煤油氣相干燥設備的改進和完善分析
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摘要：煤油氣相干燥設備在高壓等級變壓器生產中發揮著重要作用，隨著變壓器壓力等級要求提高，變壓器生產數量變多，傳統的煤油氣相干燥設備越來越難適應現實的生產需求，其需要得到改進和完善，才能繼續在生產環節發揮價值。結合變壓器生產要求，明確煤油氣相干燥設備的改進要點，提出完善方案，使設備改進設計成品得到有效執行。
關鍵詞：煤油氣相干燥設備;改進要點;完善措施
煤油氣相干燥設備整體都需要得到改善，其內部的真空罐體、真空系統、電動平車等都是重要的改進升級對象。設計人員需要根據設備應用現狀和應用性能，對各部分作出優化設計。在改進完善后，還要將其落實到實際生產中，檢驗優化對象的運行情況，以便繼續完善設計方案，完善設備。本文主要針對煤油氣相干燥設備的改進與完善進行探討。
一、真空罐體的改進
真空罐體是煤油氣相干燥設備的重要組成部分，其在設備中主要起到加熱保溫保真空作用，相關系統主要安裝在真空罐壁上，外側設置加熱排管起保溫作用，蒸發器主要加熱作用。兩者相輔相成，共同保證設備干燥加熱性能。對于真空罐壁加熱系統來說，外加熱管作用時，其本身會散發熱量，也會使周圍空氣產生對流情況，這兩種現象共同作用于罐壁，使其間接受熱。這種間接加熱方法不能在短時間內完成加熱工作，不僅浪費能量，也無法提高加熱效率。在改進和完善中，需要將加熱方式由間接轉為直接。設計人員可借助加熱介質，使其直接接觸罐壁，進行傳導加熱[1]。該種介質需要填充在罐壁與槽鋼之間的空隙中，槽鋼也是改進要點，主要將其安裝在罐壁相關位置處。
在利用加熱介質后，其會成為熱量與罐壁之間的橋梁，罐壁可以在短時間內加熱到設計溫度。將這種真空罐體應用在煤油氣相干燥設備中，設備的多方面都享受到了該種改進優勢帶來的效益，如在材料應用方面，在改進中，會借助加熱槽來代替無縫鋼管，很明顯前者對材料需求量更少。這種改進還可以節省導熱油，導熱油是加熱環節的要素，在改進后，罐體加熱系統可以節省原來導熱油含量的四分之三。這會為企業節省很多材料成本。真空罐體在抽空的過程中，需要承受真空壓力而不能變形，在傳統設備中，罐壁有出現因為這一操作出現變形問題，但將槽鋼安裝其上時，槽鋼的剛度和強度也會施加給罐壁，使罐壁更加穩定可靠，其在應用中的變形問題會減少許多。槽鋼的焊接雖然有優勢，但也有缺陷，如焊接滲漏或焊接瘤等問題。在焊接技術落實中，相關人員還要提高技術水平，使這種改進措施能真正完善真空罐體。
二、真空系統的改進
真空系統改進點主要在于油環泵的應用，其可以同時充當前級泵和泄露泵角色，完成相關油液處理工作。將其應用在煤油氣相干燥設備中，可提升設備性能和應用的可靠性。真空系統引入油環泵后，泵油會得到及時處理，避免了油液乳化問題，其還可以對出水量進行控制測量，使測量數值更加準確[2]。在其充當前級泵時，其代替了傳統的旋片泵，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象，所以泵腔極限真空會保持正常，泵的性能也不會出現降低現象。這節省了泵處理時間，也減少了油液更換次數和油液應用量，節省了成本。改進后的油環泵在排除水分測量中占據優勢，在泵應用中，這些水體不會直接進入排煙道，其會進入氣液分離罐，在氣液分離后，液體會進入收集罐，收集罐的計量儀器就會計算出水的重量，從而獲得更精準的產品出水量，為產品干燥效果提供更有力的依據。
當然這種油環泵也有缺陷，其無法滿足極限真空高度要求。其在此方面的量級要小于傳統旋片泵的極限真空度量級。在改進設計中，設計人員還要注意改善這一現象，可以通過利用羅茨泵變頻啟動技術來縮短工藝準備時間，使設備的極限真空度提升。
三、電動平車的改進
在煤油氣相干燥設備運行中，其真空、高溫及高溶解性這種工況比較特殊，對電動平車的要求也較高，電動平車上的軸承運行經常會出現老化或磨損嚴重現象，這與潤滑不到位有關。在常規潤滑不滿足要求后，工作平車本身及起作用的設備運行效率和安全可靠性都會降低。在改進設計中，則需要添加潤滑系統來有效減少軸承之間的摩擦力，使其得到有效潤滑[3]。對于系統屬于集中型，其需要考慮多點分配器的應用要求，需要保證潤滑均勻度和有效性，所以還要保證每個潤滑點的潤滑劑量。改進中的潤滑油系統需要利用變壓器油完成潤滑工作，這樣既可以起到潤滑作用，又不會生產過程中污染到產品。所以不用擔心變壓器應用問題。
四、以設備共用的方式精簡系統，提高設備利用率
主要從以下幾方面入手分析，其一，利用內置式蒸發器來構建加熱系統，該種設備會控制熱量輻射情況，使其損失量減少，且該種設備規模較小，并不會占用氣相干燥設備太多空間，所以設備整體運行效果會很顯著。其二，在設備改進后，內置式蒸發器及其他設施結合良好，整體配置情況非常簡潔，不再冗雜，在加熱階段，只使用一個前級泵作為泄露泵，通過閥門切換抽空控制收集罐真空度，從而有效控制整個干燥罐、緩沖罐等整個真空度系統真空，這會減輕真空系統運行壓力，會使真空系統負荷更低，減少真空泵的啟動數量，真空系統運行利用效率會得到提升[4]。其三，改進后的設備主要利用設備共用方式來精簡系統，使設備利用率達到最大。
五、采用高效冷凝熱回收裝置，提高設備運行效率
冷凝熱回收裝置運行的高效性主要集中體現在冷熱交換過程的應用，該裝置主要安裝在主冷凝器前，兩者共同構成冷凝系統，該系統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，當高溫蒸汽從真空罐抽出，經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。一方面會吸收經過冷凝熱回收裝置高溫混合氣體中的熱能，此時煤油溫度上升，并流向需要高溫煤油的緩沖罐，達到加熱煤油的目的。另一方面，在冷凝熱回收裝置吸收熱能過程，同時也是冷凝的過程，此時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，此時抽出來的混合氣體得到初步冷凝，作為主冷凝器前級冷凝作用，再經過主冷凝器，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冷凝了混合氣體，從而盡可能增加運行效能，達到節能目的[5]。 整個過程是熱量循環利用過程，低溫煤油進口溫度和出口溫度相差50攝氏度，溫度差會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，在熱能循環利用中，不僅設備熱能利用率會達到最大，同時冷卻水消耗量也會減至最少，綜合來看，這有利于冷卻系統、加熱系統高效運行，一般的冷凝系統都是幾百千瓦時，有效減少這方面的損耗，相關為企業創造可觀的經濟價值。
在常規冷凝系統的多級冷凝過程中，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入真空泵內，使泵油發生乳化現象，所以設計改進過程中，增加更低溫的冷水機組對氣體進行冷凝。在高溫混合氣體流量控制程序中，應增加冷凝返回收集罐煤油流量監測，通過返回煤油流量大小控制高溫混合氣流量，保證冷凝系統不過載運行，從而減少小部分煤油蒸氣隨著抽空進入到真空泵可能性，從而達到提高真空泵壽命。
六、完善干燥工藝
在改進設備的同時，還要注意完善干燥工藝，使工藝與設備配套，如此設備性能才能得到發揮。在煤油氣相干燥設備應用中，相關的干燥工藝主要分為六個階段，每個階段都由計算機程序控制。在未改進前，干燥工藝主要包括準備階段、加熱階段、降壓階段、高真空階段和充氣階段[6]。在改進中，主要根據設備運行要求和生產需求，重新設置了防變壓器鐵芯生銹程序，該程序包括在加熱階段，一直監控變壓器鐵芯溫度和干燥罐真空度，嚴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，完全由程序自動控制。新增設的階段可以使工藝流程更加健全規范。在該階段，停止向蒸發器噴煤油，所以煤油不會從液體變成氣體的機會。在這種條件下，真空干燥罐壓力不會再升高，反而會降低。低壓環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，干燥程序中的參數不是固定不變的，對干燥不同類型變壓器，其干燥工藝有所不同，因此編程設計人員在編程時，除了控制的合理性外，還應設置更多更活的工藝參數，讓用戶可根據實際的需求，設置工藝參數，除了做到提高干燥的效果，還應做到節能、提高干燥效率。
七、結語
煤油氣相干燥設備改進和完善需要與實際生產結合起來，不同的生產要求，設備選型不同，相關的改進要點和完善措施也有差異。設計人員還要與生產操作人員進行溝通聯系，了解生產工藝對設備的應用要求，了解設備在實際生產中的具體應用，如此才能使設備改進點滿足生產要求。煤油氣相干燥設備改進方案應具有彈性和靈活性，使其能隨時與時俱進，實時得到改進與完善。
參考文獻
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