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1 概述
随着矿井岩巷作业效率的不断提高,带式输送机已经成为不可替代的煤矿井下主要运输设备。由于井下环境复杂、巷道条件制约等原因,常会出现各种凹凸变坡的复杂地形。在凹变坡处,带式输送机易发生飘带事故,以下对飘带现象出现的原因及预防措施做出了分析和总结。
2 飘带现象的分析
带式输送机常在凹变坡处出现飘带现象,尤其是在空载启动时更易产生此现象。输送带的张力是使输送带飘起的根本原因。输送带通过凹弧段时,由于张力较大,易使输送带向上抬起,脱离托辊引起撒料、跑偏等事故。
输送带在凹弧段各点的张力都不相同,且在空载、满载、启动和制动等各工况时也是变化的,因此凹弧段曲率半径应选择在最易产生飘带的工况下和受张力最大点处进行计算校核,即空载启动时的凹弧起点处的张力。只要此处的张力能够满足不飘带的要求,则在其余情况下也不会产生飘带,经验公式如下:
式中:Fx―凹弧段起点处输送带张力,N;
qB―输送带质量,kg/m;
g―重力加速度,取g=9.8m/s2
实际中,由于矿山的地形复杂、安装限制、制造误差等客观条件的存在,满足上述公式要求并不容易,且即便满足了最小曲率半径的要求,由于输送机走势及制造、安装误差的存在飘带现象也会时常发生。因此在凹弧段对于不同的情况,防飘带应采取相应的措施。
3 飘带的预防措施
预防飘带的措施有很多种,应根据带式输送机的走势、安装空间及飘带现象的程度做出对应的选择,下面对预防飘带的几种措施做如下总结:
凹弧段处增大承载托辊的槽角。此措施改造简单,投入较小,适用于飘带程度较小,输送带成槽性较好的情况。
抬高凹弧处托辊的高度,使坡度缓慢变化,即垫高支腿。此措施也同样适应于飘带程度较小,巷道高度适合安装的情况。
采用压带轮的方式。即在凹弧起始端及中间安装压带轮,安装距离根据凹弧段输送带所受张力的大小进行灵活掌握。不足是压带轮的轴可能阻挡大煤块的通过,致使输送带局部受力过大而造成输送带跑偏,且当压带轮制造粗糙时,易对输送带产生损坏。
采用拆换为两部输送机的方式,头尾相接实现变坡。此措施可实现较大的变坡,不足就在于投入加大,原本的一部带式输送机改成了两部,安装的空间也会增加,因此无论是施工还是后期的维护其投入都会大大的增加。
安装假机头,利用改向滚筒压带实现变坡。其结构如图所示。该措施可以实现较大的变坡,安装及调试维护都较简便,但是对于大型输送机受到胶带强度大,变坡处输送带张力也较大的限制,要求滚筒的直径应相应增大,所以安装空间应足够宽裕。
4 结束语
以上讨论的是带式输送机在凹弧段飘带现象的分析,并提出了五种预防飘带的措施。由以上分析可看出要克服输送机凹变坡段飘带的技术措施,除了精确计算凹弧段曲率半径外,还要根据矿井的实际情况,及带式输送机的安装要求采取必要的预防措施以实现带式输送机的高效、稳定运转。■
参考文献
[1]朱博.大型带式输送机空间弯曲运行理论研究[D].阜新:辽宁工程技术大学出版社,2002.
[2]王广丰,罗孝侃.带式输送机凹弯输送带不失稳时临界曲率半径[J].煤矿机械,2010,31(10):9-11.
[3]蔡云光.大型水平及垂直转弯带式输送机力学分析与软件应用研究[D].长春:吉林大学出版社,2007.
1 引言
随着社会经济的发展,安全在日常生活中的重要性日益突出,尤其在海上平台,由于其特殊性,使其成为重中之重。每座海上平台都安装有一定规格的安全、消防系统。合理的选择消防管材及管材连接方式不仅可以控制项目建造成本,而且能更好的保证安全生产。
2 海洋平台各种消防管材性能
对于海上油气生产平台而言,海水取用方便,水量丰富,因此用海水进行海上平台的消防成为首选。但是由于海洋自然环境恶劣而且输送介质海水的腐蚀性强,对管材抗腐蚀性能提出了严格的要求。以下介绍目前海洋平台消防采用的几种管材,并对每种管材的连接方式进行分析。
2.1 热浸锌管线
热浸锌管是使熔融金属与铁基体反应而产生合金层,从而使基体和镀层二者相结合。热浸锌先将钢管进行酸化,为了去除钢管表面的氧化铁,酸洗后,通过氯化铵或氯化锌溶液或者氯化铵和氯化锌混合水溶液槽中进行清洗,然后送入镀槽中进行热浸锌。
热浸锌管线具有镀层均匀、附着力强、使用寿命长等优点。
管径≤2"的热浸锌钢管应采用螺纹连接。套丝扣时破坏的镀锌层及外露螺纹部分应作防腐蚀处理。管径>2"的热浸锌钢管应采用法兰连接或卡套式专用管件连接。由于管线热浸锌后,其涂层不耐高温,大口径的钢管必须全部在车间预制好,且每根单管两端都焊上法兰,再去热浸锌。而采用卡套式专用管件连接可以在管线热锓锌后再进行压槽、连接。
2.2 内涂塑管线
设计涂塑管线,首先要根据管线中流体的性质选择合适的防腐蚀涂料。海洋平台海水管线常用的防腐蚀涂料主要有聚乙烯、环氧树脂等。不同的防腐蚀涂料,有不同的使用温度、强度和防腐蚀性能。由于海水温度比较低,一般的防腐蚀涂料都能满足使用要求。防腐蚀涂料粉末粒径的大小对涂层的密度和强度影响比较大。在一定范围内,防腐蚀涂料粉末的粒径越小,施工后涂层的密度和强度就越大。
目前管线的涂塑工艺主要有几种:
(1)对管件加热,出炉后把防腐涂料,喷涂到关键内壁上。
(2)让管件和防腐涂料带上不同电荷的静电,在管件内壁吸附防腐蚀涂料后,把管件送进加热炉加热,以形成管内防腐涂层。海洋平台管线常用的防腐蚀涂料主要有聚乙烯、环氧树脂等。
涂层的质量主要取决于涂层的厚度、附着力和无针孔性。适宜的涂层厚度,能够防止冲蚀,提高使用寿命。如果涂层有针孔,尤其是贯穿性针孔,海水就会穿过针孔腐蚀管壁,使管壁失去涂塑的意义。
内涂塑管线具有重量轻、内壁光滑阻力小、耐腐蚀性能好等优点。
由于工艺的限制,目前管径≥6"的管线可以进行涂塑。该类管线采用法兰连接的方式在管线合适的部位增加法兰,以方便涂塑;并且在管线的支管、焊缝、连接等部位进行特别处理, 以保证涂塑的质量。由于聚乙烯防腐蚀涂层不能经受过高的温度,管件不能在涂塑后进行焊接,因此在涂塑前管线要进行试压和预处理,预处理工作主要是酸洗和喷砂处理,酸洗的目的是除去管上的油污和浮锈,减少喷砂的工作量;喷砂的目的是除去管壁上不易酸洗掉的氧化皮,增加聚乙烯涂层的附着力。管线必须全部完成预制,并在每根管件的端部焊上法兰,单管的最大长度以能够放入加热炉为限。
2.3 玻璃钢管线
纤维缠绕玻璃管管道结构上分内衬层,结构层及外保护层三部分。其中,内衬层树脂含量高,一般在70%以上,其内表面富树脂层树脂含量高达95%左右。通过内衬所用树脂的选择,可使玻璃钢管道在输送液体时具有不同的耐腐蚀性能,从而满足不同的防腐需要。常用的防腐树脂包括:乙烯基树脂、环氧树脂和呋喃树脂等。
其管线具有以下特点:
(1)良好的机械物理性能,重量轻,强度高,运输、安装方便;
(2)防腐性能好,使用寿命长,是钢管寿命的4~~5倍;
(3)抗高压性能:高压玻璃钢管的正常压力为3.5Mpa~~24 Mpa;
(4)内壁光滑,流动性好;
(5)绝缘性好,没有二次污染。
该管线耐压、耐温、防火性能都能满足消防管线要求。施工比较方便,但造价高。
2.4 铜镍合金管线
其管线以镍为主要添加元素的铜基合金。其管线具有以下特点:
(1)经久耐用,性能稳定,耐腐蚀耐热;
(2)机械性能好,耐压强度高,同时韧性好,延展性高,具有优良的抗振、抗冲击性能。
目前小口径铜镍合金管道的连接方式有三种基本类型:螺纹连接、承插焊连接和卡箍式机械挤压连接。也可延伸为法兰式、沟槽式、承插式、插接式、压接式。
铜镍合金管其管材和管件齐全,接口方式多样。但由于其价格较高,目前仅运用在消防系统的小口径管线。
2.5 钢骨架塑料复合管
钢骨架塑料复合管以钢网为增强骨架,高密度聚乙烯(PE80)为基体,是目前综合性能较好的复合管材之一。由于钢骨架塑料复合管结合了PE80的耐腐蚀性与金属(钢丝)的高强度优势,管壁的内外层塑料通过管壁中间的金属网孔连接为一体,在一定程度上解决了金属管道耐压不耐蚀、纯塑料管道耐蚀不耐压等缺陷。
钢骨架塑料复合管有以下特点:
(1)使用寿命长
(2)线形膨胀系数较低:钢骨架塑料复合管线膨胀系数仅为塑料管的1/4;
(3)安全系数较高;
(4)抗快速开裂性能较好;
(5)抗磨损性较好;
(6)内壁光滑,输送阻力小;
(7)适中的弹性模量;
(8)优良的保温性能;
(9)抗溶蚀性能好;
(10)安全可靠的连接方式。
钢骨架塑料复合管采用电熔连接方式,该连接方式被认为是最安全可靠的连接方式。
3.1 螺纹连接
当管径
3.2 法兰连接
该方法可用于大管径热浸锌管线或内涂塑管线。其施工工艺应先在车间预制安装、试压、涂敷,最后再进行现场安装,该工艺复杂。
3.3 焊接
其连接形式适用于铜镍合金管线,但焊接过程较复杂。
3.4 电熔连接
由相同的热塑性塑料管道连接时,插入特制的电熔管件, 由电熔连接机具对电熔管件通电,依靠电熔管件内部预先埋设的电阻丝产生所需要的热量进行熔接,冷却后管道与电熔管件连接成为一个整体。钢骨架塑料复合管采用电熔连接方式,其方式被认为是最安全可靠的连接方式。
3.5 粘接
主要用于玻璃钢管线的连接。采用玻璃钢胶进行粘接。
3.6 卡箍式连接
一种新的消防管道连接形式,其操作方法简单(用滚动或切割的方法在工厂或现场开槽)。并容易拆装和检修。在有振动的位置应采用柔性接头,其它位置采用钢性接头,但采用钢性接头时,每隔4~5个钢性接头应设置一个柔性接头。
采用卡箍式(沟槽)连接件进行连接,其优点是安装简便,工期短,安全可靠,寿命可达30年以上,管理维修方便,密封橡胶圈耐腐蚀,耐老化,并有隔振性能。适用管线:热浸锌管线、内涂塑管线、铜镍管线(表1)。
4 结语
随着科技发展,各种新型的消防管材和连接技术将不断出现,并且在各种实际工程中得到有效运用。这些都需要我们加以总结,使各种管线在平台消防系统运用中更加准确和经济。
参考文献
[1] GB50402-2002[S].建筑给水排水
作者简介
郝敬雷,(1978-)男,工程师。主要从事配管设计工作。
倪云飞,(1986-)男,助理工程师。主要从事配管设计工作。
DDZ-III型电动执行机构是以单相交流电源为动力,在接通开关回路时,驱动电动机,经过机械减速,将输入信号转换成轴位移,然后带动一滑动电阻变化,再经位发模块转换成4~20mA信号反馈给操作仪表。操作仪表有开关量操作和模拟量操作之分。这几年随着电子式和智能式电动执行机构的普及,操作放大器逐渐被淘汰。备品备件已不好购置,严重影响机组的安全运行。
笔者在本着为设备的安全可靠运行为前提、充分利用现有条件和节约资金的思路下对调节回路进行了改造,现在就改造方案和改造过程中积累的一些经验与读者共同分享,以求斧正。
1.1控制过程介绍
各控制设备接线原理如图1所示。其中操作放大器有自动和手动两种工作方式。(1)在手动工作方式下,操作人员直接操作操作放大器上的开关按钮,操作放大器接通对应的红白、红黄线,直接驱动电动执行器的电机,拖动阀门发生位移变化;利用滑动电位计和位置发生器换成4~20mA信号反馈给操作放大器。此时DCS上的软手操工作在跟踪状态。(2)当操作放大器工作在自动状态时,DCS上软手操器也有两种工作方式,即手动调节和自动调节。这里的手动和自动是自动调节系统讨论的范畴,本文不做展开。对于本文所要讨论的操作放大器的来说都是一样的,即无论那种工作方式都是接收DCS输出的4~20mA信号,经与阀位电动执行机构的位置信号比较,来接通对应的红白、红黄线,直接驱动电动执行器的电机。
1.2运行中的常见问题
(1)如图1所示,使用的操作放大器实际上是传统的操作器和伺服放大器的功能和在一起的一个设备。(2)操作人员频繁的操作相对应的增减按钮,疲劳损坏致使操作按键不灵敏、按不到位,或者按下后不能及时释放;(3)操作放大器体积较小,元件散热不好,随着设备服役时间增长,致使元件老化。可控硅一旦过热,操作放大器自动保护,切断本身电源;灵敏度下降、微控制器控制电路出现问题导致执行机构来回震荡;比较电路出现故障,使执行机构一直向一个方向转动。
2.1技改的必要性
(1)上文1.2提到的种种故障,都是由于操作放大器问题引起的,并且随着这几年电子式和智能式电动执行机构的普及,操作放大器逐渐被淘汰。备品备件已不好购置,严重影响机组的安全运行。因此要想解决这个问题就必须解决操作放大器的问题。(2)在工程建设的设计时,操作放大器的本意是作为DCS操作的后备操作设备,但在使用中操作放大器故障频出,其故障率远大于DCS系统,基本上起不到备用的作用。
技改方案:技改设备接线如图2所示
(1)去掉操作放大器,直接由DCS实现信号的比较放大来驱动电机的正反转。原来DCS的控制方案不变,自动调节系统的PID、软手操均保留。然后把软手操的输出和执行机构的位置反馈用DCS的组态的比较器进行比较,设置可以在线更改的的比较器死区,根据比较的结果输出DO1和DO2来驱动继电器J1、J2,然后驱动电机的正反转,这种方式不妨碍自动调节系统的投入和切除。(2)为防止位置反馈信号坏时影响设备的运行,可以在DCS操作画面上做出增减操作按钮,直接输出对应的DO1和DO2,转为手动操作执行机构的运行。
3技改总结
本次技改本着为设备的安全可靠运行为前提、充分利用现有条件和节约资金的思路下对调节回路进行的改造,基本上没有技改材料消耗。目的在不影响运行的前提下解决操作放大器的安全隐患,通过操作人员的操作反馈,使用情况良好。减少了操作步骤,简化了控制回路,减少了安全隐患达到了预期效果。
如上介绍的技改有一定的局限性,由于DCS的方案控制都有一定的周期性,即有一个保持时间(无论多么小)导致执行器的惰走行程可能有所增大,既执行器有回调的可能性。因此笔者在改造中也只选择了部分调整精度要求不高和惯性较大的场合。
作者简介:
陈宪科(1980―)男,助理工程师,主要从事电厂热工技术管理工作。
本人自1997年参加工作以来,一直从事公路养护、公路工程相关的专业工作。2000年,本人通过自学考取开汉理工大学土木工程系公路与桥梁专业函授班,三年的学习,使本人积累了丰富的专业理论知识。在2002年被县职改办评为助理工程师。我先后从事公路养护中、小修工程技术管理,207国道南平至章庄二级公路路面改善工程,参与了水泥砼路面破板修复工程,任技术负责人,207国道黑狗当大桥简支梁维修加固工程,207国道J标马市段二级公路路面改善工程,期间担任技术负责人,沙刘线接线路面改善工程,还参与了省公路局和长安大学科研项目——旧砼路面不同加铺层结构设计试验。任该项目技术负责人,与同事一起撰写了《水泥砼路面破板基层处治方法》、《水泥稳定砂砾基层机械化施工要点》、《浅谈公路水毁的成固与防治》等学术论文。
二、勇于创新,总结经验。专来技术工作水平在实践逐步提高
一九九七年八月参与了南平至章庄二级公路路面改善工程建设,在该项目中,任技术负责人,总结并编写《水泥稳定砂砾层机械化施工要点》,对在水泥稳定砂砾机械化施工中,机械配备,材料用量及控制,工艺流程及工程质量控制起到了良好效果。在一九九八年孟溪大垸水毁调研工程后,总结了《沥青路面春季翻浆处治方法及要点》,在春季雨水过多,不利于沥青路行车的状况下,主要采取三种处理措施:(1)开挖路肩明沟:春初翻浆路段两侧路肩上每隔6-8开挖一道横向明沟。及时排降除路面水份。(2)挖横断面或路基明沟,不致使路面积水。(3)挖渗水坑,在易于翻浆的路段,挖成直径20-40cm左右的坑,人工定期掏出坑积水。同时还在市养护工作经验流会上作了《浅谈公路水毁的成固与防法》,总结经验。近几年工程水毁主要有路基沉陷,路基坍塌,桥梁破坏,防护与加固工程损坏等类型。公路水毁要以预防为主,及时清除水毁隐患,防患于未然,只要能从公路的设计、施工、养护等方面重视水毁,采取措施得当,公路水毁将会得到有效控制。
三、敢于探索,理论结合实践,专业技术工作成绩显著
一九九八年十月,担任水泥路养护工程队技术员,在公安县公路管理局列养里程中,国道二级水泥砼路面有49km,省道公石线有49.5km,为了交通行车舒适,找出一条即经济又合理的水泥砼路面破板修复办法,通过实践观察发现破板的主要原因是基层不稳定造成的,影响基层不稳定的主要因素是雨水渗透到基层,在荷载的作用下,基层开始变形发生唧泥,对这种现象,我们为市养护科提出要加强对水泥砼路面进行缝养的建议,采用科学的缝养和高密度缝养材料,对遏制水泥砼路面的破碎起到了明显的效果,受到了市局的领导表扬。
二00二年207年国道黑狗当大桥工字梁生生位移,桥面铺装板破裂,桥梁伸缩缝损坏,被省市专家确定为危桥,需要加固维修。我担任该项目技术负责人,针对大桥各种病害,通过近十天观察,报省市批准,采用简支梁稳定工字梁,重新布筋进行桥面铺装,通过四个多月的维修加固,经省市检测为合格优质工程,大大的提高了桥梁的通行能力,行车安全有了保障。该项目受到了省市领导好评,市养路科在此召开了全市桥梁维修加固工程现场会,个人也受到了极大的鼓舞。二00二年四月完成了207国道二级路面改善工程J标段施工任务。我担任技术负责人,在老油路基础上进行加铺砂砾下基,在施工中发现老油路路面呈块状,且极不稳定,上报给市局,经实地察看,本人建议挖除块松动油路基础,进行局部挖一补一措施,通过弯沉检测,各项技术指标合格,此项目被评为优质工程。二00三年三月担任沙刘接线改建工程技术负责人,在处理软基时,k00+300-k00+500有200米软基无法处治,因路基旁为一水堂,在下挖无望的情况下,结合在书本上学到的知识,进行石灰桩处冶后,再进行底标号砼下基施工,三天后通过弯沉检测,容许值在标准范围内,完全合符二级公路建设标准,受到监理和业主的表扬。
二00三年八月参加了省公路局与长安大学科研项目试验工程建设,任公石D标技术负责人。因为公石线是连接我市至湖南岳阳107国道的主要干线,对我市的经济发展有着十分重要的作用,根据湖北省公路局和长安大学科研项目要求,其主要是目的在于比较旧水泥砼路面上不同结构加铺层在相同的气候,水文、地质等自然条件及相同交通量情况下各种加铺层的使用寿命,防止反射裂缝的能力,找到适合于湖北实际情况,在技术上可行,经济上合理及施工方便的旧水泥砼路面加铺改建的典型结构。在湖北省公路局和市局主管部门的领导,在长安大学陈教授和杨博士的指导下,我参与了项目技术科各种承载力试验及CBR值检测,对板块不同部位进行了弯沉测量。参与了初步测量,设计到实际施工放样,水准点恢复及中线测定,为长安大学科研项目提供了第一手数字依据,在几次省公路局和长安大学的经验交流会上,受到了省局和长学教授好评,该项工程初步评定为省优质工程。
本人自1997年参加工作以来,一直从事公路养护、公路工程相关的专业工作。2000年,本人通过自学考取开汉理工大学土木工程系公路与桥梁专业函授班,三年的学习,使本人积累了丰富的专业理论知识。在2002年被县职改办评为助理工程师。我先后从事公路养护中、小修工程技术管理,207国道南平至章庄二级公路路面改善工程,参与了水泥砼路面破板修复工程,任技术负责人,207国道黑狗当大桥简支梁维修加固工程,207国道J标马市段二级公路路面改善工程,期间担任技术负责人,沙刘线接线路面改善工程,还参与了省公路局和长安大学科研项目——旧砼路面不同加铺层结构设计试验。任该项目技术负责人,与同事一起撰写了《水泥砼路面破板基层处治方法》、《水泥稳定砂砾基层机械化施工要点》、《浅谈公路水毁的成固与防治》等学术论文。
二、勇于创新,总结经验。专来技术工作水平在实践逐步提高
一九九七年八月参与了南平至章庄二级公路路面改善工程建设,在该项目中,任技术负责人,总结并编写《水泥稳定砂砾层机械化施工要点》,对在水泥稳定砂砾机械化施工中,机械配备,材料用量及控制,工艺流程及工程质量控制起到了良好效果。在一九九八年孟溪大垸水毁调研工程后,总结了《沥青路面春季翻浆处治方法及要点》,在春季雨水过多,不利于沥青路行车的状况下,主要采取三种处理措施:(1)开挖路肩明沟:春初翻浆路段两侧路肩上每隔6-8开挖一道横向明沟。及时排降除路面水份。(2)挖横断面或路基明沟,不致使路面积水。(3)挖渗水坑,在易于翻浆的路段,挖成直径20-40cm左右的坑,人工定期掏出坑积水。同时还在市养护工作经验流会上作了《浅谈公路水毁的成固与防法》,总结经验。近几年工程水毁主要有路基沉陷,路基坍塌,桥梁破坏,防护与加固工程损坏等类型。公路水毁要以预防为主,及时清除水毁隐患,防患于未然,只要能从公路的设计、施工、养护等方面重视水毁,采取措施得当,公路水毁将会得到有效控制。
三、敢于探索,理论结合实践,专业技术工作成绩显著
一九九八年十月,担任水泥路养护工程队技术员,在公安县公路管理局列养里程中,国道二级水泥砼路面有49km,省道公石线有49.5km,为了交通行车舒适,找出一条即经济又合理的水泥砼路面破板修复办法,通过实践观察发现破板的主要原因是基层不稳定造成的,影响基层不稳定的主要因素是雨水渗透到基层,在荷载的作用下,基层开始变形发生唧泥,对这种现象,我们为市养护科提出要加强对水泥砼路面进行缝养的建议,采用科学的缝养和高密度缝养材料,对遏制水泥砼路面的破碎起到了明显的效果,受到了市局的领导表扬。
二00二年207年国道黑狗当大桥工字梁生生位移,桥面铺装板破裂,桥梁伸缩缝损坏,被省市专家确定为危桥,需要加固维修。我担任该项目技术负责人,针对大桥各种病害,通过近十天观察,报省市批准,采用简支梁稳定工字梁,重新布筋进行桥面铺装,通过四个多月的维修加固,经省市检测为合格优质工程,大大的提高了桥梁的通行能力,行车安全有了保障。该项目受到了省市领导好评,市养路科在此召开了全市桥梁维修加固工程现场会,个人也受到了极大的鼓舞。二00二年四月完成了207国道二级路面改善工程J标段施工任务。我担任技术负责人,在老油路基础上进行加铺砂砾下基,在施工中发现老油路路面呈块状,且极不稳定,上报给市局,经实地察看,本人建议挖除块松动油路基础,进行局部挖一补一措施,通过弯沉检测,各项技术指标合格,此项目被评为优质工程。二00三年三月担任沙刘接线改建工程技术负责人,在处理软基时,k00+300-k00+500有200米软基无法处治,因路基旁为一水堂,在下挖无望的情况下,结合在书本上学到的知识,进行石灰桩处冶后,再进行底标号砼下基施工,三天后通过弯沉检测,容许值在标准范围内,完全合符二级公路建设标准,受到监理和业主的表扬。
二00三年八月参加了省公路局与长安大学科研项目试验工程建设,任公石D标技术负责人。因为公石线是连接我市至湖南岳阳107国道的主要干线,对我市的经济发展有着十分重要的作用,根据湖北省公路局和长安大学科研项目要求,其主要是目的在于比较旧水泥砼路面上不同结构加铺层在相同的气候,水文、地质等自然条件及相同交通量情况下各种加铺层的使用寿命,防止反射裂缝的能力,找到适合于湖北实际情况,在技术上可行,经济上合理及施工方便的旧水泥砼路面加铺改建的典型结构。在湖北省公路局和市局主管部门的领导,在长安大学陈教授和杨博士的指导下,我参与了项目技术科各种承载力试验及CBR值检测,对板块不同部位进行了弯沉测量。参与了初步测量,设计到实际施工放样,水准点恢复及中线测定,为长安大学科研项目提供了第一手数字依据,在几次省公路局和长安大学的经验交流会上,受到了省局和长学教授好评,该项工程初步评定为省优质工程。
一、积极参与各项技术创新工作
创新是民族进步的灵魂,是我矿安全生产的不竭动力。对于煤矿企业来说,更是需要不断进行技术改革,积极探索煤矿新技术,源源不断的为煤矿生产注入新的动力。因此本人多次参与了本单位的技术创新工作,在本矿要求少投入、多产出的原则下取得了一定的成效,并多项技术创新获奖。
二、完成全矿工掘工作面的设备布置
掘进和回采是煤矿生产的重要环节,采掘并重、掘进先行。煤矿的快速掘进是煤矿高效稳定的关键技术 措施,采掘设备水平直接关系道煤矿的生产能力和安全。高效机械化掘进技术与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,随着综采工作面的年产越高,巷道掘进是煤矿高效集约化生产的关键技术。我根据地质条件、巷道断面、采区布置办式以及采区运输系统等进行掘进设备的布置。
中图分类号: F323.3 文献标识码: A 文章编号: 1674-0432(2013)-08-54-1
当前,农业机械化发展面临着许多新的机遇和有利条件,正处于一个非常好的重要战略机遇期。可以说,农机化发展新的春天已经到来。作为农机化工作者,必须正确分析和科学判断形势,进一步解放思想,更新观念,抢抓机遇,加快发展,牢牢掌握农机化发展的主动权,总结九台市农业机械化发展的经验,找出制约九台市农业机械化发展因素,研究分析相应的解决对策,明确今后全市农机化发展的主攻方向,不断开创农机化工作的新局面。现将调研情况归纳如下:
1 九台发展农业机械化的自然条件
九台市位于长白山与松辽平原过渡地带,地理位置较好。地处东经125°25′~126°30′,北纬43°51′~44°32′之间,地形地势呈西南东北狭长状,东南高,西北低。境内河网密布,低山耸生。境内平原、台地和丘陵分别占全市总面积的44%、34%和22%。温带大陆季风性气候:四季分明。年平均日照2900小时,无霜期140~155天。年平均气温4.7℃、平均气温年较差39.5℃,平均气温日较差12.3℃,年≥10℃活动积温2,880℃,年平均降水量577毫米,水资源充裕,拥有耕地面积10.5万ha,土质松软,适合机械作业。总之,优越的自然条件为农业机械的发展提供了条件。
2 制约九台市农业机械化发展的因素分析
2.1 地块零碎,不适于大型机械的规模化作业 农村土地的经营是以农户为单位的,土地也被划分成几个等级,按人口分到各户,每个自然地块都分成了若干小块,分属于不同的农户,致使地块小而零碎。每户一般拥有土地3~6块,给机械作业,特别是大型机械作业,带来不便,严重影响了机械的作业效率,成了农业机械化发展的瓶颈。
2.2 地势高低起伏不平,给大型机械实施机械化作业形成掣肘 由于九台市独特的地形地势地貌,东部南部低山耸生、丘陵、山地密布,故而不适于大型机械实施作业,机械化耕种收水平还很低下,制约着农业机械化的发展。
2.3 购机成本高,效益低,挫伤了农民的购机积极性 机械成本,特别是专用机械和大型机械购机成本高,配件价格,油料价格,雇工价格不断攀升,致使机械维修成本,运营成本不断增加,而作业价格却一直停留在2005年以前的水平,随着机械保有量的增加,部分机械出现了“吃不饱”的现象,购机成本的收回时间拖长,预计要3~5年,此种现象不改变,农民的购机积极性势必受到严重打击。
2.4部分农民思想落后,依赖传统的种植模式 尽管现在有了先进的机械,但仍有部分农民,特别是老年农民为了节省费用,固守着传统的种植模式,不懂科学种植,再加上时令不等人,天气不作美,损失时有发生,得不偿失。
2.5玉米水稻机械化播种收获仍然是制约粮食生产机械化水平的瓶颈 玉米、水稻,是九台市两大粮食作物。近几年,九台市农机化水平得到了快速提升,但发展不够平衡。玉米生产整地、播种等主要作业环节机械化程度均达到 90%以上,基本实现了机械化,而玉米、水稻收获机械化水平却存在很大差距,仍然是制约粮食生产机械化水平的瓶颈。
3 破解对策
3.1 因地制宜,推进土地流转进程 单户经营,地块分散已经成为农业机械化发展的瓶颈。由于大量的农民涌入城市,农村部分土地闲置,其中一部分已经流转出去,这是一个土地集中经营的契机。随着城市建设加快,城市化进程的提速,政府应该立足现状,放眼未来,加大宣传力度,尊重农民意愿,加大农民工安置力度,鼓励农民自己创业,逐步建立起统一的农村土地流转市场,推动土地经营的规模化,促使大批劳动力从农业生产中解放出来,从事二、三产业,创造更大的价值。从而推进农业机械化发展进程,推动农业农村经济持续健康快速发展。
3.2推动农机经营方式转变 随着土地转包给农机大户,土地相对集中,农机服务组织也随着产生。农机租赁公司、农机服务队农机协会、安全村和修理网点等都将形成新格局,从而使农机服务组织更加市场化,多元化、科学化。
中图分类号:P632+.6 文献标识码:A 文章编号:
通常说,工程质量是施工做出来的,所以施工对工程质量起保证作用。沥青路面施工必须按全面质量管理的要求。沥青路面主要是由工、料、机三个主要因素结合而生产出来的。因此,沥青路面的施工质量管理与控制就是对工、料、机的管理与控制。
一 沥青路面性能及优点
沥青路面是由以沥青材料作为结合料粘结矿料而修筑的面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。
由于沥青路面使用沥青结合料,因而增强了矿料间的粘结力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量的耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、噪音低、耐磨性好、振动小、施工期短、养护维修方便、适宜于分期修建等优点。因而获得越来越广泛的应用。
它具有:(1).高温抗车辙性能,也称为高温稳定性,即抵抗高温条件下流动荷载反复作用产生沥青混合料变形的能力;(2)低温抗裂性能,即抵抗因降温产生低温收缩裂缝的能力;(3)水稳定性,也称为抗水损害能力,即抵抗沥青混合料受水的侵蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力;(4)耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复荷载作用下的破坏能力;(5)抗老化性能,即抵抗因受气候影响沥青混合料逐渐丧失粘韧性等各种良好性能的能力.
二质量管理与控制的内容
1、对人的管理
生产过程中各工序和主要岗位(含管理人员)必须由有经验的人员或经过培训取得上岗资格的人员操作或管理。要有明确、严格的岗位责任制。要有严格的奖惩措施。要把每个人的切身利益与产品的质量紧密联系起来。使他们既有干好的技能。又有干好的愿望和动力。
2、对原材料的管理与控制
对各种混合料的管理与控制。首先是抓配合比设计。使用于生产的配合比设计理想。然后是抓生产过程中的质量管理与控制。对沥青混合料来说。一是控制好油石比和矿料级配。二是控制好各个环节的温度。发现问题及时调整。这两个问题控制好了。质量就有保证。
3、对施工机械的管理
先进、良好的机械设备是保证质量、提高效率、加快进度与改善劳动条件的基础。机械管理主要是让各种路面施工机械处于良好状态、充分发挥其应有的作用。拌和厂和工地应有一个精干的机械维修小组并配备足够、适用的机具和易损零配件。一旦发生故障应能很快排除或修复。各类操作机手应持证上岗,严格按操作规程运行。漏油的机械、车辆不应上路,以避免给路面造成污染和损坏。
三沥青混合料摊铺时的质量控制措施
1、沥青混合料的拌合和运输控制
在混合料拌和过程中要从混合料级配、沥青用量、拌合温度和时间等方面进行全方位的控制,以提高混合料的摊铺效果,沥青混合料拌和时,要控制好温度和拌和时间。尽可能低的拌和温度及最短的拌和时间可降低沥青结合料的氧化和挥发成分的损耗,保证沥青的质量。沥青混合料在运输过程中,必须将其充分覆盖,以防止沥青在高温时受阳光、空扩展卡所造成的氧化及沥青混合料温度的降低。
2、沥青混合料的摊铺控制
根据铺设路面的宽度可利用熨平板的伸长调整摊铺宽度。在设定摊角宽度时应尽量减少纵向接缝,使全断面一次铺成。在设置纵向接缝时,纵向接缝宜与车道标线一致。为了控制摊铺时的平整度,摊铺机熨平板的自动找平装置需要有一个准确的基准面。摊铺作业混合料温度过低将导致摊铺销铺作业困难,碾压时达不到较好的密实度和平整度。而实际运输过程中,混合料的温度不可避免要降低,正常情况下,摊铺时的温度不得低于110-130℃也不得高于165℃。
3、沥青混合料的碾压控制
摊铺成型后及时进行碾压,碾压前技术人员要认真检查,发现有局部离析及边缘不规则时要进行人工修补。轻型双钢轮压路机先稳压一遍,稳压时尤其注意起步及停车的速度。碾压时力求速度均衡、行走要直、工作面长度不要大于50m。稳压完成后即可进行复压,复压完毕后用轮胎压路机进行终压。碾压过程中技术人员要随时检查,发现有缺陷及时处理。沥青混合料压实以试验段确定的碾压组合及程序进行,压实分初压、复压和终压三个阶段。
4、施工缝的处理
沥青路面施工缝处理的好坏对平整度有一定的影响,通常连续摊铺路段平整度较好,而接缝处较差。因此,接缝水平是制约平整度的重要因素之一。处理好接缝的关键是切除接头,用3m直尺检查端部平整度,以摊铺层面直尺脱离点为界限,用切割机切缝挖除。新铺接缝处采用斜向碾压法,适当结合人工找平,可消除接缝处的不平整,使前后两路段平顺衔接。
四检测及缺陷处理
1、检测贯穿于沥青混凝土路面施工的全过程,碾压成型后的路面必须满足设计要求。检测内容包括:测定弯沉、平整度、厚度、宽度、高程及钻芯取样等工作。
2、常见沥青混凝土路面缺陷
从使用效果来看,表现在路面波浪、密实度不够、局部推移、松散、隆起等。消除波浪的主要办法是调整好摊铺机的性能,同时要求沥青混合料要保持稳定的温度及级配。摊铺机在开铺前掌握好松铺系数,刚摊铺完人工及时修补。碾压时先横向碾压,再纵向碾压,经过这样处理一般不会出现横缝。密实度不够的主要原因是油石比不准确、级配曲线中细料出线、压实遍数不够或压实机具偏轻造成的。局部推移、松散、隆起主要原因是基层软弱、油石比偏大、压路机起停速度太快等因素造成的。
3、资料的收集整理
沥青混凝土路面施工过程中各种材料的自检资料, 质量评定资料都是非常重要的。要真实准确的记录每一个工作环节的详细数据, 资料要归档存放, 资料的种类包括各种检测试验表、照片、声像及原始记录。做好资料收集整理是竣工验收的关键依据。
五 总结
沥青路面质量控制涉及的面很广,影响因素多。为保证沥青混凝土路面的施工质量, 一定要执行全员、全方位、全过程的管理; 对路面的施工程序、施工方法和施工工艺及材料、机械、配比等进行全方位的巡视、检查; 且工作要做到主动性和预控性, 以达到对沥青混凝土路面质量的有效控制。只有加强管理,精心组织施工,才能铺筑出高质量、高水平的沥青混凝土路面,创造优良工程。
参考文献:
[1] JTJ073-96,公路养护技术规范[S].
[2] 高速公路养护质量检评方法[S].
[3] JTJ032-94公路沥青路面施工技术规范[S].
中图分类号:O213文献标识码: A
钢箱梁,又叫钢板箱形梁,是大跨径桥梁常用的结构形式。一般用在跨度较大的桥梁上。外型像一个箱子故叫做钢箱梁。钢箱梁一般由顶板、底板、腹板、和横隔板、纵隔板及加劲肋等通过全焊接的方式连接而成。其中顶板为由盖板和纵向加劲肋构成的正交异性桥面板。钢箱梁的工地焊接主要包括对梁段环缝的对接、嵌补段对接。梁段环缝对接是指面板、地板、腹板纵向对接焊缝。环缝焊接完成后,再进行结构上的嵌补焊接。工地焊接不同于工厂焊接,它属于野外焊接,因此常常会收到外界环境的影响,例如大风、阴雨天、大雾以及日照的影响。加上钢箱箱体内的通风又比较差,所以一旦操作不好,便会影响整体工程质量的控制。这就需要通过正规科学的施工工艺以及采取有效的措施进行预防。
一、钢箱梁工地的焊接工艺
钢箱梁分节制造出厂,在现场焊接成整体后吊装到位成型,为保证成桥后主梁线型,工程制作时应进行试拼。钢桥面应该采用剪力钉与混凝土铺装层连接。梁段间的连接为全焊结构。环形焊缝以及内部结构对接焊缝均采用陶瓷衬垫焊接工艺,焊缝间隙可以在一定范围内进行调节,这样有利于成桥线型的控制。为了保证施工质量和施工效率,工地接头焊接采用二氧化碳气体保护焊和埋弧自动焊的高效焊接工艺。简述其步骤如下:
1.相邻两个梁段的间距必须严格按照设定的间距进行施工,保证量梁段间的焊缝间隙和相邻桥段的高位差。最后再用大型的定位马板进行点焊固定。
2.矫平梁段对接壳板的错边量,用火焰校正,再装定位马板点固。
3.对焊缝口进行清除磨平,焊缝背面贴陶质衬垫,再用二氧化碳自动打底施焊。最后进行填充施焊。
4.用埋弧自动焊进行表面施焊,并检查施焊质量。
二、质量监理控制措施
1.建立规范的制度
为了保证工地焊接精度和焊缝质量, 监理工程师要督促施工单位针对工地焊接具体条件, 制定《钢箱梁梁段工地焊接装配工艺规程》、《钢箱梁梁段工地装焊施工组织设计》、《钢箱梁梁段工地焊接工艺细则》等制度,并严格遵守[1]。
2.施工监督工作
施工前,相关部门的监督人员必须对工程项目的监督工作落实到位,保证体系质量的责任制严格监管。施工时应审查施工单位的焊接工艺评定报告是否完整,施工人员是否具备焊工资质以及有效证件。监管人员在施工过程中必须严格进行监管。
3.施焊控制要点:
1)严格按照焊接工艺评定要求进行施焊。为了保证主线桥焊接质量,对梁体结构的焊接根据母材材质及结构特点等选用焊接方法、焊接材料,进行焊接工艺评定试验,当焊接接头性能达到要求后,方可采用。
2)焊接所用的焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用;焊剂中的脏物、焊丝上的油锈等必须清除干净;CO2气体纯度应大于99.5%[2]。
3)埋弧自动焊应在距设计焊缝端部80mm以外的引板上起、熄弧;并要及时进行焊剂的回收及清除。
4)埋弧自动焊焊缝焊接过程中不应断弧,如有断弧则必须将停弧处刨成1:5斜坡,并搭接50mm再引弧施焊,焊后搭接处应修磨匀顺。
5)熔透的对接焊缝和角焊缝,反面碳刨清根后,用砂轮打磨去氧化、层,露出金属光泽,然后封底焊。
6)焊接结束后,把焊渣清除干净,仔细检查焊缝是否合格。
4.焊后控制要点[3]:
1)焊缝焊接后,端部的引弧板、熄弧板和产品试板必须用气割切掉,并磨平切口,不得损伤母材。
2)焊接尺寸、焊波或余高等超出规范要求的必须修磨匀顺。
3)焊缝咬边超过1mm或焊脚尺寸不足时,可采用手弧焊进行返修焊。
4)焊接缺陷清除应采用碳弧气刨或其他机械的方法进行,清除时应刨出利于返修焊的坡口,并用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮,露出金属光泽。
5)焊接裂纹的清除长度应由裂纹端向外各延伸50mm。
6)用埋弧焊返修焊缝时,必须将焊缝清除部位两段刨成1:5的斜坡。
5.构件变形及矫正的控制
结构钢板厚度有10、12、14、16mm等多种规格。为最大程度地控制焊接收缩和变形,主要采用以下措施:
1)编制正确的装配焊程序,先焊下翼缘,后焊上翼缘,控制钢梁不因焊接变形而下挠,使结构在焊接过程中收缩和变形量最小。
2)在焊接过程中,采取对称的焊接程序尽量使焊接所产生的热量均匀分布。
3)先焊接估计会有较大收缩的接头,对有收缩较大构件进行焊接时,焊缝应连续焊完,可焊至焊件冷却低于最小预热温度和层间温度时,能保证不产生裂纹的位置。
4)构件因焊接产生较大变形时,可采用火焰加热和机械方法矫正,火工矫正加热温度应控制在600℃~800℃范围,然后自然冷却到环境温度。在同一部位不能多次重复加热,不准用水冷[4]。
6.缺陷修补
由于桥钢梁焊接量较大,重要部位较多,为此应进行焊接工艺评定试验,针对焊接方法、接头形式、焊接位置、试板材料及规格进行试验,采用无损探伤、对接头拉伸、焊缝金属拉伸、侧弯、V型冲击、硬度等试验方法进行检查,发现有焊瘤、焊缝气孔、夹渣、未溶合、裂纹等缺陷。针对此种现象,采用以下方法处理:
1)瘤或焊缝过凸,采用砂轮打磨多余的焊缝金属。
2)于气孔、夹渣、未熔合,去除缺陷重新焊补。
3)缝过凹、弧坑重新焊接填满弧坑。
4)纹现象,通过探伤确定范围,去除自裂纹的端头算起两端至少50 mm 的焊缝一道后,焊接修补。
三、钢箱梁工地焊接的安全监理控制措施
(1)监理工程师应熟练掌握各种条件下的安全施工的正确方案, 掌握方案验算过程及步骤。施工过程中要督促检查施工单位是否按照批准的方案施工, 对实际施工作业人员的资质是否与申报的人员相符合要进行现场核对, 并对现场的安全生产设施进行不定时检查。
(2)施工安全生产责任制的建立固然重要,但更重要的是要检查安全管理措施是否真正落实到位。监理工程师一是要求施工单位对工人进行安全技术交底及安全教育, 签字后提交监理工程师备查, 特别是要对中间进场的工人进行检查;二是要求施工单位对高处作业人员定期进行身体检查, 严禁带病进行高处作业;三是要重点检查高处作业人员是否正确系好安全带, 拉好安全绳, 作业现场下部是否挂好安全网[5]。
四、总结
钢箱梁工地焊接安装施工相对来说具有难度大, 质量、精度要求高等特点, 因此监理工程师必须督促施工单位有针对性地制订规程, 并采取有效的措施, 解决高处和野外作业对焊接质量的影响, 保证钢箱梁工地焊接精度及焊缝外观和内在质量。同时, 监理工程师必须认真履行安全管理职责, 勤查安全隐患, 及时督促施工单位整改, 防患于未然, 杜绝安全事故的发生。
参考文献
[1] 谌跃飞.郑州跨机场路高架桥钢箱梁施工的监理措施[J].湖南城建高等专科学校学报,2003,(03)
[2] 李红松; 张海涛.西堠门大桥分离式钢箱梁典型熔透角焊缝焊接质量控制[J].工业建筑,2007,(06)
[3] 阮景章.浅谈钢箱梁工地焊接的质量和安全监理控制措施[J].铁道劳动安全卫生与环保,2009,(04)
[4] 刘柱; 周世清.大跨度钢箱梁架设施工的监理控制[J].世界桥梁,2011,(09)
[5] 刘坷.浅议钢箱梁制造及安装监理控制要点[J]企业导报,2012,(03)
中图分类号:TB753 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2010)09-0091-02
目前我国大中型化肥企业越来越重视节能降耗以降低产品成本,提高企业自身的竞争能力。因此,节能技术、设备的应用和推广就显得愈加重要。我国大中型化肥企业中为了回收流程中液体的高压能量,往往大量配置水力回收透平来回收。水力透平机是利用带有势能的高压液体在下落时驱动转轮转动,将液体的压力能转换为水力透平机的机械能的一种机器设备。透平的工作条件和所用工质不同,所以它的结构型式多种多样,但基本工作原理相似。透平机械的工艺介质可以是气体,如蒸汽、燃气、空气和其他气体或混合气体,也可以是液体,如水、油或其他液体。
一、主要配置方式
据了解,目前国内大中型化肥企业半贫液泵和水力透平机组主要有两种配置方式:
(一)半贫液泵+电机+超速离合器+水力透平
电机辅助做功,国内大多数厂家采用此种配置方式。这种配置对半贫液泵和水力透平的水力特性(扬程-流量特性曲线和轴功率-流量特性曲线)要求不高,水力透平发出的功率不够,只能减轻电机10%~20%的负荷,能量回收效果不理想,而且多转子串联的配置方式机械可靠性不高,机组容易产生共振,半贫液泵有“飞车”损坏的危险,安全隐患大。
(二)半贫液泵+水力透平
半贫液泵和水力透平仅通过联轴器直联,中间不加辅助电机。这种配置方式要求半贫液泵和水力透平的水力特性(扬程―流量特性曲线和轴功率―流量特性曲线)必须匹配良好,否则机组不能安全稳定运行。由于技术原因,目前国内水力透平制造厂家还不能做到直联方式,所以现在采用直联机组的大中型化肥企业全部为进口产品。这种配置方式虽然价格昂贵,但是能量回收效率高,且机组可靠性好,能保证至少连续一年不中断运行。
二、实际应用
四川美丰化肥分公司近年建成日产600吨和日产450吨两套合成氨系统,其中脱碳工段全部采用半贫液泵和水力透平回收CO2吸收塔底部出口富液压力能。通过几年的实际运行机组性能优良、安全可靠,达到设计要求,提高了整个装置的生产能力,同时降低了能耗。
下面就四川美丰化肥分公司日产600吨合成氨系统,脱碳工段半贫液泵和水力透平机组的配置及安全稳定运行作一个简单总结。
(一)工艺流程
合成氨生产中原料气经变换后含有大量CO2,在进入合成系统之前需脱除,脱除的CO2作为尿素生产的原料。脱除变换气中的CO2的过程称为脱碳,其工艺流程如图1所示:
脱除CO2采用两段吸收两段再生流程改良热钾碱法,吸收剂用碳酸钾水溶液(二乙醇胺作为活化剂,V2O5为缓蚀剂)。从变换工序来的变换气经换热器降温,分离出冷凝液后送至CO2吸收塔底部,上升过程中在吸收塔中部与闪蒸槽来的半贫液逆流接触,然后再与从塔顶喷淋的贫液逆流接触,分两段完成CO2气体的吸收。从加压操作的吸收塔底流出的含CO2的富液,压力约为 3.0MPa,在送至低压操作的CO2再生塔前要减压,再生塔操作压力约0.694MPa,这样有2.306MPa的压差可通过水力透平加以回收利用其能量,以提供驱动半贫液泵运转所需的动力。富液在CO2再生塔与从塔底上升的蒸汽逆流接触,将溶解的CO2解吸出来。从塔底排出的溶液只含少量CO2,称为贫液。贫液减压闪蒸回收热能降温后,经贫液泵加压送到CO2吸收塔上段循环使用。
(二)主要技术参数与结构
四川美丰化肥分公司日产600吨合成氨系统脱碳工段采用日本NIIGATA WORTHINGTON公司制造半贫液泵和水力透平直联方式的机组。
半贫液泵结构采用中心线安装,泵体径向剖分,卧式,双支撑,两级叶轮。壳体材料为316SS,叶轮、轴和轴套材料均为17-4PH。中心线安装在温度升高时仍能保持对位和对泵壳提供坚固的支持。级间流道采用双交错结构与泵壳整体铸造而成。泵壳采用双蜗壳结构,带有柱塞的排气接口。两级叶轮,第一级叶轮:双吸叶轮自己液力平衡。第二级叶轮:由平衡孔补偿平衡轴向力。叶轮均为闭式、用键与轴配合。进、出口朝向为上进和上出。泵的进、出口配有ANSI标准凸面法兰。泵壳、吸入段、机封腔和叶轮都装有可更换耐磨环。密封采用单端面平衡型集装式机械密封,API 32密封冲洗方案,防止流体泄漏造成侵蚀。径向力由深槽单列球轴承承担,(轴向)推力由40度双列向心止推球轴承承担。轴承箱包括一个甩油环形成一个一体化溅落式。一个恒定油位器始终保持合适的油位。泵装配一个膜片式带加长段联轴节。钢制组合底板由泵和驱动机共用。底带有倾斜排道,在低端留有排放接口。还有一个带150毫米出渣孔的盘。
水力透平结构采用中心线安装,泵体径向剖分,卧式,悬臂轴泵,单级叶轮。壳体材料为316SS,叶轮、轴和轴套材料均为17-4PH。中心线安装在温度升高时仍能保持对位和对泵壳提供坚固的支持。叶轮为单吸、闭式,以键与轴配合并由锁紧装置固定。叶轮采用大孔面设计以尽量满足气蚀余量的特性并以平衡孔实现轴向平衡。泵壳和叶轮均装有可更换耐磨环。进、出口为上进和端出。轴的直径足够大以传送要求的功率和加工出内部组件的准确位置。采用最短的悬臂轴以尽量降低轴挠度。
(三)设计要求
脱碳工段回收CO2,关键泵能否长周期连续稳定运行,直接影响尿素装置的生产。因此为确保机组运行的可靠性,贫液泵和水力透平机组必须严格执行API610第八版标准。
该机组设计无故障运转不少于3年,泵和透平的寿命至少20年。振动指标严格遵守API 610第八版,任何振动量小于每秒3毫米。正常条件下,轴承寿命预期最少为25000小时。正常运转下,机械密封寿命预期最短为8000小时。
该半贫液泵和水力透平机组除在开车初期由于水力透平机械密封泄漏维修过一次外,到现在已连续平稳无故障安全运行5年时间。
(四)投资及回报
是否需要采用水力透平装置需要把水力回收的能量与设备的采购、安装、维修等费用进行比较。四川美丰化肥分公司日产600吨合成氨系统脱碳工段半贫液泵和水力透平机组,水力透平效率80%,富液流量732m3/h,压差2.306MPa,回收功率373kW。每年运行8000小时计算可回收298.4万度电,按每度电0.5元计价,每年可节约电费149.2万元,经济效益十分显著。此外水力透平除因设计、制造技术要求高导致价格比同类型泵高外,其它如安装费基本与同类型泵相同,而且其维修费用少于同类型泵,所以总体来看选用水力透平是划算的,一般2~3年即可收回投资。
三、结语
化肥生产是高能耗产业,企业要创造更好的经济效益必须加大节能减排,改进生产环节,促进企业的节能降耗,增加企业资源的可循环利用。水力能量回收透平是一种非常有效的能量回收机械,它具有节能效果明显、投资回收快以及运行平稳可靠等优点,在化肥行业有广泛的应用前景。
参考文献
中图分类号:TM247 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)01-0050-02
1 概述
由于XLPE绝缘电力电缆多为大截面的形式,所以在制作当中不可避免地会出现截面直径过大、体积重量超标、成本高等种种现象。因此,企业为了减少制作大截面电力电缆的成本,就要不断地对制作技术进行改良发展,并且要及时地加强基本员工的专业知识操作水平,从而保障企业的产品生产质量。本篇文章主要会对截面面积大于500mm2的绝缘电力电缆的局部放电影响原因与预防防范措施进行总结。
2 局部放电产生的原因
大截面XLPE绝缘电力电缆会产生较为弱小的放电,由于放电较弱,在电缆的使用初期不会有什么影响,但这是一种持续性放电,一天二十四小时都在放电,随着时间的逐渐变长,电缆的绝缘性能会在放电的光、电辐射的影响下变得慢慢失去绝缘性能,最终造成断电的事故发生,不但影响到电缆的正常使用,还会对运行中的设备带来巨大的损害。在电场集中的区域,因为大截面XLPE绝缘电力电缆在绝缘中存在弱点,当电场的强度达到介质击穿场强的时候,就会导致这一区域产生放电。比如当固体或者液体介质中存在气泡,由于电压的影响,气泡会被击穿,进而产生局部放电。
3 环境条件对局部放电产生的影响
影响局部放电的环境因素主要有温度、湿度和大气压力。温度方面:由于温度的升高会加强气泡中的气体压力,气泡气体压力增大会改善液体的吸气性能,从这方面看温度升高将有利于减弱局部放电,然而温度升高也会加速高聚物的分解,使得低分子物质挥发掉,这有可能加剧局部放电;湿度方面:当湿度过大时,会增大不均匀电场中的电导和介电常数,进而改善该区域的电场分布情况,局部放电也就会随着改善,但当湿度过大时,会使得那些不适于过湿环境的材料表面产生水珠,这会导致新的放电点的形成,这种现象主要发生在层压制品和纤维材料上;大气压方面:在大气压力较低的地区,由于大气压力小,使得电缆起始放电电压低,而这种情况下发生局部放电现象,其带来的影响就更大,因此要特别注意大气压力低的区域的电缆局部放电性能。
4 导电线芯的绞制及其半导电带的绕包
当绝缘电力电缆受到较大的压力的时候,并且在电缆线的外包装是铝制的时候,很容易产生松股的情况。但是,电力电缆在制作的时候经常会采用压轮紧压式的工艺,因此,电缆便会被挤压成椭圆形状,而变形就会对电缆的绝缘性能产生不良的影响。经过总结主要有以下两种影响:
(1)导体的主要制作工艺的一道步骤便是要将其从机头的内膜中挤压出来,但是由于导体在这个过程中必须要经过固定的模具,在受到压力与模具的摩擦力时,导体的直径面积会变小,而长度会不断增长,但是向后挤出的导体不受模具的定型,就会导致导体的外层出现散装的形态,导致产品的生产中断,轻则减少企业的收益,重则发生重大事故。
(2)虽说导体在出现外层导体松股的时候会勉强通过机械的内膜,但是由于导体的两头都受到压力的作用,就会发生导体外层的绝缘物质被压进内部的现象。为了防止、减少以上现象的发生,本人建议采取以下两种措施:
4.1 严格控制单线的伸长率
导体的制作加工工艺主要有两种模式:一种是压轮紧压,另一种便是使用质地硬的合金对其进行拉拔。前者容易造成导体的制作不精细、不圆滑的现象,但是此种工艺制作对机械设备的要求较小,制作的灵活性高,尤其是对机械内部的口膜的控制可以更加方便快捷;而利用后者的制作工艺制成的导体的表面光洁度和圆滑度很高,导体的内部结构也十分的紧密,产品的质量非常高,但是,一旦导体被硬度极高的合金拉长了之后,便会对设备造成一定的负面影响,而且在导体的制作精度方面无法与前者相比,设备的调节也是着实的不方便或者说内膜的直径根本无法对其进行调节。要保证导体的表面可以制作的光滑且结构紧密,就必须要保证对单线的控制尤其是对代替的可塑性要绝对保障,才可以更好地制作出使得客户满意的产品。在单线的可塑性不可靠的时候,会在经过挤压或是拉拔工艺的时候发生较为强烈的反弹,容易伤害到导体的内部股线。
4.2 半导电带及其临时保护层的绕包
GBPT12706-2002在国家政府的有关部门处有着明确的规定,在电压高于3.6P6kV、导体的截面大于500mm2的时候,绝缘电力电缆的整体制作应该采用复合的方式,利用半导体电带和挤包半导垫层复合是首要选择。在此种制作工艺的基础上,可以促进加强导体的紧密性和减少压力过大使挤出物被压进物体,从而导致导体的外部绝缘层变形。在产品制作的时候,必须要考虑到导体的单位长度和自身的重量,因此要酌量加强对机械的牵引力的控制,当导线在经过机械内部的绞线机部位的时候,导体会受到一定的挤压,但是在实际操作中一定要尽量减少半导电带受压受损,进而减少对半导体外部的绝缘物质的形变。因为导线外部的形变、凹凸会导致导线的局部放电变大,这样就会超过国家制定的标准规定甚至会在导体应用在电缆的时候将电缆击穿。因此,为了加强半导电带的质量和使用寿命,导线外层最好使用密度极高的保护层对其外部进行保护,当前行业中应用最广的还是无纺布。在安装保护层的时候要将其与半导电带的方向安装为同向绕包,同方向的装置有利于导体应用在机器的时候保证可以正常顺滑运转,同方向的绕包可以减少保护层在导线的表层形成褶皱、空隙等现象。经过经验总结,保护层应与半导电带同向绕包,其目的是使半导电带的带盘和保护层的带盘处于同一绕包头,有利于绕包头的平稳转动,但更重要的是同向绕包不会使半导电带产生皱褶。
5 结语
制作精良的大截面交联电缆导体的表面呈现光滑、圆润、结构精致的状态,这些可以作为减少电力电缆局部放电电量的重要基础。局部防止数值越小的电力电缆导体越有利于将其应用于大型、重要工作计划中,并且可以将其作为国家根据其制作水准对当前导线市场进行制定更加标准的规定。
参考文献
[1] 罗俊华,马翠姣.XLPE电力电缆局部放电的在线检
测[J].高电压技术,2007,25(4):32-34.