羅茨風(fēng)機(jī)壓力變送器：棗莊常用的電廠脫硫羅茨風(fēng)機(jī)

　　羅茨風(fēng)機(jī)底座如何固定

　　三葉羅茨風(fēng)機(jī)由于是高速運轉(zhuǎn)的機(jī)器，所以會產(chǎn)生震動，又由于其內(nèi)部空氣的脈動左右，也加大了三葉羅風(fēng)機(jī)的震動，所以三葉羅茨風(fēng)機(jī)在安裝時需要固定在地面上的。

　　三葉羅茨風(fēng)機(jī)型號的不同，在地面安裝尺寸應(yīng)在對應(yīng)的位置挖150*150mm平方深300mm的方坑，并埋入地腳螺栓，然后通過地腳螺栓，螺母把三葉羅茨風(fēng)機(jī)鏈接起來，最后在方坑中填滿水泥混凝土，等混凝土固定之后，再用力把螺母擰緊，是風(fēng)機(jī)底座和混凝土牢牢連接在一起，這樣就可以減小三葉羅茨風(fēng)機(jī)在運轉(zhuǎn)中的震動位移，提高了設(shè)備的運行安全性，并且由于減小了震動，從而也大大延長了三葉羅茨風(fēng)機(jī)的使用壽命;

　　調(diào)整如下：

　　(1)首先，啟動羅茨鼓風(fēng)機(jī)，一邊觀察壓力表，一邊旋緊閘閥，使壓力超過設(shè)定壓力的10%左右。

　　(2)然后，松開鎖緊螺母，按逆時針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，直至從安全閥排出空氣為止。

　　(3)在旋緊閘閥過程中，若尚未達(dá)到風(fēng)機(jī)設(shè)定壓力，安全閥已排除空氣，再次順時針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，直至不在排除空氣為止，然后逆時針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，到達(dá)恰好排除空氣為止。

　　(4)擰緊鎖定螺母和調(diào)節(jié)螺母。

　　(5)松開閘閥;

　　三葉羅茨風(fēng)機(jī)是一種雙葉輪同步壓縮機(jī)械，每個三葉型轉(zhuǎn)子用兩個軸承支承，利用一對同步齒輪，使兩個轉(zhuǎn)子的相對位置始終保持不變。屬容積式鼓風(fēng)機(jī)，具有強制輸氣特征。三葉羅茨風(fēng)機(jī)作為回轉(zhuǎn)式機(jī)械，具有比較穩(wěn)定的工作特性，三葉羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與泵體、轉(zhuǎn)子與側(cè)蓋之間都有微小間隙，因而工作腔內(nèi)沒有摩擦，無接觸磨損部分;

　　三葉羅茨風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)耐用，無需潤滑，使用壽命長，動力平衡性好。運轉(zhuǎn)一周有六次吸排氣過程，容積效率高。結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，不需要內(nèi)部潤滑，輸送的介質(zhì)不含油等特點。泵轉(zhuǎn)子的支承采用了可靠的消隙結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動部件作細(xì)致的動平衡，并采用高精度的斜齒輪，因此，運行平穩(wěn)，噪聲低，使用更加可靠，可在高壓差下長期運行。

　　三葉羅茨風(fēng)機(jī)，噪聲小，效率高，操作方便，使用免維護(hù)。綜合使用性能優(yōu)于二葉羅茨風(fēng)機(jī)，制造精度高，高效節(jié)能處于國內(nèi)領(lǐng)先水平;是目前效率最高，應(yīng)用最廣泛的羅茨風(fēng)機(jī)，

　　遍布石化、建材、電力、冶煉、化肥、礦山、港口、輕紡、食品、造紙、水產(chǎn)養(yǎng)殖和污水處理、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等諸多領(lǐng)域，大多用于輸送空氣，密封后也可用來輸送煤氣、氫氣、乙炔、二氧化碳等易燃、易爆及腐蝕性氣體。選用不銹鋼葉輪可輸送含;

　　羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是不受風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制的，不論轉(zhuǎn)速變化如何其風(fēng)壓可以保持不變。而羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量則與羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的，風(fēng)量調(diào)節(jié)，完全由變頻器改變電機(jī)頻率達(dá)到無級變速，起到調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量的效果。

羅茨風(fēng)機(jī)壓力變送器：羅茨風(fēng)機(jī)的安裝

　　(!)羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作原理:其主要工作元件是轉(zhuǎn)子。隨著轉(zhuǎn)軸安裝位置不同，羅茨鼓風(fēng)機(jī)有W式 (臥式) 和L式 (立式) 之分。W式的兩個轉(zhuǎn)子中心線在同一水平面內(nèi)，氣流為垂直流向；L式的兩個轉(zhuǎn)子中心線在同一垂直面內(nèi)，氣流為水平流向。工作時耦合的轉(zhuǎn)子以相同的速度作反向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子分向側(cè) (圖中W式的下側(cè)和L式的左側(cè)) ，由于氣室容積由小變大，此側(cè)形成低壓區(qū)，得以進(jìn)氣。在轉(zhuǎn)子的合向側(cè) (圖中W式的上側(cè)和L式的右側(cè)) ，氣室容積由大變小，此側(cè)形成高壓區(qū)，得以壓送氣體。氣體從低壓區(qū)向高壓區(qū)的輸送，則依靠轉(zhuǎn)子任一端將氣體從低壓區(qū)沿機(jī)殼區(qū)間 (圖上的內(nèi)線區(qū)間) 掃人高壓區(qū)。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，氣體便定量地被壓送四次。因此，它的流量與轉(zhuǎn)速成正比，同時不受高壓區(qū)壓力變化的影響。（2） 軸流式：原理也是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片產(chǎn)生升力來輸送流體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體能量。由于流體進(jìn)入和離開葉輪都是軸向的,故稱為軸流式風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)屬于高比轉(zhuǎn)數(shù)，其特點是流量大，風(fēng)壓低。軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一般在450N/平方米～4500N/平方米之間，主要用于礦井、隧道、船艦倉室的通風(fēng)；紡織廠通風(fēng)、工業(yè)作業(yè)場所的通風(fēng)

羅茨風(fēng)機(jī)壓力變送器：羅茨鼓風(fēng)機(jī)其主要作用是氣體輸送及加壓!

　　原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機(jī)其主要作用是氣體輸送及加壓!

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　　1. 聯(lián)合運行的實現(xiàn)

　　首先介紹下羅茨鼓風(fēng)機(jī)，羅茨風(fēng)機(jī)由兩個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸中做相對運動來壓縮和輸送氣體的容積式風(fēng)機(jī)。其主要作用是氣體輸送及加壓，其主要參數(shù)有：流量、揚程、軸功率、轉(zhuǎn)速、必須汽蝕余量等。流量和揚程是羅茨風(fēng)機(jī)主要的性能參數(shù)。

　　其次要想實現(xiàn)燃?xì)忮仩t與羅茨風(fēng)機(jī)的聯(lián)動，工藝要求是關(guān)鍵，控制機(jī)組中的PLC程序是輔助。程序的設(shè)計應(yīng)根據(jù)鍋爐對燃?xì)庖蟮墓に嚄l件來實現(xiàn)。工藝流程可簡單表示為：PLC上電，在設(shè)定的程序內(nèi)進(jìn)行自檢，包括羅茨風(fēng)機(jī)入口側(cè)天然氣壓力、出口側(cè)壓力，并與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，當(dāng)滿足運行要求時，PLC輸出指令，羅茨風(fēng)機(jī)啟動;與此同時，鍋爐主控上電，當(dāng)羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力到達(dá)鍋爐需要的燃?xì)鈮毫螅_茨風(fēng)機(jī)降頻運行，此時鍋爐啟動點火程序，系統(tǒng)開始運行。

　　2. 項目背景

　　天然氣較傳統(tǒng)化石燃料有明顯優(yōu)點，其無毒無害，熱值高，其作為能源，可有效減少溫室氣體和粉塵的排放，因而大大改善環(huán)境污染問題，天然氣作為一種清潔能源，能有效改善環(huán)境質(zhì)量。

　　隨著北方冬季霧霾天氣的如約而至，河北省下大力度整治污染，促進(jìn)鍋爐“煤改氣”的發(fā)展，隨著“煤改氣”工作的不斷深入，氣源問題逐漸暴露。

　　河北某鋼廠沖渣水余熱供熱項目，由于供熱面積的持續(xù)加大，導(dǎo)致熱源顯得捉襟見肘，項目決定，增加兩臺17.5MW燃?xì)忮仩t，但燃?xì)忮仩t要求燃?xì)鈮毫?0～60KPa，利用常規(guī)燃?xì)夤竟艿罋庑璺笤O(shè)燃?xì)夤艿?，設(shè)置調(diào)壓柜?？紤]項目工期緊張，同時節(jié)約成本，利用鋼廠內(nèi)提供壓力約為4000Pa的燃?xì)狻楸Ｕ襄仩t正常運行，需利用羅茨風(fēng)機(jī)將燃?xì)膺M(jìn)行增壓，同時羅茨風(fēng)機(jī)燃?xì)庖肟诰鄰S內(nèi)燃?xì)庹{(diào)壓柜約100米，此種方案沒有前例，需要燃?xì)忮仩t與羅茨風(fēng)機(jī)有機(jī)聯(lián)合運行。

　　2.1壓力控制

　　壓力控制包括兩個方面：

　　2.1.12鍋爐燃?xì)夤艿揽偣芘c分支管的壓力。

　　由于羅茨風(fēng)機(jī)出口沒有緩沖罐，燃?xì)夤艿拦軓捷^大為DN400，而鍋爐入口燃?xì)夤艿罏镈N100，由伯努利方程

　　，可得出鍋爐燃?xì)馊肟趬毫εc燃?xì)饪偣軌毫?/p>

　　有差距，經(jīng)計算可得支管壓力與總管壓力相差10KPa左右，故運行中總管壓力應(yīng)高于分支壓力，才能保證鍋爐燃?xì)庠谝?guī)定范圍內(nèi)。鍋爐燃燒器電磁閥有承壓極限為70KPa，超壓后，電磁閥會損壞，故單純靠羅茨風(fēng)機(jī)變頻無法達(dá)到工藝要求。為達(dá)到工藝要求，現(xiàn)在主管道安裝壓力起跳裝置，當(dāng)壓力達(dá)到65KPa時，自動泄壓，以此保護(hù)鍋爐燃燒器電磁閥。

　　2.2.羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口壓力。

　　由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)入口壓力約為4000Pa，為防止羅茨風(fēng)機(jī)在正常運行時入口成為成為負(fù)壓，工藝要求在入口處設(shè)定報警點及停機(jī)點，報警點為2000Pa，停機(jī)點設(shè)為1000Pa;為實現(xiàn)鍋爐負(fù)荷與羅茨風(fēng)機(jī)聯(lián)動，在羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口設(shè)定壓力傳感器，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時，羅茨風(fēng)機(jī)出口的壓力變送器數(shù)值變動，再把數(shù)值反應(yīng)到PLC中，經(jīng)過PLC計算，調(diào)整羅茨風(fēng)機(jī)頻率，從而達(dá)到羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力與鍋爐對燃?xì)庖髩毫ο嗥ヅ洹?/p>

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羅茨風(fēng)機(jī)壓力變送器：羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計

　　原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。

　　羅茨風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)從根本上解決了羅茨風(fēng)機(jī)大啟動力矩而配用大功率電機(jī)的問題，節(jié)能效果非常顯著。能夠解決羅茨風(fēng)機(jī)低負(fù)荷運行，羅茨風(fēng)機(jī)開度當(dāng)板小而引起的風(fēng)紀(jì)震動問題，使羅茨鼓風(fēng)機(jī)運行更加穩(wěn)定。閉環(huán)控制系統(tǒng)的建立使控制更加穩(wěn)定裝置操作更加平穩(wěn)；另外羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低大大提高了羅茨風(fēng)機(jī)軸承的使用壽命。提高了設(shè)備運行時間，延長了設(shè)備的檢修周期。

　　2.變頻調(diào)速裝置在羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

　　羅茨風(fēng)機(jī)的流量，運行壓力，軸功率這三個基本參數(shù)與轉(zhuǎn)速的運算公式極其復(fù)雜，同時羅茨風(fēng)機(jī)類負(fù)荷隨環(huán)境變化參數(shù)也隨之變化。在工程中一般根據(jù)羅茨風(fēng)機(jī)的運行曲線，進(jìn)行大致的參數(shù)運算，通過改變羅茨風(fēng)機(jī)的管網(wǎng)特性曲線來實現(xiàn)對羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量的調(diào)節(jié)；通過改變羅茨風(fēng)機(jī)葉片的角度來實現(xiàn)對羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)；通過改變羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)。

　　取代老式的依靠擋板改變流量的方式，達(dá)到節(jié)能的效果；精確地調(diào)節(jié)速度和流量，保證工藝質(zhì)量；接受計算機(jī)的模擬或數(shù)字信號，進(jìn)行實時控制；動態(tài)性能好，可實現(xiàn)“軟”啟動。變頻裝置的特性保證了電機(jī)啟動和加速時具有消除啟動對電機(jī)的沖擊，可以提高電機(jī)和機(jī)械的使用壽命。

　　3.變頻調(diào)速技術(shù)

　　3.1變頻調(diào)速的基本原理

　　對異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時，希望電動機(jī)的主磁通Фm保持額定值不變。磁通太弱，電動機(jī)帶負(fù)載能力下降，磁通太強，形成過飽和，將引起勵磁電流波形畸變。由上可見,Фm值由e1和fl共同決定，對e1和fl進(jìn)行適當(dāng)控制，就可以使氣隙磁通Фm保持額定值不變。分兩種：基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速，即從電機(jī)額定頻率f調(diào)速；基頻以上的弱磁通變頻調(diào)速。

　　3.2 u/f控制

　　主電路中逆變器采用BJT，用PWM方式進(jìn)行控制。逆變器的控制脈沖發(fā)生器同時受控于頻率指令f和電壓指令U，而f和U之間的關(guān)系是由U/f曲線發(fā)生器決定的。這樣經(jīng)PWM控制之后，變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關(guān)系就，就是U/f曲線發(fā)生器所確定的關(guān)系。轉(zhuǎn)速的改變是靠改變頻率的設(shè)定值來實現(xiàn)的。電動機(jī)的實際轉(zhuǎn)速要根據(jù)負(fù)載的大小，即轉(zhuǎn)差率的大小來決定。負(fù)載變化時，在f不變的條件下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化而變化，故它常用于速度精度要求不十分嚴(yán)格或負(fù)載變動較的場合。U/f控制是轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，無需速度傳感器，控制電路簡單，負(fù)載可以是通用標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)，所以通用性強，經(jīng)濟(jì)性好，是目前通用變頻器產(chǎn)品中使用較多的一種控制方式。

　　3.3 轉(zhuǎn)差頻率控制

　　根據(jù)速度傳感器的檢測，可以求出轉(zhuǎn)差頻率△f，再把它和速度設(shè)定值f相疊加，以該疊加值作為逆變器的頻率設(shè)定值f1*，就實現(xiàn)了轉(zhuǎn)差補償。這種實現(xiàn)轉(zhuǎn)差補償?shù)拈]環(huán)控制方式稱為轉(zhuǎn)差頻率控制方式。與U/f控制方式相比，其調(diào)速精度大為提高。但是使用速度傳感器求取轉(zhuǎn)差頻率，要針對具體電動機(jī)的機(jī)械特性調(diào)整控制參數(shù)，因而這種控制方式的通用性差。

　　4.系統(tǒng)自動控制的實現(xiàn)

　　4.1控制系統(tǒng)的工作原理

　　本系統(tǒng)是用單片機(jī)控制的變頻器實現(xiàn)的羅茨風(fēng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。其主要硬件是MSC8051單片機(jī)，變頻器，壓力變送器，羅茨風(fēng)機(jī)。該系統(tǒng)中單片機(jī)起到控制器的作用，變頻器和羅茨風(fēng)機(jī)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過設(shè)置在羅茨鼓風(fēng)機(jī)負(fù)壓側(cè)的壓力變送器得到系統(tǒng)的反饋信號，并且將其轉(zhuǎn)化成了標(biāo)準(zhǔn)的電流或者電壓信號，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號傳送到單片機(jī)，然后由單片機(jī)實現(xiàn)PI壓力調(diào)節(jié)，顯示功能。最后輸出控制量，作為變頻器的模擬量給定信號，由變頻器輸出SPWM調(diào)制的頻率可調(diào)的電壓來控制羅茨風(fēng)機(jī)電動的轉(zhuǎn)速。從而整個系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制。達(dá)到準(zhǔn)確控制，節(jié)能的目的。

　　4.2 控制器的硬件設(shè)計

　　單片機(jī)：選用MCS-8051單片機(jī)，由于本系統(tǒng)的設(shè)計目的是羅茨風(fēng)機(jī)的簡單調(diào)速系統(tǒng)，所以系統(tǒng)不要求有復(fù)雜的控制功能。因此本系統(tǒng)選用最小系統(tǒng)，不需要對單片機(jī)的進(jìn)行外部存儲器的擴(kuò)展。由于8051單片機(jī)的輸入輸出口數(shù)目的限制，所以系統(tǒng)擴(kuò)展了并行通信口8255A作為A/D，D/A的接口芯片。系統(tǒng)還具有簡單的鍵盤輸入和顯示作用，通過8279控制鍵盤和顯示器。

　　變頻器：變頻器選用西門子公司的Ec01-110k13kw 變頻器。

　　變送器：選用BYD-8系列壓力變送器。

　　鍵盤顯示部分是用單片機(jī)控制8279鍵盤顯示電路，由小鍵盤和6個8段數(shù)碼LED組成。可以通過鍵盤對系統(tǒng)的PI的參考量進(jìn)行預(yù)制，這樣使系統(tǒng)增加了很的可移植行和方便了系統(tǒng)的調(diào)試。本系統(tǒng)還可以隨時跟蹤顯示羅茨風(fēng)機(jī)負(fù)壓側(cè)的壓力，方便了操作人員對系統(tǒng)監(jiān)控。

　　4.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件是計算機(jī)控制系統(tǒng)的一個關(guān)鍵組成部分，軟件的質(zhì)量直接關(guān)系到整個控制系統(tǒng)的效率和性能。根據(jù)控制系統(tǒng)的目標(biāo)需求，對控制軟件的功能進(jìn)行合理的劃分，再采用模塊化的設(shè)計原則，確定各個模塊所要完成的功能，整個控制軟件完成數(shù)據(jù)的輸入，顯示以及PI調(diào)整功能。整個單片機(jī)系統(tǒng)不但起到了控制作用而且充當(dāng)簡單的上下位機(jī)作用。

　　PI控制器可以使原系統(tǒng)更加穩(wěn)定準(zhǔn)確，環(huán)節(jié)P用來使系統(tǒng)快速的動作，但遺憾的是有余差存在；積分控制可以消除余差，但是容易使系統(tǒng)的控制過程產(chǎn)生震蕩，且時間延遲很長，被控變量波動幅度也很大。應(yīng)用PI控制，可以很好的改善以上單獨使用的不足，使系統(tǒng)控制變的準(zhǔn)確。雖然PI控制還存在很多不足，但是在本系統(tǒng)中，由于對壓力的控制要求不是十分的嚴(yán)格，所以應(yīng)用PI控制就可以很好的完成控制要求。對于PI控制器的參數(shù)整定有多種方法，如：臨界比例度法，衰減曲線法，PID歸一參數(shù)法等方法。但是在工業(yè)中最長使用的是經(jīng)驗法。這種方法是工人師傅幾十年操作經(jīng)驗的積累，逐步的反復(fù)的試湊，最后得到控制器的適合參數(shù)。在PI控制器的設(shè)計上，本系統(tǒng)采用了積分分離法防止積分的飽和。

　　5.小結(jié)

　　本文系統(tǒng)的介紹了整個系統(tǒng)的設(shè)計過程。首先討論了各種羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)方法以及他們各自的特點，而突出了變頻調(diào)速的優(yōu)點。然后系統(tǒng)的說明了變頻器的原理以及分類，根據(jù)各方面的比較選擇該系統(tǒng)所用到的電壓型變頻器，根據(jù)所用的頻器的基礎(chǔ)上，確定變頻器的相關(guān)參數(shù)。最后根據(jù)在工業(yè)現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)上的仿真，完成控制器的軟件設(shè)計。

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