面积越大,则会提高氧气的转移效率。以同样的空气量进行曝气,气泡直径越小则其整体的表面积越大,效果也越好。同时,气泡直径越小其上升速度越慢,气液的接触时间越长,据此也可得到极高的氧气转移效率。
为了产出微泡而缩小曝气孔径,各曝气设备厂家之间展开了激烈的开发竞争,但气管细小而复杂以及空气中的粉尘等往往是很易堵塞曝气孔眼。而采用聚氨酯薄膜的微孔曝气板,很好地解决了曝气孔眼的堵塞问题,在不使用高档除尘装置的情况下也可以产出微小气泡,得到极高的氧气转移效率。
(2)所需动力及电费
微孔曝气板的氧气转移效率极高,故可减少送气量。但因其气泡直径约为1mm,虽然压损将比以往的曝气头有所增加,但是,从整体的所需动力来看,还是比以往的曝气头少,可以降低电费。
另外,若将现有的反应池的曝气装置改变成微孔曝气板时,根据风量削减效果试验得出,继续使用现有得鼓风系统是能够获得同等电力削减效果的。
表5中列出了微孔曝气板与以往曝气头和陶瓷制曝气板动力及电费消耗的对比情况。
表5 所需动力、电费的对比(污水处理量25万m3/d)
以往曝气头
陶瓷制曝气板
微孔曝气板
氧气转移效率(污水)(%)
6
15
24
所需空气量(m3/min)
1,018
407
254
每张曝气板通气量(L/min)
70
35
1,000
压损(mmAq)
150
300
800
所需动力(kWh)
1,016
420
289
年耗电量(kWh/a)
8,900,000
3,680,000
2,530,000
差距(kWh/a)
6,370,000
1,150,000
0
(3)曝气方法
微孔曝气板曝气时薄膜会鼓起并扩张薄膜的微孔,据此通气来开始曝气。曝气停止时,微孔闭缩且薄膜呈紧绷在基板状态以阻止污水浸入内部,造成孔眼的堵塞问题。因此,也不需要以往微孔曝气头所需的1m高性能空气滤清器。
(4)维修保养
微孔曝气板很难从内部发生堵塞孔眼问题或在薄膜表面附着生物膜,即使附着后也极容易剥离,故不需要特殊的维修保养。万一附着粘泥或因尘土等放生堵塞孔眼而导致压损上升时,可利用薄膜的高弹性通过停止曝气后再开始曝气的简单操作就可以使孔眼恢复原状并开始正常运转。
(5)耐久性
用于微孔曝气板的薄膜与以往的橡胶不同,是不添加增塑剂的特殊聚氨酯薄膜,不仅柔软且极有弹性。因不含增塑剂,故长期使用也不会发生因增塑剂脱离而引起的薄膜老化现象。这种卓越的耐久性,已有以上的使用业绩得以证实。
综合归纳,微孔曝气板的主要特征是:
① 曝气效率高,可以大幅度地减少耗电量(电费降至一半以下),并在转为除磷脱氮工艺时,可以利用现有的鼓风系统提供所需的氧气量;
② 不会发生堵塞现象,随时可以停止曝气作业,容易进行维护和管理;
③ 使用寿命长,目前已有10年以上的运转业绩;
④ 安装工作简单。
作为氧化沟工艺的曝气设备,常采用机械曝气设备,此时机械曝气设备是起充氧和推流的作用,在实际运转操作中很难分别独立控制充氧量和流速。尤其是对除磷脱氮要求高时,需要反应池中保持一定容积的厌氧段,但机械曝气设备为防止活性污泥的沉淀而需要一定的流速,这样往往容易引起充氧过量,特别是在降雨天等进水溶解氧较高时,该状态更加显著,从而不能得到理想的除磷脱氮效果。与此相比,微孔曝气板和螺旋桨式搅拌机组合方式是两个完全独立的设备进行充氧及搅拌,因此可分别控制流速及溶解氧,并能够高效简单地运行操作。另外,位于寒冷地区的处理厂若采用机械曝气设备,则直接将低温空气作为充氧气体使用,会导致水温降低。而微孔曝气板和螺旋桨式搅拌机组合方式是利用空压机排出的压缩空气进行充氧,它具有隔热压缩的加热效果,可防止水温降低,保证处理工艺在冬季也能够稳定进行运转。
总之,微孔曝气板目前已在欧美50多项工程中得到应用,其性能博得到高度的评价。
摘要:经济社会的发展使得经济效益和社会效益成为了企业发展的根本目标,这些都是企业发展时期需要注重的问题,也是提升电气设备的稳定性、降低生产成本的重要措施,能够为企业创造出更多的经济利益,这就需要对设备进行定期检测和维修,针对这一点,本文分析了电气设备的现状、维修制度和状态维修的相关问题。
关键词:电气设备;状态维修;现状;发展
Electrical equipment repair technology status and development
Abstract:
the economic and social development the economic benefit and social benefit as the fundamental enterprise development goals, these are the enterprise development period the issue that needs an attention, but also enhance the electrical equipment stability, low cost of production, for enterprises to create more economic benefits, it is necessary to regularly test and equipment repair, in view of this, this paper analyzes the present situation of electrical equipment, repair system and state repair related issues.Key words:
electrical equipment repair;present situation;development status;
1电气设备的“健康”状况存在差异
首先是设备的先天条件不一样,进口设备和国产设备的技术状况不一样;同样是国产设备,不同厂商因技术与管理水平不一样,使其产品质量也不一样;即使是同一厂商,因技术、管理上的差异,其产品质量不同;不同时期、不同批次的产品,其质量也会不一样。因此应当承认设备投运的初始状态是千差万别的。
其次,设备的使用环境不一样,不同的环境将对设备运行状况产生不同的影响,这种环境主要有两种:一是设备所处的外部自然环境不一样,尤其是供电设备,大部分暴露在室外自然环境中,因温度、湿度、污染、紫外线、日照等有较大差异,对设备的影响有较大不同;二是设备在电力系统的位置不同,所承受系统运行电压、短路电流和热稳定时间等不尽相同,尤其是故障时系统短路容量差异较大。
2电气设备的维修制度
2.1定期维修的弊端
由于电气设备的初始状况和现场设备的运行状况有很大差异,即现场设备的“健康”状况好坏相差甚大,而定期维修制度几乎无视这些状况的差异,而采用统一的、一刀切的定期维修方式,其最主要的表现在维修结果上,要么维修过剩,要么维修不足。工程的实际情况大多是出现维修过剩,经常出现“小病大治”、“无病亦治”的盲目维修的现象,这种维修过剩的结果,必将出现如下维修的弊端:
2.1.1一些状态良好的设备,因盲目维修而出现故障或潜在故障,维修达不到恢复设备原有的可靠性的作用,而是增加了设备的故障隐患和故障率。
2.1.2降低了设备的可用性,许多维修迫使设备停机。中断对用户的不间断供电,这是增加停机维修的次数的必然结果。而提高供电可靠性是供电企业非常重要的基本考核指标。目前,定期维修是电气设备停运的主要原因,往往占全部停运时间的60%以上。
2.1.3增大设备运行管理成本,使企业在市场和发展竞争中不堪重负。电气设备的大修费用是企业管理中主要的支出费用,该费用在电力企业经济活动中所占比例不小,这就直接影响了企业的经济效益。因此要提高企业的经济效益也必须对企业设备现行所执行的定期维修制度进行改革,以经济效益的观点和要求来指导维修策略的分析选择。
2.2状态维修完全替代定期维修的可能性
首先,电气设备的大小、结构、用材、功能各不相同,出现缺陷的原因和规律也不相同。另外在工作时所受的电、热、机械、环境各不相同,呈现的损耗规律不会相同。如密封橡胶垫呈现自然老化的规律,而变压器的绝缘缺陷形成有时间因素也有其他因素。
其次,各个设备在电力系统中的地位和影响不同,每个设备中部件对设备功能的影响也不相同。能否或有没有必要对所有设备进行状态监测、故障诊断、状态维修呢?即能否用状态维修完全替代定期维修呢?事实上,对所有设备及其部件进行状态监测和状态诊断在技术上有困难,而且对所有设备及其部件进行状态监测在费用上难以承受。所以,未来的状态维修不可能完全代替定期维修,而是状态维修和定期维修共同存在的局面。
3电气设备的状态检测技术
电气设备状态监测为设备的故障诊断和性能评估提供了依据。因此有必要对他们的运行状态进行监测,及时了解和掌握设备的状况,以确保整个电力系统的安全、稳定运行。状态监测是指通过各种测量、检测和分析方法,结合系统运行的历史和现状,对设备的运行状态进行评估,以便了解和掌握设备的运行状况,并且对设备状态进行显示和记录,对异常情况进行处理,并为设备的故障分析诊断、性能评估提供基础数据。下面以变压器为例,分析状态监测的方法及作用。
变压器的状态监测方法主要有:变压器油气色谱分析、局部放电、绝缘监测等。
3.1变压器油气色谱分析
变压器运行时,变压器油中的固体有机绝缘材料在运行电压的作用下,会因电、热、局部电弧等多种因素作用逐渐变质,裂解出包括H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等在内的多种气体。变压器油气色谱分析法主要是通过监测和分析变压器油中气体的组分、浓度及产生速率,进而判断变压器内部是否存在过热性故障(导电回路、铁心多点接地引起过热等)和放电性(局部放电和电弧放电等)故障等。由于这种方法具有实时性和连续性的特点,能及时发现被监测设备存在的故障,被公认为是检测变压器(包括本体、套管)缺陷最直接、准确的方法,一直受到人们的重视。
3.2变压器局部放电监测
局部放电既是设备绝缘老化的先兆,也是造成绝缘老化并最终发生绝缘击穿的一个重要原因。很多故障都可以从局部放电量和放电模式的变化中反映出来。变压器局部放电过程中伴随着电脉冲、电磁辐射、超声波等现象,可能引起变压器局部过热及产生特征油气。常用的声学检测法是将几个高频声学传感器附在变压器箱的外部,这些传感器对局部放电或电弧放电产生的暂态声音信号非常敏感,能够检测出放电信号和放电部位。局部放电检测的其它方法还有光学检测、化学检测、电气测量等。
3.3变压器绝缘状态监测
变压器绝缘状态监测是保证变压器可靠运行的手段之一,变压器绝缘的老化、失效是一个缓慢发展的潜伏性故障。变压器绝缘状态监测主要有外壳接地线电流监测和高、低压套管接地引下线电流监测以及铁心接地线电流监测等。电容套管监测是为了检测套管的正常运行电容电流、电容量的变化和介损的变化;外绝缘泄漏电流监测是为了监测变压器套管外绝缘的积污程度,并通过纵向、横向的比较进行判断;铁心接地在线监测装置能及时监视主变压器铁心接地的情况。
4结论
近年来我国电气设备制造引进不少国外先进的技术、装备和管理,尤其是21世纪以后,新技术、新材料的使用,使得电气系统的装备水平得到较大的改善。因此,电气设备的维修制度和维修方法也要随着形势适当的进行调整,才能提升电气设备的稳定性、降低生产成本,为企业创造出更多的经济利益。
参考文献:
1 我国亚麻纺织工艺的意识背景
在20世纪80年代中期, 随着改革开放的伟大政策的提出, 我国的经济建设进入了高速发展时期, 经济的高速发展, 和社会的稳定进步, 促使着我国各行各业都得到了一定程度上的发展, 而在我国的纺织工业领域, 也取得了翻天覆地的巨大成就。在这一改革过程中, 我国的亚麻纺织工业终于告别了由哈尔滨的一家亚麻纺织厂持续独立生产30年的状况, 建设其了由黑龙江作为生产基地, 开始了对亚麻纺织工业进行大范围的工程项目建设的新局面。
就当时我国的国情状况而言, 我国处于是东欧的一些国家的债权国的地位, 但是同时又是西欧一些国家的债务国, 这种局面就造成了我国不仅对西欧的出口存在着贸易逆差, 对东欧的出口又存在着贸易顺差的局面。致使我国在很长的一段历史时期中都对东欧等国家以及苏联实行政策的优惠, 在进口产品中让利颇多, 按照进口东欧的或者是苏联的产品时国家实行政策补贴50%, 这样算来, 当时进口亚麻纺织设备每台只需要人民币10万元。
而我国当时的经济状况是, 改革开放的序幕才刚开始拉起, 在改革开放的伟大政策中, 按照相关的规定, 投资额达到了300万或者以上的项目都需要经过国际的严格审批才能够得到开展。而根据当时的物价水平和经济发展状况而言, 要新建一个颇具规模的亚麻纺织厂, 即使是在实行了东欧及苏联等国家的进口设备优惠政策的条件下, 要想投资一家亚麻纺织厂, 其资金的投入也在3000万以上了。所以很多单位为了使审批能够顺利通过, 尽快赚回成本和投资的报酬, 想了很多办法来使预算能够得到减少, 在这一过程中, 主要是想压低工艺生产设备的投资额。
当时所呈现出的技术条件为:我国的纤维使用亚麻进行种植的时间不足百年, 其纺纱的历史兴起较短, 而我国亚麻原料上所表现出的原料性质、加工技术、产品生产方向等都和其他国家的亚麻体系有着极大的差异性。不仅是原料的质量差, 其成品绝大多数都是依赖于进口。所以, 在产品结构上进行发展的过程中, 必须要将纯麻产品作为主体发展方向。而一些技术难度并不高的涤麻混纺类产品, 则无法直接列入到相应的主体之中。如此一来, 通过低档层次的产品来生产出高质量的纯麻产品, 又不需要大量的进口设备和产品, 便成为了我国在麻纺工艺生产线构建过程中所必须要加以考虑的关键。
这条具有中国特点的麻纺生产线充分体现了利用国家优惠政策, 尽可能选用原苏联和东欧设备, 好钢用在刀刃上, 即把资金重点投在法国N.S.C针精再设备上, 为用低档原料生产纯麻产品奠定技术基础的总体构想。近十年的生产实践证明, 这条生产线基本上达到了设计要求, 并收到了预期效果。
2 具体工艺设备选型中的不足与失误
综上所述, 在贯彻上述总体构想的同时, 我们在具体工艺设备选型中却存在着一些失误和不足。我国的亚麻纺织史虽然较短, 但是对工艺技术和工艺设备的革新和思变却始终是比较活跃的, 国际同行业的技术变革和新的信息也在经常地影响着我国麻纺工程技术人员的思维。20世纪80年代初出现的所谓“彻底革命”和“半截子革命”就是一个例子。
所谓“彻底革命”指的是主张采用纺前脱胶的生产工艺。即在原料阶段将亚麻纤维脱胶漂白, 然后用脱胶漂白后的亚麻纤维采用类似于绢纺生产线的工艺路线生产亚麻纱。所谓“半截子革命”指的是在纺纱工艺进行中的粗纱阶段对粗纱纤维进行脱胶漂白, 然后用漂白粗纱生产亚麻纱。
随着国际同行业对上述两条工艺路线的确认和我国同行业的实践, “半截子革命”工艺路线得到了确立。而主张“彻底革命”的人们也将自己的思维变成了现实, 组建了吉林大华亚麻纺前脱胶生产线。该生产线经过几年生产实践的考验而最终被淘汰, 可谓我国麻纺工艺设备选型史上一个最大的遗憾。
3 除尘设备仍然是需要特别关注的
1987年3月15日凌晨2点39分, 是所有从事麻纺工程事业的人都不会忘记的时刻。从这一时刻开始, 亚麻粉尘不仅能爆炸, 而且破坏力很强的事实终于在同行业人们的心中得到了应有的重视。原苏联在20世纪60年代就发生过亚麻粉尘爆炸事故, 为此, 原苏联韧皮纤维研究院对亚麻加工过程中排出的爆炸性粉尘的最低浓度和分组成份进行了研究。从1972年开始, 原苏联的建筑标准法规就将亚麻企业除尘设计列人了防爆设计规范。
亚麻粉尘的爆炸实际上是爆燃。一般将空气膨胀比 (冲击波) 大于6000倍的定义为爆炸, 而将空气膨胀比在3000-6000倍之间的定义为爆燃。爆燃的特点是产生的冲击波速度并不太高, 但其摧毁力却很大, 往往在泄爆面或泄爆窗发生作用后仍能将主体建筑摧毁。
因此, 笔者认为亚麻纺织厂除尘设备的火源监控系统应由光敏元件检测改为热敏元件检测, 或者光敏元件和热敏元件联合检测。但是由于最先用于军事目的的热敏元件价格昂贵, 往往高于光敏元件几倍甚至十几倍, 但尽管如此, 这样做也是值得的。
结束语
以无结头自动络筒机、隧道式悬箱干燥机和英国麦凯细纱机为代表的, 为我国亚麻纺织产品质量提高和更新换代而进行的亚麻纺织工艺设备选型的新飞跃已经开始。在此新的起点上回顾我国亚麻纺织工艺设备选型、组建和发展所走过的道路, 借鉴其长处, 回避其不足, 争取总体构想的先进, 避免大范围的失误, 是颇具裨益的。
摘要:在20世纪80年代中期, 我国的亚麻纺织工业迅速发展, 它的迅速崛起使我国的亚麻纺织工业在国际上的地位迅速提升, 对我国纺织业的发展有着举足轻重的作用。在当时, 我国的亚麻纺织量成为了世界出口额的第一, 并且其规模也达到了国际先进水平, 成为了在世界上规模排名第二的亚麻纺织生产国, 迅速使我国的亚麻纺织工业进入了世界强国的行列。我国的亚麻纺织工业经历了一个漫长的历史时期, 其发展的道路艰辛而曲折。
关键词:亚麻纺织,工艺,发展历史,回顾,未来发展前景
参考文献
[1]汤根娣.亚麻/棉混纺针织面料开发与性能研究[D].上海:东华大学, 2013.
[关键词]农网柱上开关真空SF6
1 柱上开关
根据农网特点,原电力部于1986年制定了农村变电所模式方案:坚持“小容量、密布点、短半径、造价低、安全可靠、技术先进”的发展方向。
10 kV侧采用柱上SF6负荷开关、真空断路器和综合集控装置,重合器和分段器;35kV侧采用熔断器和负荷隔离开关、真空断路器。
农网用的开关不同于城网的,它属于小容量、小型化、户外式及柱上安装。由于农网用开关多装在柱上,故不需建房,可节约面积和造价30%~40%。但由于农网用开关多装在户外,因此必须解决好户外开关的外绝缘问题。
目前市场上的柱上开关形式多样,性能也各不相同。具体可分以下几类:
(1)按出产国可分为国产和进口两种;
(2)按触头灭弧能力可分为断路器、负荷开关;
(3)按灭弧介质可分为真空、SF6;
(4)按绝缘介质可分为油绝缘、空气绝缘、SF6绝缘及固体绝缘:
(5)按操动机构可分为电磁操动机构、弹簧操动机构、永磁操动机构:
(6)按产品使用功能可分为断路器、重合器、分段器、负荷隔离开关;
(7)按出线套管的材质可分为瓷套管和硅橡胶套管。
2各类开关的特点
2.1国产开关
按国内电力系统的使用特点进行设计制造。一般采用弹簧操动机构,可进行电动和手动分合闸操作。电流互感器二次电流按5A设计;可设多组、多变比,有利于满足继电保护、遥测、计量的不同要求。一般开关本身配置刀闸,并且开关与刀闸之间设有可靠的操作闭锁。
2.2进口开关
所有进口开关的共同点是:(1)电流互感器二次电流按1A设计。一般为600/1和1000/1两种选择。(2)所有开关均不配刀闸。(3)配有专用的操作控制器。控制器的控制、保护功能齐全,可选择性强,有利于上下级的保护配合。(4)采用零表压下的SF6气体绝缘,不受外部环境的影响。操动机构制造工艺精细且大多密封在充有SF6气体不锈钢箱体内,30年免维护。
2.3断路器、重合器、负荷开关、分段器
2.3.1断路器
断路器各种新技术、新材料、新工艺的不断涌现,断路器已逐步趋向专业化、模块化,使产品的稳定性、一致性及可靠性都得以大幅度提高。
(1)模块化。现在的断路器可分为框架模块、绝缘模块、操作机构模块、灭弧室模块等数个相互独立的功能单元的组合体。这样便于制造、安装、调试及提高整机性能。
(2)智能化。包括①在线监测灭弧室的真空度,②在线监测和合、分闸线圈、过流线圈的运行状态,③在线监测断路器的分、合闸速度、开距、接触行程及磨损状况,④监测储能电机的运行状况、辅助开关的接点转换状况,统计操作次数,⑤实现过电流、欠电压保护,操作机构的电气闭锁保护。⑥可在线监测断路器的机械振动情况。⑦可实现断路器:具有很强的灭弧能力。可关合、切断故障电流,可实现对分支线路的保护。
2.3.2重合器
开关本体与断路器完全相同,它集关合、开断、隔离、接地众多功能于一体。区别在于控制器的功能上,断路器的控制器功能简单。重合器使用数字监控装置,又将保护、控制、测量、通信、操作、监控及整体程序控制于一体,它具有3次以上的重合闸功能、多种特性曲线、相位判断功能、与自动化系统的连接功能等,达到无人值守自动投切的功能,价格较高。
2.3.3负荷开关
可以关合故障电流,开断额定负荷电流,有真空和SF6灭弧两种型式。其主要作为线路分段开关。配备智能控制器就成为分段器,造价较低。
在12kV户外真空断路器有了很大发展,它用真空灭弧室灭弧,仅用少量SF6气体作绝缘,或完全不用SF6而用固体绝缘或用干燥空气绝缘。
3户外开关的发展趋势
随着户外中压开关的发展提升电压等级是重要发展趋势,40.5kV户外断路器的发展主要表现为两种态势:以油断路器为主导地位时期和真空断路器与SF6断路器相互对等发展时期。
40.5kV户外油断路器的发展是与12kV户外油断路器同步的,采用的技术手段和结构设计并没有很特殊,只是在灭弧方式和触头材质方面有所重视,整体性能没有重大突破。
随着SF6断路器的出现和发展,40.5kV户外油断路器也很快被户外SF6断路器取代,该产品为三相瓷柱式结构,A型采用压气自能混合灭弧原理灭弧,开断能力强;B型采用旋弧原理灭弧型断路器。
在40.5kV户外SF6断路器发展的同时,真空技术也渗透到这一领域。真空灭弧室技术的迅速发展,该产品三相瓷柱共同安装在一个支架箱体上,主要由真空灭弧室、电流互感器、传动机构及操作机构组成。为了解决真空灭弧室的外表凝露问题,在安装真空灭弧室的瓷套管内充满了介电系数很高的半液态硅脂,由于该产品选用了大爬距瓷瓶使产品的适应环境性能得以大幅提高,可以满足户外严重污秽条件的运行。
技术的发展,工艺的改进,户外真空断路器同样为三柱式结构,应用了多项目前最新的开关设计结构和新材料:独有的内置伞裙、纯进口户外树脂、APG工艺、独特的合闸弹跳调整技术、简洁的传动设计、独立可拆卸式多绕组高精度电流互感器等,可与国外同类产品媲美。
4操动机构多元化
电磁操动机构。结构简单,使用简便,工作可靠,制造成本低。螺管电磁铁的出力特性容易满足真空断路器反力特性的要求,还可手动分闸。其缺点是合闸线圈消耗的功率太大。要求配用昂贵的蓄电池,加上结构笨重,动作时间较长。常用的机构有CD10、CD17和CD19型。
弹簧操动机构。在我国,户外柱上开关配弹簧机构居多。弹簧操动机构的制造和运行经验丰富,可修可调,且价格比永磁机构便宜。其优点是不需要大功率直流电源,电动机功率小,交直流两用。其缺点是结构比较复杂,零件数多,且要求加工精度高,制造工艺复杂。目前用得多的弹簧机构为CT17型和CT19型两种机构基本相同,前者为直推式输出,后者为转动式输出。
进口弹簧操动机构目前以三角板式操动机构为代表。结构简单零部件少,整个机构密封在SF6腔体
内,故障概率极低。其功能不但能满足电动操作,还可以手动分、合闸操作,即使是控制器故障也能尽快手动恢复送电。
永磁操动机构:永磁操动机构是一种新概念的操动机构。它有单稳定和双稳态之分,特点是结构简单,开关状态靠永久磁铁的磁力保持,机械传动部件非常少。机构密封程度较高。它由电磁操动,永磁保持和电子控制三部分组成。对于户外断路器和重合器来说,由于产品安装在柱上,不易检修,而且户外环境条件恶劣,弹簧机构在长期运行中因润滑脂失效、零部件生锈、动作不灵活,而永磁机构体积小,可密封在箱体内,免受恶劣环境的影响,同时重合器要求频繁操作,永磁机构以其储能快且寿命长,正好适应重合器的操作要求。因此对柱上开关,国外大多采用永磁机构,例如,Whipp.& Bourne、ABB以及Siemens等公司的柱上产品都配用了永磁机构。目前永磁机构价格贵。永磁机构将弹簧机构的机械问题变成电问题,如电容器的寿命问题、永久磁铁的保持力问题及电子器件的可靠性等问题,对制造提出了高要求,且需要经受运行考验,取得运行经验。
5灭弧原理精彩纷呈
SF6开关的灭弧不仅有压气式,还有旋弧式及旋弧+热膨胀混合式。总的趋势是向后两种自能式发展,自能式最大优势是不用操动机构提供灭弧压力,相比压气式大大减少了操作功,从而简化了操动机构。
例如。在户外用量大的LW3-12型SF6断路器就采用先进的旋弧式灭弧原理,该产品问世已20多年,但使用一直经久不衰。又如LW8-40.5型SF6断路器,在原先压气的基础上改进喷口结构,利用电弧堵塞效应提高灭弧能力,使之开断电流从31.5 kA提高到40 kA。再如国内又开发出LW8-40.5A型SF6断路器,采用压气+自能灭弧原理,而LW8-40.5B型产品采用旋弧灭弧原理。ABB公司的OHB型户外SF6断路器也采用自能+压气灭弧原理,其中自能占70%,压气占30%。
6安全保护更加完善
SF6开关安全运行受两个因素影响最大:一是SF6气体泄漏。一旦泄漏到不许可的程度,则开关就会失灵,为此制造厂家给开关安装了密度继电器,对SF6气体压力进行监控。其上设置三个压力值:设计压力(额定压力)、报警压力和最低功能压力。当到达最低功能压力时,开关即闭锁;二是爆炸。一旦开关出现故障(如内部故障电弧),强大的电弧能量会使SF6气体压力急剧上升,当壳体承受不了时,就会发生爆炸,危及周围设备和人身安全。为此制造厂家在开关壳体上设置防爆膜盒。防爆膜盒耐受的压力低于壳体的耐受压力,当发生内部故障电弧时,防爆膜盒先爆破,将高压力从安全方向释放出去。
7小型化变电站的应用
随着小型化变电站的建设,配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区自动恢复送电为目的。开关的选型也要以此为依据,重合器和分段器可使馈线自动化。
线路自动化中,必须具有故障识别和恢复供电功能,要做到这点,必须采用智能化开关电器。重合器具有多次重合功能,能有效地排除临时故障,且自带控制和操作电源(如高效锂电池),操作不受外界继电器控制而由微处理器控制。分段器由切负荷灭弧室和隔离闸刀组成,具有记忆和识别功能。能隔离永久性故障线段。恢复供电。
重合器和分段器一般装在柱上,简化了传统变电所的接线方式,取消了控制室、高压配电室、继保盘、电源柜、高压开关柜等设备,省去了大量建设投资,节省占地面积1/3,大大缩短了施工周期。