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森兰690V850kW变频器在隔膜泵上的应用

--森兰690V850kW变频器在隔膜泵上的应用

供稿:希望森兰科技股份有限公司 2009/7/7 11:24:00

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  • 关键词: 变频器 氧化铝 隔膜泵
  • 摘要:隔膜泵是一种新型输送机械,是目前国内最新颖的一种泵类。森兰SB70G850kW(690V)矢量控制变频器在隔模泵上替代国外变频器投运以来,其性能和可靠性完全满足氧化铝生产工艺的要求,国产化是必由之路。

 

  一、概述
  隔膜泵是一种新型输送机械,是目前国内最新颖的一种泵类,采用压缩空气为动力源。隔膜泵其有四种材质:塑料、铝合金、铸铁、不锈钢。隔膜泵根据不同液体介质分别采用丁晴橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯,以满足不同生产工艺的需要。隔膜泵既能抽送流动的液体,又能输送一些不易流动的介质,具有自吸泵、潜水泵、屏蔽泵、泥浆泵和杂质泵等输送机械的许多优点。
 

  隔膜泵已经在石油、化工、食品、电子、陶瓷、纺织等行业采用,安装在各种特殊场合,用来抽取各种常规泵不能抽吸的介质。隔膜泵发展的应用潜力,还不为很多人所知。隔膜泵也叫气动双隔膜泵或气动泵,是一种新型输送机械,采用压缩空气为动力源,对于各种腐蚀性液体,带颗粒的液体,高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体,均能予以抽光吸尽。所以,隔膜泵正逐步侵入其他泵的市场,并占有其中的一部分。如:油漆、涂料等精细化工行业和陶瓷业中隔膜泵已占有绝对的主导地位,而在其他的一些行业中,像环保、废水处理、建筑、排污等行业中正在扩大它的市场份额,并具有其他泵不可替代的地位。
 

  二、隔膜泵的工作原理
  隔膜泵靠压缩空气驱动。定向空气分配阀和导向阀,称为“气室”,都设置在泵的中心部位。介质流动通过两个汇流管和外隔膜室,称为“介质室”。通常止回阀(球型或片型)都设置在每个外隔膜室的顶部或底部或共用一汇流管。这两个外隔膜室靠吸口和出口接头连接起来,泵是自吸的。
 

  在操作中,空气分配阀交替控制隔膜的增压。在每次冲程后,阀将自动变换位置,使空气得以切换至另一隔膜室,使两边隔膜室形成交替的吸液和压送冲程,隔膜在平行路径里移动,空气阀无润滑油需求,这就是首选的运行方式,洁净、干燥的空气更能提高泵的性能。
 

  介质通过隔膜泵时,止回阀一开一关这使得每个外隔膜室交替地填充和排出,止回阀对压力差做出反应。球阀止回阀可处理含小颗粒的介质,而片阀止回阀可以处理含接近管径尺寸大小软颗粒的介质。
 

  当空气分配阀让压缩空气进入左隔膜室,隔膜受压往外推出,而形成压送冲程,在压送部内的介质即受力离开左面外隔膜室、止回阀、汇流管,而后由泵的出口流出,排出口位置可以是顶部、底部、或侧面。当左隔膜室受压推出时,隔膜连接杆在内部拖动右隔膜向内缩回止回阀充满流体,在这一循环动作完成后,空气分配阀将自动地变换位置,使空气切换至另一隔膜室,反向重复上述循环动作,即两边隔膜室将因此呈现交替性的压送及吸收液动作。
 

  三、氧化铝行业对隔模泵传动系统的要求
  生产氧化铝的前端工序是先将铝矾土粉碎制成原矿浆,将合格的原矿浆通过隔膜泵(喂料泵)送至高压溶出器,在高压溶出器中,在一定的外部条件作用下,溶出铝土矿中的氧化铝得到铝酸钠。当溶出时间一定时,溶出速度越快,氧化铝的溶出率就越高,产能越大。但溶出反应需在一定条件下进行,要保证氧化铝的高溶出率,就要保证各种物料的相对平衡,在其他条件相对变化的情况下,要求料浆泵的喂料量也发生相应的调整,这样才能优化生产工艺指标,进而优化氧化铝生产的技术经济指标。为实现生产工艺过程的优化进行,高压泥浆隔膜泵是采用拜尔法生产氧化铝,尤其是采用管道化溶出工艺的氧化铝厂的重要设备。被誉为拜尔法氧化铝厂的心脏部位。其运转率直接代表着氧化铝厂的投矿运转率。对电气传动系统提出以下要求:
 

  (1)电动机和泵组等机械设备在使用原设备的基础上,通过改变电气控制系统的控制方法,使电动机转速在10~583 rpm之间连续可调,且能够带载起动隔膜泵;
 

  (2)设备起动平缓,运行稳定可靠。电气设备可运行率达95%以上;设置完善的保护装置,包括管道超压自动保护和常规电气故障保护;
 

  (3)对泵采用三地操作,分别设置在机旁、变频器控制室、仪表室。泵组的开、停在机旁和变频器控制室进行,仪表室只有在管道超压或其他紧急情况下进行设备紧急停车;当进料量给定值确定后,系统能够自动跟踪给定值。
 

  喂料量的改变是通过隔膜泵(喂料泵)变频调速来实现的。因为对变频器的可靠性要求极高,因此一般都采用国外著名变频器。
 

  四、森兰变频器隔模泵上的应用
  近几年,国产变频技术有了极大的进展,国内厂家也能生产高性能的矢量控制变频器,起动力矩可达2倍额定力矩,平均无故障时间2万小时以上,像氧化铝这样连续性生产工艺,也完全能够满足。森兰在380V矢量控制变频器的基础上,开发出了SB70G850kW(690V)矢量控制变频器,与国外变频器相比,其性能上并无多大差别。
 

  隔模泵使用的是690V780kW鼠笼异步电动机,电源频率为50Hz时转速为583rpm,转速为10rpm时变频器输出频率不到1Hz,调速比接近60,且能够1Hz频率下带额定负载运行。
 

  矢量控制变频器的调速比可达1:100,调速精度可精确到0.1%,且是无级调速,选用森兰SB70G850kW(690V)矢量控制变频器能满足调速性能要求。对于当进料量给定值确定后,系统能够自动跟踪给定值的自动控制方案,只需将矿浆电磁流量计输出的4~20mA反馈信号送到变频器的PI调节器的反馈端口上实现闭环控制,使矿浆的流量在给定范围内变化,保证氧化铝的溶出率为最高。
 

  森兰SB70G850kW(690V)矢量控制变频器在隔模泵上已经连续无故障运行了半年有余,实践证明,国产变频器无论是质量,还是性能表现极佳,并且在调速过程中有节能效果,给用户带来了实实在在的效益,在用户中树立了很好的口碑。
 

  五、结语
  SB70G850kW(690V)变频器投运以来,运行可靠平稳,控制灵活方便,控制准确,精度高,充分保证了隔膜泵准确送料,大大优化了生产指标,提高了矿浆中的氧化铝溶出率和设备产能,取得了巨大的经济效益。变频调速技术的应用,保证了调速平滑、连续,实现了节能;设备技术水平的提高和优化,使得设备维护工作量和维护费用都大大降低,降低了单位产品的成本,产生了较好的社会经济效益。实践证明,森兰SB70G850kW(690V)变频器其性能和可靠性完全满足氧化铝生产工艺的要求,国产化是必由之路。
 

  参考文献:
  1. 希望森兰科技股份有限公司        森兰SB70G(690V)用户手册,2007
  2、董志平                              森兰SB70G变频器在氧化铝生产线中的应用(《变频器世界》2008年第10期)

 

更多内容请访问 希望森兰科技股份有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=33657)

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