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1、总第139期冶金设备2003年6月第3期高炉电动鼓风机系统节能增效技术应用张建芬张同峰王超(济钢第一动力厂济南250101)摘要对高炉电动鼓风机系统节能增效情况进行了研究和总结，其中电机定子线圈进行扩容改造(由3200kw增容至3500kw)；增速箱采用渐开线硬齿面齿轮；风机采用全可控涡“三元流”节能新技术的应用，为冶金企业利用现有设备节能增效指出了一条有效途径。关键词电机增容渐开线硬齿面齿轮三维流动节能增效1引言即增加定子绕组的输入电流，这就需要解决两个问题：第济钢向58、68高炉送风的7#、88 D1000一32电动鼓一是损耗增加将导致定子绕组温升提高和效率的下降，风机系统，分别建于199
2、3年7月和1994年5月，承担着说到底是解决电机发热与散热问题；其次是增容后电动向5#、68两座350m3高炉送风的任务。随着高炉利用系机的输出转矩也相应增大了，电机机械强度上是否有这数的提高(由1998年的28提高到2002年的36)和高种可能性。针对上述问题课题组提出的具体解决措施和炉的扩容改造(由350m3扩大到380m3)，7#、8”电动鼓方法。风机系统运行已不能满足高炉的生产需要。而更换1)增加线负载，即A增加，负载电流提高10以D1200新风机，一是时间太长不允许，没有备用机组，二上，为了不使发热参数电流密度增加，考虑增大导线的截是济钢电网不允许，直接启动3600kW电机，承受不了
3、这面，但受槽形尺寸的限制，这种增加是有限的。么大的负荷需要上新变电所。三是资金不允许，一台2)随着负载电流的增大，在保证安匝数不变的前提D1200新风机大约需要450万元，还有新上变电所的资金下，可适当减少定子绕组的匝数，这就为导线的截面增加等。四是厂房不允许。为此，济钢专门对58、68高炉电带来了可能。动鼓风机系统节能增效技术进行了认真、细致地研究。表l 7#、88电动鼓风机改造前后性能参数比较决定在原基础和厂房不动的情况下，电机只更换定性能参数改造前改造后子线圈(由3200kw增容至3500kw)，转子及其余部件不Y器箭Y笳富动。根据核算，D1200风机需配用3600kw电机，考虑到型号额
4、定功率kw3600kw电机直接启动电网承受不了，决定改为3500kw32003500电额定电流A356389电机。增速箱采用渐开线硬齿面齿轮，用最先进的美国机额定电压V60006000额定转速rmin29852985AGMA21701国家标准，对所采用的渐开线硬齿面齿轮电源频率Hz5050的参数进行设计、校核。风机采用全可控涡“三元流”节型号篡瑟滏岳。蒜男雾氘能新技术，由过去的D1000一32风机改造为Dll70一2增速比20542018速传动功率kW2890410080o97风机。风机加装防喘振自动控制装置。改造风箱输出轴转速rmin60206020机现场安装和调试仅需7个工作日，相当于一次
5、风机中主动轴转速rmin28952895小齿轮轴径mm垂100西115修，不影响高炉生产。型号D1000一32篡j；妊72风机节能增效改造的部件进口压力MPaO097O097MPa78、88电动鼓风机改造前后性能参数比较风进口温度252521进口流量m3min1000117022电机定子线圈的增容机出口压力MPaO28O28原动机功率kW32003500电机只更换定子线圈(由3200kw增容至3500kw)，圭抽挂速!翌鎏丝QQ2Q转子及其余部件不动。3)提高绝缘等级，即由原来的E级提高到F级，绝电动机要增容的出发点主要提高原电机的线负载，缘采用F级单玻璃丝聚酰亚安薄膜饶包扁铜线和环氧粉作者简
6、介：张建芬，女，1963年出生，1990年毕业于山东冶金职工大学冶金机械专业，助理工程师，现主要从事动力设备管理工作一68万方数据总第139期冶金设备2003年6月第3期云母带加聚酰亚胺薄膜复合绝缘作对地绝缘，这样既增加了饶组匝问和对地绝缘，同时又为导线截面的增大提供了方便(因为总的绝缘厚度减少了)。这样就提供了在相同的槽形尺寸下适当增大导线截面的可能性，根据初步计算导体的截面可酌情增大15左右。4)采取VPI整体浸渍工艺，既提高了电机绕组整体绝缘强度和机械强度，又提高了热传导性能从而改善了绕组的散热状况，结果表明，这种工艺在同样的条件下温升可降低810。5)绕组端部绑扎工艺改进，增加绑扎层次
7、，采用适形衬垫材料，增强绕组端部的电器和机械强度。6)复算电机的整体机械强度，根据转轴的直径和出轴长度，键槽尺寸等机械尺寸，复算了功率提高到3500kw时的转轴部分所传递机械扭矩时所承受的应力均在允许值范围上。7)结论：根据上述几项具体措施功率由3200kW增容至3500kw，从电气和机械角度上来看是可行的。23增速箱采用渐开线硬齿面齿轮2。31现状D1000一32电动鼓风机增速箱大小齿轮，原设计为单圆弧软齿面(HB350)齿轮，是套用D90021电动鼓风机系列设计选用的，因此存在设计不合理，选用参数偏小等缺陷。随着高炉利用系数和风机负荷的增加，导致增速箱大、小齿轮超负荷运行，齿面出现点蚀、胶
8、合、断齿等现象，寿命降低，连续损坏，已严重影响高炉的生产。最短的一套大小齿轮备件只用了2个月，给济钢造成了极大的浪费。经过多方面的研究和计算，对大小齿轮进行了重新设计。在增速箱原几何尺寸不变的条件下，采用渐开线硬齿面(HB350)齿轮，设计寿命为68年，安全使用系数为1197，5级精度，HRc达到5264，表面渗炭处理，设计功率为4lookW。改造的目的是增加齿轮的使用寿命，减少设备事故，降低备件费用。232涉及部件只需更换一套大小齿轮及2副轴瓦，小齿轮轴径由9100mm扩大到牛115mm，机壳及其余部件不动。233齿轮强度校核采用最先进的美国AGMA21701国家标准，对所采用的渐开线硬齿面
9、齿轮的参数进行设计、校核。主要参数如表2所示。根据美国AGMA21701国家标准可以看出：齿轮接触安全系数一250413合格小齿轮弯曲安全系数一205716 合格大齿轮弯曲安全系数一213716 合格说明这种渐开线硬齿面齿轮设计上符合要求。表2渐开线硬齿面齿轮参数项目齿轮各项参数小齿轮大齿轮齿数56113中心距mm350齿宽mm250速比2018模数4节圆直径mm232齿顶圆直径mm240压力角o20螺旋角150 219”功率kW4loo效率993接触安全系数250 4变曲童全菱熬Z：QZ2：!Z24风机采用全可控涡“三元流”节能新技术1)引言：D1000一32电动鼓风机原设计基于的是一元流动
10、理论，其叶轮一般具有简单的单圆弧叶片。而实际叶轮中的流体流动是复杂的三维流动。利用一元流动理论设计的叶轮因为不能很好的适应流体的三维流动规律而存在较大的流动损失，从而导致效率普遍较低。采用三元流理论设计的叶轮，由于较好地适应了叶轮内的实际流动特性，具有较高的效率。因此，对78、88电动鼓风机根据全可控涡“三元流”新技术进行重新设计改造，由原来的D1000一32风机改为D1170一280O97“三元流”节能性风机。改造的目的是通过机组效率的提高，使其在相同的能耗下能增加流量，从而满足高炉的增产需求。2)涉及部件：只需对转子及隔板进行更换，机壳及轴承等部件不动。3)讨论：在离心压缩机的叶轮设计中，
11、叶轮内的流动速度分布的合理与否直接影响着叶轮的流动性能及效率。三元流叶轮与旧叶轮相比，由于较好地适应气体的叶轮中的三维流动特征，因而可以获得较好的内部流动速度分布，从而尽可能地减少旋涡分离、二次流等流动损失，具有较高的流动效率。对叶轮进行三元流改造的同时，将隔板等静止元件的加工工艺进行改造，将部分铸造件改为钢板焊接件，以使流道获得更高的加工精度，减少气流的摩擦损失，可更进一步的增加整机效率。4)性能测试对比：对改造前后的机器进行性能测试，结果表明改造后风机比原风机进口流量增加17，出口风压增加10，机器多变效率增加148。说明改造达到了即节能又增产的目的。2002年4月15日，7“、88电动鼓
12、风机系统经过上述节能增效技术的改造后，正式投入运行。经过半年多的试运行，运行效果良好，基本达到设计参数。3经济效益分析31电机定子线圈的增容改造的经济效益一台新3500kw电机需资金大约66万元，而一台由万方数据69总第139期冶金设备2003年6月第3期3200kW增容至3500kw电机需资金135万元，这样定子增容一台电机节约资金525万元。32增速箱采用渐开线硬齿面齿轮所创的经济效益一套单圆弧软齿面齿轮平均使用寿命为lo个月，价格为13万元；而一套渐开线硬齿面齿轮的平均使用寿命为6年，价格为23万元。年节约备件费一721323万元一706万元人工费：1万元合计节约716万元。33风机采用
13、全可控涡“三元流”节能新技术所创的经济效益根据一炼铁的统计证明：自从风机采用全可控涡“三元流”节能新技术以来，高炉的增产、多喷媒效果明显。2002年510月份5#、6”高炉风量月平均增加2534m3h；月平均风压增加o0126MPa；月平均铁产量增加1380t；按吨铁效益100元计算，年增产效益可达1656万元。由于风量的增加和风压的提高，鼓风动能相应增加，使高炉炉缸相对活跃接受煤粉的能力增强。因此，高炉与风机改造前相比平均吨铁多喷煤15kg，按吨煤效益70元计算，年多喷煤效益4225万元。合计年创经济效益20785万元。34合计年创经济效益由于78、8“电动鼓风机系统实行的节能增效改造技术，
14、节约设备费、备件费，铁产量的增加和多喷煤的利用，合计年创经济效益为6523万元。该项目共投资200万元，投资回收期为5个月。4结论实践证明，对5“、68高炉电动鼓风机系统所采用的节能增效技术，尤其是电机定子线圈增容改造，增速箱齿轮采用渐开线硬齿面齿轮，风机采用全可控涡“三元流”节能新技术，投资小、见效快，不失为钢铁厂利用现有设备降耗节能的一个有效途径。参考文献1机械设计手册联合编写组编机械设计手册北京：化学工业出版社，198712(收稿日期：20030106)PLC在提高旋转式倍尺飞剪剪切精度中的应用宋安钢孔令广李光民高娜苏广予(安钢集团公司第一轧钢厂河南455004)摘要分析了安钢第一轧钢厂
15、棒线材生产线成品飞剪剪切精度低的原因，并介绍了技术改造后的飞剪系统组成、剪切过程控制及其使用效果。关键词PLc倍尺飞剪提高剪切精度一1简介轧制后，以略高于轧辊线速度向飞剪方向运行，此时飞剪棒材旋转式成品倍尺飞剪在全国轧钢机组中大量使已经启动，通过调整飞剪交流电机转速使飞剪剪切线速用，其剪切精度低，严重制约机组效益指标的提升。通过度达到或略高于棒材速度，并且保持恒定。成品棒材到对安阳钢铁公司一轧厂线材机组旋转式成品倍尺飞剪的达飞剪前热金属检测器HMDl后，HMDl获取有料信PLC的数控系统改造，飞剪剪切精度由原来的误差1号，并传输给控制系统，启动计数器，开始记数。当达到834m提高到o1m，定尺
16、率提高3，成材率提高15，设定数后，发出信号使电磁离合器动作，并通过传动机构经济效益明显。及其他辅助装置驱动摆槽横向运动，移到剪刃中间位置，2改前飞剪存在的问题从而实现分段剪切。安钢一轧厂线材机组成品飞剪在改造前为Fs一50在实际工作过程中，由于棒材运动与剪刃运动是相型PC控制，其原理是用时间测量距离，控制倍尺误差在互独立的，延时继电器发出摆槽信号相对于剪刃位置是o1834m。控制精度很低。随机的、不确定的，故不可避免地要出现随机误差，剪刃改造后飞剪系统的工作过程：轧件经过末架精轧机回转一周长度为183m，误差也在O183m之间波动；作者简介：宋安钢，男，1963年出生，毕业于中南工业大学机械电子工程专业，本科学历，工程师，现为车间设备主任一70一万方数据