软启动器在风机上的应用

摘 要：分析了软启动器的功能、特性。简介软启动器应用于风机上的优点，并指出在设计、使用和现场调试中应注意的问题。 　　关键词：软启动器；可控硅；晶闸管；风机应用 　　 　　1软启动器简介 　　软启动器是一种集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的智能控制装置，软启动器具有冲击电流小、恒流启动、可自由地无极调压至最佳启动节流及节能等优点。 　　目前市场上的软启动器一般采用16位单片机进行智能化控制，保证电动机在负载要求的启动特性下平滑启动，对电网冲击小。它的核心部件是可控硅以及相关功能的软、硬件，软启动器由三对反并联的晶闸管串接组合而成，通过微电脑控制触发导通角，改变可控硅的开通程度，以达到实现交流调压，控制电动机的启动特性。 　　软启动器实际上是一个调压器，只改变输出电压，并没有改变频率，这一点与变频器不同。 　　2软启动器基本参数 　　1）适用场合：①要求减少电动机启动电流的场合。②正常运行时电动机不需要具有调速功能，只解决启动过程的工作状态。③在正常运行时负载不允许降压、降速。④电动机功率较大，启动时会给主变压器运行造成不良影响。 　　2）常用启动方式：①电压斜坡启动：启动电机时，软启动器的输出电压快速升至初始电压（即电动机启动所需的最小转矩所对应的电压），然后按设定的电压上升时间逐渐增加，直至达到电网电压后，启动过程完成，进入额定运行状态。其启动特性如图1所示。         　　U1为电动机启动所需最小转矩对应的初始电压在该控制下，初始电压及电压上升时间可根据负载情况和系统要求进行调整，初始电压的调整范围百分比为0-100%，电压上升时间的调整范围为0-600秒。当然也可以采用全压启动模式，电动机电压在0.25秒内迅速达到额定电压，那么其电流值将是电动机额定电流的六倍。②限流启动：启动电机时，软启动器的输出电压迅速增加，直到输出电流达到限定值1m，保持输出电流不大于该值，电压逐步升高，使电动机加速，当达到额定电压、额定转速时，输出电流迅速下降至额定电流，启动过程完成。另外，部分品牌软启动器启动参数还可以设定斜坡限流启动，此启动方法启动电机时，输出电压在设定时间内平稳上升，同时输出电流以一定的速度增加，当启动电流增至限定值Im时，保持电流恒定，直至启动完成。其启动特性如图2所示。 　　3）运行状态：①全压运行：晶闸管全部导通，电机全压工作，晶闸管长期在线工作。其结果功耗太大造成能源浪费，给电网也会带来高次谐波污染等问题。②旁路运行：软启动器仅在启动和停止时工作，在电动机到达全速运行时用旁路接触器取代已完成任务的软启动器带动电动机运行。 　　4）故障：①自身故障保护：系统软件检测晶闸管短路及装置输入或输出端缺相（开路）。如果发生晶闸管短路或缺相故障，系统封锁触发脉冲，功率晶闸管关断，这时软启动器不响应启动命令，如需再启动必须先复位。②电机保护功能：软启动器的电机保护功能有：相序保护、缺相保护、启动过流保护、运行过流保护等。 　　5）停机方式：①自由停车：发出停止命令后所有动力切断，电动机在瞬间失去驱动力，依靠自身惯性慢慢停止。②软停车：在停止信号输出后，软启动器输出电压从额定电压迅速降到设定电压，再按设定时间降到起始电压，软启动器停止输出。这种停车方式可以消除由于自由停车带来的拖动系统反惯性冲击。 　　3软启动在风机上的应用 　　1）风机的特点：风机属于大惯性负载，启动时需要很长的斜坡上升时间，大型低压风机（例如380V250KW风机）如果采用直接启动，会对电网造成较强干扰，有时可能对设备构成严重威胁。 　　2）软启动器启动风机的优点：①风机使用软启动器，可以减少对上级电网的冲击，降低启动电流。②一般软启动器启动时间1-120秒可供选择，适合风机重载启动时间的要求。③软启动器启动重载风机也可以降低机械冲击，延长风机使用寿命。 　　3）调整与试车：软启动控制柜安装完成后要进行认真地检查。按设计图纸核对接线是否正确，连接是否可靠。因为晶闸管等电子器件不允许做绝缘电阻测试，所以只能用数字万用表高阻档检查软启动器中晶闸管的绝缘情况。新的软启动器（冷态时）每组晶闸管输入输出端子间测量电阻值应指示1.3MΩ左右，相间（相间未接控制回路时）、相对地测量电阻值应该指示无穷大。检查确认无误后，在软启动器输出端接上一台小功率电动机并设定启动方式、初始电压、启动时间和停机时间等技术参数。在电动机与软启动器连接前，必须用500V绝缘电阻测试器检查电动机和电缆的绝缘状态。只有绝缘电阻符合有关规定，才准许将电动机连接到软启动器输出端进行启动试验。第一次软启动前要对机械进行人力盘车，检查机械有无“卡堵”现象，然后检查风机、电机和软启动器的参数。检查的参数包括电压、电流、功率以及电机的极数。最后进行设备启动试验并调节好启动参数后，就可以交付使用了。 　　4）日常维护：风机一般启动时电流过高，正常运转后转接旁路接触器，软启动器脱离运行，所以日常维护非常重要。①不能频繁启动软启动器。正常情况要求软启动器启动次数为10-20次/小时，带负载启动时间间隔2-5分钟。否则可能降低软启动器内可控硅使用寿命，甚至烧毁。②平时注意软启动器的周围通风散热，及时清理灰尘、污垢。避免晶闸管因温度过高损坏，同时也避免因积尘引起漏电、短路事故。③注意观察风机运行情况，及时更换润滑油等日常保养。延长设备使用寿命。 　　4结束语 　　综上所述不难看出，风机以及其它重载设备通过使用软启动器启动克服了传统控制结构的不足，而且使控制功能更加完善，随着技术的不断进步和对软启动器的不断改进，将使软启动器更成熟，因此，软启动器广泛应用大中型电动机是必然趋势。 　　 　　参考文献 　　[1]方大千.变频器、软启动器及PLC实用技术问答. 　　[2]众大电子有限公司.ADS软启动器使用说明书.

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收录时间:2011年04月14日 02:46:14 来源:《科技与生活》 作者:王汝辉

误动作，变频器内部的电流检测部分发生故障，检测出的电流信号偏大，导致过载跳闸

三相电压不平衡，引起某相的运行电流过大，导致过载跳闸，电动机发热不均衡，从显示屏上读取运行电流时不一定能发现(因很多变频器显示屏只显示一相电流)

机械负荷过重，电动机发热，可从变频器显示屏上读取运行电流来发现

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（ 1 ）明显降低工艺气损失；

（ 2 ）工艺气不存在油污染，消除密封油腐蚀；

（ 3 ）工艺气不存在油污染，消除分馏塔中的油沉积 ；

（ 4 ）通过消除密封油油垢，增加热交换器的效率；

（ 5 ）节省油消耗和运输成本；

（ 6 ）降低能量消耗；

（ 7 ）减少维护（没有密封油系统）；

（ 8 ）提高安全性（没有密封油系统着火的危险）。

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步入冬季，气温接连下降，如何取暖有成了人们关心的话题。传统的取暖除了暖气就是空调，由于条件的限制和空调的能耗原因，这些取暖设备都有自己的弊端。近年来一种在北方流行取暖材料——地暖也开始在江苏大行其道，并受到了很多消费者的亲睐，但是很多人现在并了解地暖，更谈不上如何选购和使用地暖，就此，江苏质监局有关专家就地暖的前世今生做了全面解析。    

    什么是地暖

    地面辐射供暖（简称地暖）是一项既古老又崭新的技术。在中国地面采暖可追溯到明朝末年，为皇宫王室才能拥有的取暖方式，如现存中国的故宫，在青砖地面下砌好烟道，冬天通过烟道传烟并合理配置出烟窗以达到把青砖温热而后传到室内，使室内产生温暖的效果。以后中国北方农村出现火墙、火炕的取暖方式，韩国、日本出现地炕。从古至今，人类不断传承文明，开拓创新，发展进步。现在随着科技时代的到来，地面供暖技术已从原始的烟道散热火炕式采暖发展成为以现代材料为热媒的地面辐射供暖。该技术早在上世纪30年代就在发达国家开始应用，中国在50年代就已将技术应用于人民大会堂、华侨(论坛新闻)饭店等工程中。

    地面辐射供暖按照供热方式的不同主要分为水暖和电暖，而电暖又有发热电缆采暖和电热膜采暖之分。

    地暖，低温电地暖。水暖即低温热水地面辐射供暖是以温度不高于60℃的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。

    发热电缆地面辐射供暖是以低温发热电缆为热源，加热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。常用发热电缆分为单芯电缆和双芯电缆。

    低温辐射电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜，由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间制成。工作时以碳基油墨为发热体，将热量以辐射的形式送入空间，使人体得到温暖。

    地暖使用的优点

    ①舒适、卫生、保健：地面辐射供暖是最舒适的供暖方式，室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，给人以脚温头凉的良好感觉；不易造成污浊空气对流，室内空气洁净；改善血液循环，促进新陈代谢。

    ②节约空间、美化居室：室内取消了暖气片及其支管，增加使用面积，便于装修和家居布置，减少卫生死角。

    ③高效节能：辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高，热量集中在人体受益的高度内；传送过程中热量损失小,生产负压风机；低温地面辐射供暖可实行分层、分户、分室控制，用户可根据情况进行调控，有效节约能源。

    ④热稳定性好：地面供暖地面层及混凝土层蓄热量大，热稳定性好，在间歇供暖的条件下，室内温度变化缓慢。

    ⑤运行费用低：较其它供暖设备节能约20%,可充分利用低温热水资源或利用电价政策,降低运行费用。

    ⑥使用寿命长：低温地面供暖中塑料管材或发热电缆埋入地下，稳定性好、不腐蚀，无人为破坏，使用寿命与建筑物同步。
较对流供热节约维护和更换费用。

    ⑦适应性强：设备不受室外温度的影响，大大延长采暖系统的寿命。

    地暖铺装注意事项

    地板采暖是借助隐蔽于地板下面的塑料管道或发热电缆来实现供暖，因此隐蔽于地板下的管道等热媒传输材料及保温材料的质量是影响地板使用寿命的主要原因。地暖系统设计是否合理，地暖管材、发热电缆铺装位置、环路间隔是否合理，施工质量是影响地暖使用功效的主要原因，两者均不能忽视，才能高枕无忧。

    目前，由于地板采暖处于市场起步上升阶段，家装地暖公司鱼龙混杂，设计施工能力参差不齐，选择不当，极易给客户造成极大的损失，几年之后问题一旦暴露，后患无穷。部分地暖公司不是以长远眼光经营市场，而是能捞一把就捞一把的思想，致使很多用户深受其苦，不是施工半截地暖公司不知去向，就是施工完毕供暖不热不畅，一方面由于地暖公司自身问题造成，另一方面也反映出很多用户图一时便宜造成。部分地暖公司为降低成本而偷工减料，使用材料上，选择低质低价管材及辅料，铺装时加大管材间距，或使用低一级规格的管材，造成地暖系统运行未达到预期的效果，并埋下隐患。行业专家提示，要想享受没有后顾之忧的地板采暖，一定要选择专业正规，有一定规模资质的地暖公司施工，而不要以图一时便宜，花了不必要的“学费”。

    地板采暖系统的使用寿命多长？

    地暖系统使用寿命主要讲是埋管的使用寿命，因为地上部分可以更换，因此，地暖选管是使用寿命的关键。现在用于地暖系统的管材一般为塑铝管、PE-RT(耐高温聚乙烯管）、PEX（a、b、c）（交联聚乙烯管）、Pb（聚丁烯管）管材等，其中PE-X管材按照交联方式分为过氧化物交联聚乙烯管（PE-Xa）、硅烷交联聚乙烯管（PE-Xb）、电子束交联聚乙烯管（PE-Xc）和偶氮交联聚乙烯管（PE-Xd）。

    PE-RT的使用在65度以下，工作压力不超过0.4Mpa，PE-X、Pb管材的使用工况（耐压、耐高温)都优于PE-RT，长期工作温度可在95度至零70度范围内。但Pb管材造价较高，固市场应用较少。PEX无论在国内、国外因其性能稳定、价格适中被广泛应用，过氧化物交联聚乙烯管（PE-Xa）因渗氧过快而不广泛应用。PE-Xb是地暖系统中应用最早也是最广，最为成熟的地暖管材，其中市场占有率pe-xb为优，地暖管材的生产符合标准。偶氮交联（PE-Xd）处于实验状态，应用前景尚不明朗。电子束交联（PE-Xc）是采用物理方法改变分子结构，健康环保的管材，安全、环保、健康，设计和使用在正常的产品标准范围内，实际寿命都超过50年，是目前最为环保的地暖管材。

    可以认为：地暖系统基本与建筑物寿命相当。

    

    中国风机产业网高压风机噪音是一种使人感觉吵杂厌烦的声音，连续的噪音，会使週遭受到污染。跟着现代机械化的逐步发展以及机械的大量使用，现在无论是在都市里仍是在农村噪音污染已经是日益严峻。

    1.高压风机因叶片回转而产生噪音叶片旋转时会与空气产生摩擦，或发生衝击。叶片旋转时会与空气产生摩擦，或发生冲击。转速愈快，接解空气频率愈高，其噪音愈尖利。转速愈快，接解空气频率愈高，其噪音愈尖利。叶片之宽度或厚度增加，此现象更为显著。叶片之宽度或厚度增加，此现象更为显著。噪音的频率是由多种频率复合而成，这些频率均与风机之转速有关。噪音的频率是由多种频率复合而成，这些频率均与风机之转速有关。轴流风机若有动翼与静翼的配置时，两者之叶片数最好不等，以免造成更大的噪音共识。轴流风机若有动翼与静翼的配置时，两者之叶片数最好不等，以免造成更大的噪音共识。但不管是轴流式或离心式风机，凡是风速快的、风压高的，其产生之噪音也大。但不管是轴流式或离心式风机，凡是风速快的、风压高的，其产生之噪音也大。

    2.高压风机因叶片产生涡流时也会产生噪音在风机运转期间，其动翼之背面会产生涡流，此涡流不但会降低风机的效率，而且会产生噪音。在风机运转期间，其动翼之背面会产生涡流，此涡流不但会降低风机的效率，而且会产生噪音。为减低此现象，叶片的安装角不得过大，且扇叶弯曲需平滑，切勿溘然变化太大。为减低此现象，叶片的安装角不得过大，且扇叶弯曲需平滑，切勿溘然变化太大。

    3.高压风机因乱流而产生噪音空气在活动时，若遇到尖利的障碍物，极易发生乱流。此乱流固然与涡流的情况不同，同样会产生噪音，或频率甚高的啸音，对风机而言亦会造成效率损失。此乱流固然与涡流的情况不同，同样会产生噪音，或频率甚高的啸音，对风机而言亦会造成效率损失。

    4.高压风机与风管外壳产生共振而发生噪音风管与风机外壳的内面接缝处要平整，避免粗拙不平，造成撕裂声。风管与风机外壳的内面接缝处要平整，避免粗拙不平，造成撕裂声。而因为接连的管路会产生共振，使细微的声音变大，造成更大的噪音。而因为接连的管路会产生共振，使细微的声音变大，造成更大的噪音。在设计时，有时可以在风管外面覆以防音材料，可以降低噪音。在设计时，有时可以在风管外面覆以防音材料，可以降低噪音。

    5.高压风机以外引起的噪音除风机本身的固定噪音外，尚有很多噪音源，诸如：轴承因精密度不足，装配不当或维护不佳会造成异常噪音。除风机本身的固定噪音外，尚有很多噪音源，诸如：轴承因精密度不足，装配不当或维护不佳会造成异常噪音。马达部份也会产生噪音，有些是设计不良或製造品控不佳所造成，但有时是马达之内外冷却扇造成。马达部份也会产生噪音，有些是设计不良或制造品控不佳所造成，但有时是马达之内外冷却扇造成。齿轮及皮带亦会因摩擦产生噪音。齿轮及皮带亦会因摩擦产生噪音。其他构造物之共振所产生之噪音亦不可忽视，这有时是因为机体不平衡所致。其他构造物之共振所产生之噪音亦不可忽视，这有时是因为机体不平衡所致。

市场上一般负压风机的材质分为玻璃钢和镀锌板,玻璃钢负压风机与镀锌板负压风机从各方面上都是有区别，蓝昊通风降温设备有限公司专业生产负压风机，蓝昊玻璃钢负压风机和镀锌板负压风机性能稳定,车间降温负压风机，可根据现场状况来安装，解决高温、异味、闷热、粉尘等通风不良问题。

 蓝昊玻璃钢负压风机与常见镀锌板负压风机区别  项目/名称  玻璃钢（FRP）负压风机 镀锌板负压风机   马达  进口低噪，高品质  一般国产  耗电量  0.75kw/h  1.1kw/h  噪音值  65-70分贝  75-80分贝  使用年限  8年以上  3年左右铁皮氧化  叶片材质  铝镁合金压铸（7kg）  铝合金（1.5kg）  皮带结构  多V皮带，防止打滑  三角带易打滑  维护办法  可用水直接清洗风机内外壁  不可用水清洗  百叶窗  PVC叶片，利用顺风原理自然打开  依靠风压打开，时间久后打开不会返回  百叶窗结构  百叶窗内置，室内雅观  百叶窗外置，室内不雅观

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

工业吸尘一般都用高压风机，推荐高瑞高压风机，西门子风机，质量和品牌都是最佳的，我个人比较喜欢高瑞高压风机，高瑞高压风机和西门子同出一门，源自德国技术，有德国认证证书，引进国外的进口设备，质量和西门子是同一个档次的，但是价格远远比西门子实惠很多。 工业吸尘器的工作原理： 工业吸尘器与家用吸尘器原理基本上是一样的，通过风机或者气泵使机器内部的空气被抽出，这样机器内外部产生了压力差，也就是所谓的负压，负压越高，吸力越强。 吸尘器其实是很简单的机器设备，主要有一个漩涡气泵或风机进行抽风，杂物经吸嘴和吸尘管进去机器后，先进入一个过滤布袋，一般是无纺布的，经过初级过滤，携有细小的灰尘的空气再经过一个特制的滤清器，经过二级风机排风口排除，基本上过滤效率可达96%以上。 吸尘器吸力不大怎么回事？ 一：首先检查吸尘器管道有无堵塞（管道堵塞会导致吸力下降） 二：检查吸尘器各个接口有无接好 三：检查吸尘器过滤袋有无灰尘（过厚的尘土会影响吸力） 四：检查吸尘器马达有无损坏（如果你是双马达的话可以打开机盖看看是不是其中一个马达有问题） 五：清理吸尘器桶内碎杂物品 六：联系厂家帮忙处理 工业吸尘器的选购： 选购吸尘器当以质量可靠、功能适用、操作方便为参考依据,工厂通风。除了要了解结构及功率外，还要考虑附加功能的多少，主要看以下七点： 1， 吸尘器吸力大小（当你选择吸尘器时你首先要知道，你用吸尘器时用在什么地方，主要吸什么，颗粒大的还是颗粒小的，吸尘器的吸力是关键） 2， 吸尘器的容量大小（一般办公室所用的15升，工业用的一般60升，选择合适的容量 3， 清理灰尘是否方便：工业吸尘器的杂物一般分两种。一，外式集尘指中央式；二，内式集尘桶式，根据不同的客户选用 4， 电源装置：电源装置可分为（有线和无线）根据情况选择 5， 工业吸尘器的马达：（国产和进口）推荐进口 6， 工业吸尘器的质量，出了产地、品牌外，从塑料件的外观也可大致判断产品的可信度。外观较差的产品，质量一般也较差。内在质量可以从点击噪音大小、空气吸力强弱等方面判断。检查时，还应注意软管及接口处是否漏气，附件及备用件是否齐全等。 7， 工业吸尘器保修时间：质量好的肯定会保修2年以上（高瑞高压鼓风机终身保修），质量不好的一般也就一年。
来源：机械专家网

为改变以燃煤为主的不合理能源结构，开发利用新能源，黑龙江省加大淘汰效率低下、污染严重小火电机组的力度，今年计划关停小火电机组41.35万千瓦，同时支持风电、生物质发电等清洁能源和可再生能源的发展。

 

 

省电力公司预计，“十一五”期间替代机组总容量有望达到300万千瓦，总转移电量达到95.6亿千瓦时，每年可节省燃煤43万吨，减少二氧化碳排放85.14万吨，减少二氧化硫排放0.43万吨，节能效益预计达到两亿元。

1、减速机的维护与检修
减速机的主要部件是锥齿轮、伞齿轮、斜齿轮及滚动轴承。在负荷的长期作用下，齿轮常发生的失效形式是轮齿工作面磨损和点蚀。齿轮出现磨损或点蚀后，运动精度降低，噪音和振动增大。如果点蚀尺寸大，蚀坑往往成为疲劳源，最终导致轮齿疲劳断裂。因此每年要对齿轮接触精度和点蚀情况进行检查。接触精度的要求见表1。点蚀坑的尺寸长度不超过齿长的1/3和齿高的1/2。滚动轴承正常的失效形式是滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏。当点蚀破坏发生以后减速机会出现比较强烈的振动、噪声和发热现象。由于滚动轴承不宜经常拆卸，并且受到结构和安装位置所限，对滚动轴承直接检查比较困难。在停机后盘车，用听音棒贴住轴承函，仔细听轴承转动的声音，正常轴承转动的声音应是清脆、连续、均匀的。如果声音沉闷、断续、发卡说明轴承可能存在缺陷，要拆下进一步检查，确定失效后更换。此外，使用优质的润滑油并加入适当添加剂有助于延长齿轮、轴承的使用寿命。我公司定期对润滑油的粘度、酸值、机械杂质等重要指标进行化验，达不到标准及时更换。并且在L85A 型、LF60型风机减速机中加入了亚米加904润滑油添加剂，此两种风机齿轮、轴承的设计寿命为50000小时，自1997年使用至今已连续运行60000余小时，历次检查齿轮、轴承都完好。

表1 风机减速机齿轮接触精度要求 名称 按高度 按长度 侧隙范围
斜齿轮 不小于60% 不小于60%—70% 0.12-0.22mm
锥齿轮 不小于60% 不小于70% 0.15-0.35mm

2、联轴器维护与检修
联轴器直接关系到风机运行的平稳程度。我公司LF47型、L85A 型、LF60型三种类型的冷却塔风机分别使用了，弹性圈柱销联轴器、弹性柱销联轴器、膜片联轴器。这三种联轴器都起着传递扭矩和缓冲减振的作用。其中，弹性圈柱销联轴器的橡胶弹性圈、弹性柱销联轴器橡胶接头、膜片联轴器的弹性膜片都是弹性元件，可以补偿轴线的相对位移。由于受到多次启动冲击，长期的振动磨损以及腐蚀、老化的影响，弹性元件会失效。因此，每年必须定期间检查。如果橡胶元件出现老化、磨损，弹性膜片出现倒伏或缺损都要及时更换。另外，在安装或检修时，为减小联轴器不对中的影响，两半联轴器的同轴度误差不超过0.1mm。

3、扇叶与风筒的检查与调整
扇叶与风筒一般都是玻璃钢材料制作。起抽风、导流作用。由于扇叶由轮毂中的夹块夹持，经过长时间运转扇叶可能会围绕中心转动，影响平衡引起振动。为此，每年必须要检查、调整扇叶角度。对扇叶的具体要求见表2。所有扇叶倾角允差不大于0.5°。为了提高风机的效率，扇叶与风筒间保持很小的间隙。由于风筒是玻璃钢材质刚度较差容易变形，所以大型风机的风筒除了肋筋还有拉筋，控制和调整风筒的圆度。经过长期运行，由于风筒螺栓和拉筋螺栓松动，拉筋磨损、折断，会引起风筒变形，变形严重时，扇叶会蹭到风筒，剧烈摩擦会使扇叶和风筒严重磨损，甚至折断扇叶。因此必须定期检查、调整风筒的圆度误差及扇叶与风筒间隙。根据不同的间隙要求，圆度误差控制在3~5mm。扇叶与风筒间隙要求见表3。另外，要定期检查风筒拉筋，当锈蚀磨损达到直径或壁厚的1/3时更换。

表4 扇叶角度 型号 LF-47 LF-60 L-85A
角度° 8.5±0.5 12±0.5 19±0.5

表3 扇叶与风筒间隙 型号 LF-47 LF-60 LF-85A
间隙mm 9-19 8-30 20-35

4、润滑油系统的监测与维护
润滑油是风机的“血液”，存在于减速机、油管、油视镜内。润滑油泄漏减速机齿轮将有烧毁的危险。油管一般细而长容易折断，为此，每年至少要检查一次油管，当油管有裂口或壁厚减薄1mm时要更换油管。如果减速机使用的是骨架橡胶密封每年要更换一次，如果使用的是机械密封每年要检查摩擦副的磨损情况，有损坏要更换。风机运行时，由于挥发和渗漏润滑油会不断减少，要定时通过油视镜检查油位，当油位低于减速机1/2时要及时补充润滑油，如果润滑油油位下降过快，要停机检修。此外，减速机箱应安装温度传感器，在快速漏油未被及时发现时，减速机箱温度急速上升，应立刻停机，保护减速机内齿轮和轴承。1999年7月一台LF47型风机，由于未更换壁厚减薄油管，运行中油管断裂并且未能及时发现，致使减速机齿轮烧毁。直接损失近3万元，并且还影响循环水系统的运行。可见，对冷却塔风机润滑油系统监测与维护十分必要。



5、振动的监测
冷却塔风机是旋转设备。由于联轴器同轴度增大，旋转部件平衡状态劣化，基础强度降低，零部件磨损等原因冷却塔风机的振动烈度会发生变化。根据IS02372《旋转机械的振动烈度标准》和厂家提供的有关资料，振动速度长期运行不超过6.3mm/s，最大不超过10mm/s。大烈度的振动会使机组的连接螺栓松动，状况劣化甚至造成零部件失效。2000年10月一台LF60型风机，由于缺乏对振动的监测，经过长时间振动，地脚螺栓松动，风机发生位移，叶片与风筒摩擦造成叶片与风筒损伤，同时油管被拉断，由于停机及时才没有造成更大损失。因此，必须对风机的振动进行监测。当振动值超过标准时，应针对原因进行检修。另外，所有的螺栓、螺母应有止退措施尽量避免因振动引起螺栓松动发生事故。

6、腐蚀的监测与处理
冷却塔轴流风机都是在室外大气中工作的。如图1所示，水汽沿风机扇叶轴向自下而上流动。风机的传动轴、轮毂、支座以及冷却塔的钢结构大都是碳钢材料，长期与水汽接触，工作环境潮湿。大气中含二氧化碳、二氧化硫等气体与水汽结合，形成酸性电解液，发生吸氧腐蚀。当溶液的酸性很大时，也可能有氢离子的还原反应，发生析氢腐蚀。同时生成红棕色的三氧化二铁和绿色的含水四氧化三铁以及黑色的无水四氧化三铁。这种腐蚀在华北地区十分严重。传动轴受较大扭矩，受到腐蚀后，截面积减小抗扭转强度下降，极易发生扭断事故。支座和钢结构承受交变载荷以及重力的作用，受到腐蚀后，截面积减小刚度下降，致使风机振动加剧；当强度下降到一定程度后，风机、风筒还有倾斜的危险。另外，轮毂腐蚀后会发生质心变化引起不平衡振动。2000年1月一台LF47型风机，其传动轴是空心轴。由于腐蚀严重和材质不均，空心轴壁局部减薄到0.3mm，启动时，在启动扭矩作用下发生扭断，断轴飞起将叶片打断，造成很大损失。因此，对腐蚀的监测与处理是十分必要的。首先，在材质选择上尽量选择不锈钢材料这样可以减小腐蚀的影响；其次，要定期检测钢铁材料的壁厚，校核刚度、强度，达不到要求时及时加固或更换；再次，对于碳钢表面必须定期做彻底防腐处理。通过以上措施将会大大降低腐蚀的影响。

近年来通过由于着重落实了以上几个方面的维护与检修，风机的完好率达到100%，确保了循环水系统的安全高效运行。经济和社会效益显著。

煤气鼓风机专家系统的研究与实施      煤气鼓风机专家系统的研究与实施 作者：廖体伟 摘要：攀钢煤化工厂二期的三台煤气鼓风机是攀钢的关键设备，于2001年，针对三台鼓风机，安装了一套重庆大学研制的“煤气鼓风机在线振动监测诊断系统”，做到了无故障时放心运行，有故障时及时报警。但是，当有故障报警后，由于现场操纵职员和技术职员不具备专业的动态振动信号分析和故障精密诊断的理论知识和经验，针对不同的现象不善于选用不同的振动信号分析方法，不善于根据振动信号分析的各种图谱诊断故障种类、原因、部位和严重程度。本文结合现场实际，先容了煤气鼓风机专家系统的研究与实施。 关键词：煤气鼓风机、专家系统、智能诊断 1 现状分析 攀钢煤化工厂二期的三台煤气鼓风机是攀钢的关键设备，于2001年，针对三台鼓风机，安装了一套重庆大学研制的“煤气鼓风机在线振动监测诊断系统”，做到了无故障时放心运行，有故障时及时报警。但是，当有故障报警后，由于现场操纵职员和技术职员不具备专业的动态振动信号分析和故障精密诊断的理论知识和经验，针对不同的现象不善于选用不同的振动信号分析方法，不善于根据振动信号分析的各种图谱诊断故障种类、原因、部位和严重程度。 这三台机组的故障种类多，且很多故障非常隐蔽，如轴向窜动、转子碰摩、滑动轴承油膜共振、转动轴承故障、齿轮故障、不平衡、不对中等。当有故障报警后，不及时诊断故障种类、原因、部位和严重程度，将严重影响煤气鼓风机组运行的经济性和安全性，严重影响正常生产。一旦煤气鼓风机发生事故，将导致生产系统瘫痪，并产生重大污染和严重的经济损失。所以，非常有必要在现有的“煤气鼓风机在线振动监测诊断系统”有关硬件软件的基础上，增加“煤气鼓风机诊断专家系统”功能。 煤气鼓风机组由电动机、液力耦合器、增速器及鼓风机组成，相互之间由齿轮联轴器联结。除了液力耦合器为转动轴承外，其它设备为滑动轴承。有关主要参数如下： A电机 型号：YK1000-2/990功率： 1000KW 转速： 2975rpm B液力耦合器 型号：GST50 C增速器 型号：GYD-350-1320/1.522圆弧圆柱齿轮 增 速 比：1.522Z1=102 Z2=67 D煤气鼓风机 型号：D1200?1.16/0.86 进口压力：0.084Mpa 进口流量：1200 m3/mim 排出压力：0.114Mpa 额定转速：4407r/min 实际转速：4000～4200r/min 叶轮直径：1.19m 叶 片 数：20 2系统基本技术方案 2.1测点布置 系统测点布置图如图1所示，RPM为转速传感器，检测煤气鼓风机实际转速，实现信号同步均匀，往除干扰信号, 转速传感器信号也是动平衡的鉴相信号。S15为推力轴承轴向位移传感器，检测煤气鼓风机转子轴向窜动信号。对高压泵自由端进行少量改装，就可安装RPM和S15传感器。S11～S14为安装在煤气鼓风机轴承座上直接丈量煤气鼓风机转轴的振动信号，S1～S10为安装在轴承座上的速度传感器，对检测的速度信号进行积分变换，可转换为振动位移信号，从而便于和有关标准对比。检测的信号频率范围是1－2000Hz，比常规检测仪器的检测范围（20－100Hz）宽、精度高、性能稳定。 图1： 系统测点布置图 2.2项目内容 诊断专家系统具有三大基本功能：a.在线智能诊断软件，包括：与“在线振动监测诊断系统接口”，智能化推理算法，数据处理器，图形化模糊神经网络专家知识库，综合的动态联接库数据通讯模块；b.离线专家诊断系统软件，包括：振动监测与故障诊断培训系统，机械故障模拟试验台，信号分析测试系统，机器建摸和故障仿真，振动诊断案例实践与应用，故障诊断参考中心，智能频谱分析系统；c.现场动平衡系统，包括：动平衡故障判别模块，接口模块，一倍频振动幅值、相位计算模块，影响系数法，动平衡配重及效果评价。 智能诊断是本项目的关键。例如：利用频谱分析方法，可在频域中将动态信号分为低频、中频和高频，在低频内主要包含了转子不平衡、不对中、窜动、主轴弯曲、机座松动、油膜涡动、水泵叶片等故障；在中频内主要包含了齿轮故障、转子碰磨，共振频带等故障；在高频内主要包含了流体噪声、冲击脉冲、流体空穴、结构共振、流体振荡等故障。以上各种故障具有不同的频率和不同的频谱结构，故障的严重程度由其对应的频率幅值高低来表示。此外，利用波形分析、轴心轨迹分析、数字滤波分析、解调分析、通频全息谱分析等方法也能得到很多有用的分析结果。 本项目的基本要求是：在线监测的同时，实时显示轴向窜动、转子碰摩、滑动轴承油膜共振、转动轴承故障、齿轮故障、不平衡、不对中等故障的种类、原因、部位和严重程度。也可离线人机交互式进行精密智能诊断。不平衡故障时，进行现场动平衡。解决原系统部分硬件老化，软件功能不完善等题目。 项目内容包括： 2.2.1实现煤气鼓风机轴承诊断数据库，轴系故障诊断，齿轮箱故障诊断，诊断知识库可编辑，自动天生完整的诊断报告。 2.2.2实现波形回收，可选自动或手动、批量或单一波形回收、自动命名或人工命名，Windows资源治理器风格，操纵方便。 2.2.3采用Microsoft SQL Sever2000数据库，实现煤气鼓风机分级数据治理。 2.2.4自动天生测试报告，波形浏览器和多种频谱分析。 2.2.5处理好历史记录保存、自动清理、备份、输出、打印等题目。 2.2.6提供基于实时采集数据和历史数据的旋转机械故障特征和发展趋势报告，提供基于故障特征的维修方案和措施等。 2.2.7注明程序软件语言等，具备用户接口，对用户为开放式系统。 2.2.8升级、改进“煤气鼓风机在线振动监测诊断系统”在线和离线数据精密软件，在线监测部分的软件中增加在线智能诊断功能。 2.2.9建立故障知识库、模拟试验平台，实现煤气鼓风机组离线智能故障诊断。 2.2.10建立设备故障诊断知识的培训系统，使工作职员加深故障诊断有关知识的理解，有助于进步设备维修治理水平。 2.3专家系统的结构和基本组成 专家系统的结构如图2所示： 图2：专家系统结构图 2.3.1知识库：存放题目求解需要的领域知识。知识的种类一般包括作为专家经验的判定性知识以及描述各种事实的知识。知识的表示形式可以是多样的，包括规则、框架及语义网络等。 2.3.2综合数据库：用于存放系统运行过程中所需要的原始数据和产生的所有信息，包括用户提供的信息，推理的中间结果，推理过程的记录等。 2.3.3推理机：根据数据库确当前状态，利用知识库中的知识进行推理和导出结论，而不是简单地搜索现成的答案。推理机可以采用正向推理、逆向推理及双向推理等各种策略。推理机的程序与知识库的具体内容无关，即推理机与知识库相分离是专家系统的重要特征。它的优点是对知识库的修改和扩充无须改动推理机。 2.3.4知识获取机构：负责建立、修改与扩充知识库，以及对知识库的一致性、完整性等进行维护。知识获取机构可以仅仅是一个知识编辑程序，也可以是一个复杂的知识获取子系统，用来完成自动知识获取、自动知识求精等功能。 2.3.5解释器：用于对求解过程作出说明，并回答用户提出的题目。两个最基本的题目是“How”和“Why”。对题目“How”，回答用户结论和中间结果是如何得到的，解释专家系统的行为；对题目“Why”，告诉用户推理结论的理由。解释机构的说明是根据知识库和数据库中对推理过程的记录作出的。 2.3.6人机接口：使系统能够进行人机交互，在信息的内部形式和人可接受的形式之间进行转换。很多系统都提供了用户熟悉的表示形式如自然语言、图形、表格等。 2.4系统软件结构 系统软件包括：在线智能诊断子系统、离线诊断专家子系统、现场动平衡子系统等。各子系统采用模块化编程，通过专门的接口实现通讯。 其结构图如图3所示。 图3：软件系统结构图 3关键技术的研究 为了使“煤气鼓风机诊断专家系统”具有更高的实用性、可靠性，具有更高的技术水平，需要解决以下关键技术题目。 3.1故障机理的研究 研究油膜振荡、消息碰磨、轴向窜动、滑动轴承故障、齿轮故障、联接松动、轴不对中、结构共振、动不平衡的故障机理，对信号进行各种时域分析和谱分析，研究升降速过程中机组的动态特性，研究齿轮和电机的故障特征及产生故障的原因和解决措施。 3.2 故障特征提取的研究 获取的设备状态信号中往往存在着各种干扰，特别是相邻设备或部件之间的振动及电气干扰等，对早期故障，状态信号中包含的故障信息很微弱，常被沉没于这些干扰噪声之中。因此，需要对状态信号数据进行预处理，以便进步数据的可靠性以及分析的精度。对状态信号数据进行预处理的方法主要是往除趋势项和信号滤波。 特征提取是对原始信息的加工与处理，进行信息的凝聚、提炼和变换，它是机械设备状态识别的条件与基础。特征提取的目的是根据煤气鼓风机的有关运行参数，提取出对机组故障敏感的参数及其变换形式，通过对提取的故障特征的分布、大小的分析，可以通过某种非线性变换，映射到机组产生的某种故障形式。各种特征参数组成征兆集，煤气鼓风机的所有故障组成故障集，故障判别的过程就是从某种征兆寻找对应的故障的分类过程。因此，故障特征提取是煤气鼓风机故障判别的关键步骤。 3.3 知识库的建立 在专家系统的开发过程中首先要解决的题目是如何高效、正确地获取专家知识和经验，然后将所获得的知识提供给推理机进行工作。为此，需要将主要精力集中在这些题目的解决上。 专家系统的核心是知识，而现实中知识的表现形式多种多样，缺乏同一的有规律的表示结构，因此如何将知识用一种有效的形式组织起来，并将其中最本质地提炼出来，输进专家系统，成为很多研究者共同的研究课题。在人工智能领域中，常见的有以下的表示方法：一阶谓词逻辑表示，时序逻辑表示法，产生式规则表示法，语义网络表示法，框架表示法，决策树表示法，神经网络表示法等。 3.4 与在线振动监测诊断系统接口 在线和离线诊断专家系统均需要从煤气鼓风机在线振动监测诊断系统中提取故障数据，作为诊断推理的数据源，因此，需要对原“煤气鼓风机在线振动监测诊断系统”软件的数据格式、数据结构以及源代码进行研究，一方面为专家系统提供特征数据，另一方面把在线故障诊断专家系统嵌进到“煤气鼓风机在线振动监测诊。 3.5 模糊推理 模糊推理实质上是在模糊集合上进行操纵。在同一论域中，证据的“与”、“或”、“非”运算通常可以对应于模糊集的交、并、求补操纵；不同论域中的逻辑运算一般需拓广至笛卡儿意义下的相应操纵。 逻辑推理是通过逻辑蕴涵实现的。“假如一则”规则又称为“if-then”规则，就是一种模糊蕴涵关系。前面先容的模糊集合和模糊运算分别是模糊逻辑的主体和推理的过程，而“假如一则”规则是包含这些模糊逻辑的条件陈述语句。 3.6 模糊神经网络、规则推理 通过研究模糊流、神经网络、专家系统等在故障诊断中的应用，可以在现场故障诊断的时候，发挥人工智能的作用，对设备的故障作出正确的故障分析。诊断轴承故障、齿轮故障、联接松动、轴不对中、结构共振、动不平衡等故障的性质及严重程度。 采用最大模糊流、神经网络、规则推理和专家系统等先进的人工智能技术，迅速分析实时数据，快捷而正确地提供诊断和预告结果。同时具有图形化模糊神经网络专家知识表达方式、分布式并行运行能力、迅速的推理及优化和远程分析能力，使“鼓风机组故障诊断达到较高的智能化水平。 系统主要技术包括：智能化推理算法、数据处理器、图形化模糊神经网络专家知识库、综合的动态联接库数据通讯模块。 3.7 现场动平衡 为降低旋转机械的振动，保证机器安全运转，延长使用寿命，机器上的旋转部件在制造和使用过程中均要进行不同程度的动平衡。随着现代机械向高速、高效、高精度方向的不断发展，转子的平衡题目就显得越来越重要。为了实时监测煤气鼓风机的振动状况，除了了解风机系统个部位的振动大小以外，还必须监测风机动不平衡量的大小和位置。 3.8数据存储 基于VC 6.0平台，通过面向对象、SQLSEVER2000数据库的编程，研究新的数据存储方式，以便更利于治理、数据分析、数字网络化传输，打破计算机应用软件面向文件、数据的传统做法，使用户直接面向机组及具体功能。根据现场特点，把设备组态设置、数据采集、状态监测、信号处理、故障诊断、数据库治理等有机地结合在一起。 3.9系统故障自诊断研究 系统在长期运行中，由于自然的、人为的或者其他的原因，可能出现线路短路、断路，以及位移传感器间隙超出量程范围和传感器损坏等导致信号畸变的故障，为保证数据采集的精确性、保证监测系统长期可靠的运行，需要对系统自身存在的故障进行诊断研究，在系统出现故障时能进行故障提示和提出解决措施。 4 结束语 增加“煤气鼓风机诊断专家系统”后，在线监测的同时，计算机在后台在线实时自动地进行各种动态振动信号分析，根据各种分析结果，经智能推理在线实时显示故障种类、原因、部位和严重程度。也可以离线人机交互式进行精密智能诊断。这样，当有故障报警后，就能够及时获得故障种类、原因、部位和严重程度等信息。当诊断结论是不平衡故障（不平衡故障占60%以上）时，通过现场动平衡步骤和软件分析可以获得不平衡量的大小、相位，从而消除不平衡。煤气鼓风机诊断专家系统具有自学习功能，可不断进步故障分析的正确性和命中率。大大降低了煤气鼓风机的故障停机时间。(end) 相关阅读:   ?煤气鼓风机专家系统的研究与实施 ?齿轮设计专家系统的研究与开发 ?专家系统中知识库与工艺曲线动态修改的研究 ?煤气鼓风机 ?高炉鼓风机与煤气透平同轴驱动的高炉鼓风能量回收成套机组 ?三元叶轮技术在煤气鼓风机中的应用与实践(2) ?三元叶轮技术在煤气鼓风机中的应用与实践 ?PID控制在煤气鼓风机变频调速系统中的应用 ?煤气鼓风机设备维检修SOON体系的建立 ?机械式密封在煤气鼓风机中的应用 ?高压变频调速系统在煤气鼓风机中的应用 ?转炉煤气鼓风机叶轮粉尘沉积与对策 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