煤油氣相干燥設(shè)備的改進(jìn)和完善分析

梁業(yè)彪

摘要：煤油氣相干燥設(shè)備在高壓等級(jí)變壓器生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，隨著變壓器壓力等級(jí)要求提高，變壓器生產(chǎn)數(shù)量變多，傳統(tǒng)的煤油氣相干燥設(shè)備越來越難適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)需求，其需要得到改進(jìn)和完善，才能繼續(xù)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)揮價(jià)值。結(jié)合變壓器生產(chǎn)要求，明確煤油氣相干燥設(shè)備的改進(jìn)要點(diǎn)，提出完善方案，使設(shè)備改進(jìn)設(shè)計(jì)成品得到有效執(zhí)行。

關(guān)鍵詞：煤油氣相干燥設(shè)備;改進(jìn)要點(diǎn);完善措施

煤油氣相干燥設(shè)備整體都需要得到改善，其內(nèi)部的真空罐體、真空系統(tǒng)、電動(dòng)平車等都是重要的改進(jìn)升級(jí)對(duì)象。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用性能，對(duì)各部分作出優(yōu)化設(shè)計(jì)。在改進(jìn)完善后，還要將其落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)中，檢驗(yàn)優(yōu)化對(duì)象的運(yùn)行情況，以便繼續(xù)完善設(shè)計(jì)方案，完善設(shè)備。本文主要針對(duì)煤油氣相干燥設(shè)備的改進(jìn)與完善進(jìn)行探討。

一、真空罐體的改進(jìn)

真空罐體是煤油氣相干燥設(shè)備的重要組成部分，其在設(shè)備中主要起到加熱保溫保真空作用，相關(guān)系統(tǒng)主要安裝在真空罐壁上，外側(cè)設(shè)置加熱排管起保溫作用，蒸發(fā)器主要加熱作用。兩者相輔相成，共同保證設(shè)備干燥加熱性能。對(duì)于真空罐壁加熱系統(tǒng)來說，外加熱管作用時(shí)，其本身會(huì)散發(fā)熱量，也會(huì)使周圍空氣產(chǎn)生對(duì)流情況，這兩種現(xiàn)象共同作用于罐壁，使其間接受熱。這種間接加熱方法不能在短時(shí)間內(nèi)完成加熱工作，不僅浪費(fèi)能量，也無法提高加熱效率。在改進(jìn)和完善中，需要將加熱方式由間接轉(zhuǎn)為直接。設(shè)計(jì)人員可借助加熱介質(zhì)，使其直接接觸罐壁，進(jìn)行傳導(dǎo)加熱[1]。該種介質(zhì)需要填充在罐壁與槽鋼之間的空隙中，槽鋼也是改進(jìn)要點(diǎn)，主要將其安裝在罐壁相關(guān)位置處。

在利用加熱介質(zhì)后，其會(huì)成為熱量與罐壁之間的橋梁，罐壁可以在短時(shí)間內(nèi)加熱到設(shè)計(jì)溫度。將這種真空罐體應(yīng)用在煤油氣相干燥設(shè)備中，設(shè)備的多方面都享受到了該種改進(jìn)優(yōu)勢(shì)帶來的效益，如在材料應(yīng)用方面，在改進(jìn)中，會(huì)借助加熱槽來代替無縫鋼管，很明顯前者對(duì)材料需求量更少。這種改進(jìn)還可以節(jié)省導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油是加熱環(huán)節(jié)的要素，在改進(jìn)后，罐體加熱系統(tǒng)可以節(jié)省原來導(dǎo)熱油含量的四分之三。這會(huì)為企業(yè)節(jié)省很多材料成本。真空罐體在抽空的過程中，需要承受真空壓力而不能變形，在傳統(tǒng)設(shè)備中，罐壁有出現(xiàn)因?yàn)檫@一操作出現(xiàn)變形問題，但將槽鋼安裝其上時(shí)，槽鋼的剛度和強(qiáng)度也會(huì)施加給罐壁，使罐壁更加穩(wěn)定可靠，其在應(yīng)用中的變形問題會(huì)減少許多。槽鋼的焊接雖然有優(yōu)勢(shì)，但也有缺陷，如焊接滲漏或焊接瘤等問題。在焊接技術(shù)落實(shí)中，相關(guān)人員還要提高技術(shù)水平，使這種改進(jìn)措施能真正完善真空罐體。

二、真空系統(tǒng)的改進(jìn)

真空系統(tǒng)改進(jìn)點(diǎn)主要在于油環(huán)泵的應(yīng)用，其可以同時(shí)充當(dāng)前級(jí)泵和泄露泵角色，完成相關(guān)油液處理工作。將其應(yīng)用在煤油氣相干燥設(shè)備中，可提升設(shè)備性能和應(yīng)用的可靠性。真空系統(tǒng)引入油環(huán)泵后，泵油會(huì)得到及時(shí)處理，避免了油液乳化問題，其還可以對(duì)出水量進(jìn)行控制測(cè)量，使測(cè)量數(shù)值更加準(zhǔn)確[2]。在其充當(dāng)前級(jí)泵時(shí)，其代替了傳統(tǒng)的旋片泵，改善了泵腔冷凝水、煤油排除不干凈缺陷，從而避免了泵油乳化稀釋現(xiàn)象，所以泵腔極限真空會(huì)保持正常，泵的性能也不會(huì)出現(xiàn)降低現(xiàn)象。這節(jié)省了泵處理時(shí)間，也減少了油液更換次數(shù)和油液應(yīng)用量，節(jié)省了成本。改進(jìn)后的油環(huán)泵在排除水分測(cè)量中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，在泵應(yīng)用中，這些水體不會(huì)直接進(jìn)入排煙道，其會(huì)進(jìn)入氣液分離罐，在氣液分離后，液體會(huì)進(jìn)入收集罐，收集罐的計(jì)量?jī)x器就會(huì)計(jì)算出水的重量，從而獲得更精準(zhǔn)的產(chǎn)品出水量，為產(chǎn)品干燥效果提供更有力的依據(jù)。

當(dāng)然這種油環(huán)泵也有缺陷，其無法滿足極限真空高度要求。其在此方面的量級(jí)要小于傳統(tǒng)旋片泵的極限真空度量級(jí)。在改進(jìn)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員還要注意改善這一現(xiàn)象，可以通過利用羅茨泵變頻啟動(dòng)技術(shù)來縮短工藝準(zhǔn)備時(shí)間，使設(shè)備的極限真空度提升。

三、電動(dòng)平車的改進(jìn)

在煤油氣相干燥設(shè)備運(yùn)行中，其真空、高溫及高溶解性這種工況比較特殊，對(duì)電動(dòng)平車的要求也較高，電動(dòng)平車上的軸承運(yùn)行經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)老化或磨損嚴(yán)重現(xiàn)象，這與潤(rùn)滑不到位有關(guān)。在常規(guī)潤(rùn)滑不滿足要求后，工作平車本身及起作用的設(shè)備運(yùn)行效率和安全可靠性都會(huì)降低。在改進(jìn)設(shè)計(jì)中，則需要添加潤(rùn)滑系統(tǒng)來有效減少軸承之間的摩擦力，使其得到有效潤(rùn)滑[3]。對(duì)于系統(tǒng)屬于集中型，其需要考慮多點(diǎn)分配器的應(yīng)用要求，需要保證潤(rùn)滑均勻度和有效性，所以還要保證每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑劑量。改進(jìn)中的潤(rùn)滑油系統(tǒng)需要利用變壓器油完成潤(rùn)滑工作，這樣既可以起到潤(rùn)滑作用，又不會(huì)生產(chǎn)過程中污染到產(chǎn)品。所以不用擔(dān)心變壓器應(yīng)用問題。

四、以設(shè)備共用的方式精簡(jiǎn)系統(tǒng)，提高設(shè)備利用率

主要從以下幾方面入手分析，其一，利用內(nèi)置式蒸發(fā)器來構(gòu)建加熱系統(tǒng)，該種設(shè)備會(huì)控制熱量輻射情況，使其損失量減少，且該種設(shè)備規(guī)模較小，并不會(huì)占用氣相干燥設(shè)備太多空間，所以設(shè)備整體運(yùn)行效果會(huì)很顯著。其二，在設(shè)備改進(jìn)后，內(nèi)置式蒸發(fā)器及其他設(shè)施結(jié)合良好，整體配置情況非常簡(jiǎn)潔，不再冗雜，在加熱階段，只使用一個(gè)前級(jí)泵作為泄露泵，通過閥門切換抽空控制收集罐真空度，從而有效控制整個(gè)干燥罐、緩沖罐等整個(gè)真空度系統(tǒng)真空，這會(huì)減輕真空系統(tǒng)運(yùn)行壓力，會(huì)使真空系統(tǒng)負(fù)荷更低，減少真空泵的啟動(dòng)數(shù)量，真空系統(tǒng)運(yùn)行利用效率會(huì)得到提升[4]。其三，改進(jìn)后的設(shè)備主要利用設(shè)備共用方式來精簡(jiǎn)系統(tǒng)，使設(shè)備利用率達(dá)到最大。

五、采用高效冷凝熱回收裝置，提高設(shè)備運(yùn)行效率

冷凝熱回收裝置運(yùn)行的高效性主要集中體現(xiàn)在冷熱交換過程的應(yīng)用，該裝置主要安裝在主冷凝器前，兩者共同構(gòu)成冷凝系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要作用于蒸汽的降溫冷凝和熱回收過程。該高溫蒸汽主要源自真空罐體抽真空過程，當(dāng)高溫蒸汽從真空罐抽出，經(jīng)過該冷凝熱回收裝置，該裝置里面冷凝管路通過來自于收集罐的低溫煤油。一方面會(huì)吸收經(jīng)過冷凝熱回收裝置高溫混合氣體中的熱能，此時(shí)煤油溫度上升，并流向需要高溫煤油的緩沖罐，達(dá)到加熱煤油的目的。另一方面，在冷凝熱回收裝置吸收熱能過程，同時(shí)也是冷凝的過程，此時(shí)從真空罐抽出來的高溫混合氣體需要冷凝，剛好滿足這一需求，此時(shí)抽出來的混合氣體得到初步冷凝，作為主冷凝器前級(jí)冷凝作用，再經(jīng)過主冷凝器，最終變成煤油和水的混合液體，流回到收集罐，得到重復(fù)利用。這一冷一熱的綜合利用，在需要加熱煤油加熱了煤油，在需冷凝混合氣體時(shí)冷凝了混合氣體，從而盡可能增加運(yùn)行效能，達(dá)到節(jié)能目的[5]。

整個(gè)過程是熱量循環(huán)利用過程，低溫煤油進(jìn)口溫度和出口溫度相差50攝氏度，溫度差會(huì)使冷凝熱回收裝置中的煤油溫度升高。吸熱量等同于放熱量，在熱能循環(huán)利用中，不僅設(shè)備熱能利用率會(huì)達(dá)到最大，同時(shí)冷卻水消耗量也會(huì)減至最少，綜合來看，這有利于冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)高效運(yùn)行，一般的冷凝系統(tǒng)都是幾百千瓦時(shí)，有效減少這方面的損耗，相關(guān)為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在常規(guī)冷凝系統(tǒng)的多級(jí)冷凝過程中，高溫混合氣體大部分已被冷凝成液體，小部分氣體含有煤油蒸氣隨著抽空進(jìn)入真空泵內(nèi)，使泵油發(fā)生乳化現(xiàn)象，所以設(shè)計(jì)改進(jìn)過程中，增加更低溫的冷水機(jī)組對(duì)氣體進(jìn)行冷凝。在高溫混合氣體流量控制程序中，應(yīng)增加冷凝返回收集罐煤油流量監(jiān)測(cè)，通過返回煤油流量大小控制高溫混合氣流量，保證冷凝系統(tǒng)不過載運(yùn)行，從而減少小部分煤油蒸氣隨著抽空進(jìn)入到真空泵可能性，從而達(dá)到提高真空泵壽命。

六、完善干燥工藝

在改進(jìn)設(shè)備的同時(shí)，還要注意完善干燥工藝，使工藝與設(shè)備配套，如此設(shè)備性能才能得到發(fā)揮。在煤油氣相干燥設(shè)備應(yīng)用中，相關(guān)的干燥工藝主要分為六個(gè)階段，每個(gè)階段都由計(jì)算機(jī)程序控制。在未改進(jìn)前，干燥工藝主要包括準(zhǔn)備階段、加熱階段、降壓階段、高真空階段和充氣階段[6]。在改進(jìn)中，主要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行要求和生產(chǎn)需求，重新設(shè)置了防變壓器鐵芯生銹程序，該程序包括在加熱階段，一直監(jiān)控變壓器鐵芯溫度和干燥罐真空度，嚴(yán)格控制干燥罐真空度在水的飽和蒸氣力以下，不讓水分在干燥罐內(nèi)形成，避免變壓器鐵芯生銹。另外，還加熱階段按照工藝要求增加中間降階段，完全由程序自動(dòng)控制。新增設(shè)的階段可以使工藝流程更加健全規(guī)范。在該階段，停止向蒸發(fā)器噴煤油，所以煤油不會(huì)從液體變成氣體的機(jī)會(huì)。在這種條件下，真空干燥罐壓力不會(huì)再升高，反而會(huì)降低。低壓環(huán)境有助于干燥材料水分慢慢析出，不致于干燥材料表面絕干層，可以提高干燥效果。

變壓器干燥過程主要由干燥程序控制，干燥程序中的參數(shù)不是固定不變的，對(duì)干燥不同類型變壓器，其干燥工藝有所不同，因此編程設(shè)計(jì)人員在編程時(shí)，除了控制的合理性外，還應(yīng)設(shè)置更多更活的工藝參數(shù)，讓用戶可根據(jù)實(shí)際的需求，設(shè)置工藝參數(shù)，除了做到提高干燥的效果，還應(yīng)做到節(jié)能、提高干燥效率。

七、結(jié)語

煤油氣相干燥設(shè)備改進(jìn)和完善需要與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合起來，不同的生產(chǎn)要求，設(shè)備選型不同，相關(guān)的改進(jìn)要點(diǎn)和完善措施也有差異。設(shè)計(jì)人員還要與生產(chǎn)操作人員進(jìn)行溝通聯(lián)系，了解生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備的應(yīng)用要求，了解設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，如此才能使設(shè)備改進(jìn)點(diǎn)滿足生產(chǎn)要求。煤油氣相干燥設(shè)備改進(jìn)方案應(yīng)具有彈性和靈活性，使其能隨時(shí)與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)時(shí)得到改進(jìn)與完善。

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