VSR―GA流量调节装置在离心式煤气加压机中的应用

【摘 要】本文介绍了VSR-GA流量调节装置在济钢球团加压站中的应用，其主要技术性能及特点，以及其与传统的阀门调节、液力偶合器及变频调节等方式的比较。

【关键词】VSR-GA；流量调节装置；应用

Application of VSR-GA Flow Control Device at Centrifugal Gas Blower

WANG Xiu-ying

（Jigang International Engineering &Technology Co.， Ltd.， Jinan Shandong，250101，China）

【Abstract】This article introduced the application of VSR-GA flow control device at centrifugal gas blower in JiGang pelletizing plant， And contrasted the technical data and feature between VSR-GA flow control device and several other flow control methods，such as traditional vavle controlling、liquid coupling、frequency controlling.

【Key words】VSR-GA；Flow control device；Application

0 前言

我国经济发展迅速，但在能源消耗方面还相当粗放，节能的潜力很大，其中风机耗能占了相当大的比例。风机在使用过程中，由于风机型号、规格的限制，很难满足用户要求。为满足生产工艺的要求，需要经常调节流量才比较合理，这样势必增加电能消耗。因此，为离心式风机提供高性能的调节装置，是提高产品质量，节能降耗的一项重要措施。

离心式煤气加压机的调节方式有几种，可通过在进出口总管上设置大回流管，也可通过液力偶合器或变频调节。近年来，出现了一种适合各种燃气或化工气体介质的高性能流量调节装置―VSR-GA调节装置，这种装置可以对各类单级和多级离心式风机（包括鼓风机、压缩机）进行流量调节。本文对VSR-GA流量调节装置与传统的阀门调节、液力偶合器、变频调节进行比较。

1 VSR-GA流量调节装置的原理

VSR-GA流量调节装置适合各种燃气介质的离心式加压机流量调节，是根据流体力学欧拉原理研制而成的入口流场型、高效流量调节装置，它综合了国内外同类型调节装置（如前导叶）的各种优点，并在导叶叶型、流道布置、传动机构上作出了多项创新和改进。该技术的基本工作原理是通过改变流入风机叶轮的气流角度来达到改变风机功量，从而使风机风压、流量、功率同时发生变化。在实用中多采用正预旋流场调节，即利用安装在风机入口法兰前的VSR可转叶栅形成与叶轮转向一致的气流。它的主要功能是实现加压机的流量和压力可调节并达到节电的双重目的。

2 VSR-GA流量调节装置与阀门调节、液力偶合器及变频调节的比较

阀门调节是国内常用的流量调节方式。通常是在风机的入、出口处配置闸阀、百叶窗或蝶阀，这几种阀门都是节流阻耗件，调节过程中压力损失大，能量浪费严重，经济性差，以上这些不合理的调节方式极待引起有关方面的重视，应迅速引进高性能的调节装置取而代之。

液力偶合器调速是液力传动元件，又称液力连轴器，它是利用液体的动能来传递功率的一种动力式液压传动设备。将其安装在异步电动机和工作机（如风机、水泵等）之间来传递两者的扭矩。液力偶合器可分为进口调节式和出口调节式。进口调节式特点是结构简单紧凑、体积小、质量轻，自带旋转贮油外壳，无需专门油箱和供油泵，造价较低，但因偶合器本身无箱体支持，旋转部件的质量由电机和工作机的轴分担，对电机增加了附加载荷，同时调速时间较长。出口式特点是本身有坚实的箱体支持，适合于高转速、大功率，调速时间短，但外形尺寸大，辅助设备多，价格也较高。

变频调速是一种高效率、高性能的调速方式，采用异步电动机（或同步机），特别适用与各种爆炸危险环境的无级调速。变频调速可以在整个工作范围内保持在正常的小转差率下运转，实现无级平滑调速，并具有空载起动，过载保护，易于实现自动控制等特点。但变频器是一种价格较昂贵，技术上复杂的设备，一般变频器的价格要高于电动机本体价格，高压变频维护费用也很可观，因此选择变频调速时必须考虑经济性。况且调节时风机出口压力的下降和转速的下降成平方关系，转速下降太多时，风机压力下降剧烈，很多场合无法满足生产工艺对风机压头的需要。

VSR-GA流量调节装置安设在离心式加压机入口处，安装简便易行，适合新、旧机组的应用或改造，它具有调节性能优越、调节深度大、避喘、调节效率高等一系列技术优点。

VSR-GA流量调节装置的主要技术性能及特点如下：（1）具有可靠的传动机构，能保证调节装置内部叶片精确转动，不会出现一般风门常常卡死的现象。（2）加压机流量调节范围为5%-100%标定流量，在此范围内可以对加压机流量实现无级微调，并基本消除加压机在任何小流量区的喘振隐患。（3）当VSR-GA流量调节装置叶片处于全闭状态时，可保证加压机实现无载或轻载启动，允许加压机在此状态下长期稳定运转。（4）在流量下调过程中，若管网阻力保持不变，加压机风压大致依据P=P0（Q/Q0）0.6～0.8的规律变化，即加压机的流量每下调10%，其出口压力下降7%左右，甚至更小。在并网工作时大多数情况下均可以实现系统等压调节，并保持机后压力稳定。所以VSR-GA调节性能远比液力偶合器或变频好得多。（5）调节装置本体阻力损失小，仅为100～200Pa。（6）在流量调节范围内，加压机效率下降平缓，可实现大幅度节电。（7）可实现近、远程手动控制或全自动远传控制。（8）通过调节，在必要时可以对现有的离心式加压机进行扩容。扩容时不要求机组进行大的改动，投入小，产出多，扩容后离心式加压机的输出流量可增大10%-15%，甚至更多，但是压力升幅相对要小一点。（9）调节装置的外型为全铸双层壳体结构或铸焊混合结构，电动执行器为顶置，结构较为紧凑，小巧，它具有可靠的密封组件，双级主、付叶片，可以使气流的冲击损失最小，以充分提高调节效率和预旋效果。（10）调节装置安装简单，拆卸方便，可以和加压机同步检查及清理。

综上所述，VSR-GA流量调节装置在价格、维修、配置、管理和风机调节性能等多方面占有优势。该装置对风机的容量可调性好，可完全避免风机在极小流量时的喘振现象，综合技术经济价值高，而且便于安装，原有风机组不需作任何改动，调节过程中风机压降相对平缓，故在减少供气量的同时可以兼顾用户对风机压力的需求，维护和保养工作量极小，它是当前风机流量调节的升级换代产品和发展趋势，是一种高性能的调节装置。

3 VSR-GA流量调节装置的应用

由于VSR-GA流量调节装置调节性能优越，目前已在钢铁、有色冶炼、化工、炼油等企业作为各类离心式加压机的配套产品而得到广泛应用。

济钢球团厂现有三座竖炉，具备年生产170万吨球团矿能力，可满足济钢一炼铁厂6座小高炉以及一座1750m3高炉炼铁生产配加球团的需要。根据济钢总公司发展的总体战略，2005年建设2#1750m3高炉工程。为了满足高炉熟料入炉酸球比的需要，2006年配套建设4#竖炉及煤气加压站，年产球团矿73×104吨。在济南钢铁公司球团区域煤气加压站工程中，共设六台D600-111离心式煤气加压机，总供气能力可达144000Nm3/h，同时满足了4座竖炉和3台烘干机的生产需要。在建设加压站时，为了节约投资，两台备用加压机设置变频调节装置，另外四台加压机进口设置VSR-GA流量调节装置，并且已经投入使用。根据现场使用的情况来看，它实现了加压机出口压力与进口调节装置的连锁，可以根据竖炉生产和加压机后的煤气压力，灵活机动的开启煤气加压机。它不仅调节效率高，调节范围广，节能效果显著，而且出现的故障较少，运行维护费用较低，提高了加压机的使用寿命和可靠性，使用效果良好。