透平真空设备在造纸行业应用
造纸真空系统中两种罕见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比力之巴公井开创作
水环真空泵和透平风机是现代造纸真空系统中最罕见的两种真空发生设备, 通过比力两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点, 总结两者的优点和缺点, 希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考.
1、前言
水环真空泵是造纸真空系统最普遍使用的设备, 为造纸行业技术人员所熟知.而透平风机在中国的造纸行业应用引入比力晚, 从2007 年才开始正式有投入使用, 造纸行业的相关技术人员了解甚少, 常被视为是“新技术”.事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近, 在造纸行业中使用都有较长的历史.两者各有优劣, 不能相互取代, 故一直在造纸行业共存, 在现有的技术条件下, 水环真空泵更具优势, 仍占据市场主导位置.
2、发展历史的比力
水环真空泵分别于1903 年由美国人Houis Nash和1905 年由西门子公司在相互不了解的情况下发明出来.现时在中国造纸行业中罕见的水环真空泵有几种, 其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造,
CBF 系列平板泵由广东省佛山水泵厂有限公司于1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制.水环真空泵在造纸真空系统有超越80 年的应用历史, 世界上90%的造纸厂均采纳水环真空泵组建真空系统.现时国内外都有年夜量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家.
透平风机同样呈现在20 世纪初, 最初作为压缩机使用.1900 年由法国拉托厂首先制造出第一台透平压缩机.瑞士的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机, 是最早生产透平真空风机的厂家之一, 2001 年苏尔寿公司并入德国曼集国, 组建成现在的曼透平公司.曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家, 该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超越60 年的应用历史, 主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机.根据国外的造纸工艺教材介绍, 美国德莱赛公司原来也生产用于造纸真空系统的透平风机, 但现在该公司已经不涉足该类应用.我国现有陕西鼓风机厂、沈阳鼓风机厂和上海鼓风机厂等多家生产透平风机的厂家, 均不涉足造纸行业.
可见水环真空泵和透平风机起源于同一时期, 在造纸真空系统中的应用都有较长的历史, 但水环真空泵在该领域获得蓬勃的发展, 而透平风机在该领域发展滞缓.
3、工作原理的比力
水环真空泵的工作原理是：叶轮与泵体呈偏心配置, 当叶轮
旋转时, 水在离心力的作用下沿泵体内壁形成近乎等厚的旋转水环, 水环内概况与叶轮轮毂外概况构成月牙形的工作腔, 并被叶
轮叶片分割成年夜小不等的空腔.前半转空腔的容积逐渐扩年夜, 气体从外界吸入;后半转空腔的容积逐渐缩小, 气体被压缩后排出外界.从而完成吸气、压缩、排气三个工作阶段.通常在纸厂中使
用的是单级水环真空泵, 它可以提供全范围的真空容量.
透平风机的工作原理是利用叶片和气体的相互作用, 叶轮高
速转动, 提高气体压力和动能, 并利用相继的通流元件使气流减速, 将动能转酿成压力的提高.通常使用多级组合压缩获得最终需要的压力.作为真空发生器使用时, 排出的最终压力为年夜气压, 吸入压力则为负压.通常在纸厂中使用较多的是多级离心式透平风机, 压力逐级升高, 各级均有吸入口, 每个吸入口有分歧的真空度.若使用单级的透平风机, 则只能在单个较小的真空范围内工作.
由于工作原理上不相同, 要求有不相同的转速, 水环真空泵
要求的工作转速较低, 一般的叶轮线速度为14~24m/s , 透平风
机要求的工作转速较高, 一般叶轮线速度为300~500m/s, 是水环真空泵的二十倍以上.由于气体在水环真空泵内的流速较低, 而且会被水环泵内的水冷却, 因此吸入与排出的气体温度近乎不变.而气体在透平风机内的流速很高, 由于摩擦和压缩均发生热量会让
气体温度急剧升高, 往往需要在中间级增加冷却装置.透平风机为
干式真空发生设备, 相比需要带动水环工作的水环真空泵, 效率会更高一些, 可是这样的干式真空设备对水比力敏感, 较多水进入到透平风机内可能会直接招致其损坏.另外, 当吸入流量小于透平风机的设计值时, 气流可能脱离风机的叶片, 呈现旋转失速的现象.随着失速的发生和发展, 可能呈现另一种不稳定工况现象, 风机的气体流量和排气压力周期性地低频率、年夜振幅摆荡, 引起机器的强烈振动, 这种现象称为透平风机的喘振.
4、结构特征的比力
水环真空泵一般为单级叶片, 如图1 所示, 结构简单, 叶轮与泵体之间通过工作水密封, 没有刚性机械接触, 可抽吸含水份或粉尘的气体.由于工作转速较低, 工作负荷不年夜, 只需使用最简单的滚子轴承结构.
图1 单级平板水环真空泵剖面图
1- 叶轮2- 主轴3- 泵体
图2 多级透平风机剖面图
1- 机壳2- 叶轮3- 隔板4- 主轴
透平风机常采纳多级叶轮的结构, 如图2 所示, 结构比力复杂, 叶轮的前后需带隔板, 叶轮与隔板之间需加装特殊的密封装置.为了防止失速和喘振, 还需设有回流的导叶和防喘装置.由于高速运转, 对轴承的要求较高, 一般采纳油膜滑动轴承, 有时会
采纳磁悬浮或气体轴承.相比水环真空泵, 透平风机虽然显得比力
高级, 但结构复杂, 各零件的强度和加工精度都要求较高, 生产
本钱年夜, 可发生故障点多, 使用和
维护都比力困难.另外, 在运行过程中, 由于透平机内温度较高, 各零件容易变形造成设备卡死或振动加年夜的现象.
5、造纸真空系统的应用特点比力
现代的纸机都是利用真空帮手纸页脱水的, 因此真空系统是
一台纸机的重要组成部份.一台纸机上有多个真空度要求不相同的
真空元件需要连接到真空系统.如果选用水环真空泵组建真空系统, 往往把一些真空度相近点合并后, 根据分歧的真空度选用多台水
环真空泵来组建真空系统.如果选用透平风机组建真空系统, 则只
需一台或两三台透平风机, 则可以组建较年夜型纸机的真空系统.
两者相比, 用透平风机的集成度较高, 比力节省装置空间;而使用
水环真空泵的自力性较好, 分歧的真空泵之间不会发生相互干扰
或连锁反应.
若选用透平风机, 政府部真空元件实际运行的通气流量偏小时, 透平风机可能呈现失速或喘振的现象, 而政府部真空元件实
际运行的通气流量偏年夜时, 多级透平风机又会因为各级之间相联, 会呈现整机真空度偏低的现象, 严重时还会造成透平风机性
能急剧下降, 呈现“阻塞”工况.因此, 透平风机在真空系统工作
的稳定性较差, 往往会造成产纸质量的下降或断纸等不良现象.另
外, 集成度高会造成单台透平风机的功率过年夜, 给工厂电网和
起动设备带来不小困难.若使用水环真空泵, 即使某些纸机真空元
件实际运行参数呈现偏小或偏年夜的情况, 只会成相应水环真空
泵真空度呈现相应偏移的现象, 不会造成整体较年夜的负面影响.
若个别真空泵呈现问题, 需要维修或更换也比力容易把持.
由于气体挟带的水份或其他异物进入高速运动的透平风机可
能会对其造成致命的损害, 因此透平风机吸入口前必需有年夜型
的水泥或全不锈钢结构气水分离室, 把气流速度控制在3m/s 以内, 为防止水泥脱落, 以用全不锈钢结构的气水分离室为佳, 这
种分离室的制造本钱较年夜.另外, 高速运转透平风机噪音较年夜, 还需要建造消音的机房隔音.故透平风机投入使用需要的辅助设备
本钱较年夜.如果使用水环真空泵, 也需要在水环真空泵前装置小
型的前置气水分离器, 其作用是防止纤维含量较多的水串入水环
真空泵的循环水系统中影响水质, 同时防止过多的水流入水环真
空泵造成轴功率过年夜的现象, 要求其实不严格, 制造本钱较低.
透平风机的优点是机械效率较高, 可节约设备能耗.可以看一
下实例, 比如广州纸业2007 年投产40万吨新闻纸项目, 真空
系统要求总气量约为6800m/min, 采纳了三台透平风机, 总装机
功率为6550kW.如果选用最新的CBF 系列水环真空泵, 需要13
台真空泵, 总装机功率为7005kW, 总装机功率相差7%左右.如果
是加年夜真空泵的气量余量或者是选一些性能相对差一点的真空
泵, 总装机功率相差会在10%~25%左右, 有一定的节能效果.另外, 透平风机的排气温度较高, 一般为120~180℃, 热量可回收用于
纸机白水和空气系统的加热.而且透平风机不需要使用水作为工作液, 可以节约用水.
值得注意的是两者能耗差其实不是两者的设计机械效率差,
那是因为造纸真空系统抽吸的是湿空气, 如果选用水环真空泵,
由于温度较高的湿空气进入到水环真空泵内会被泵内的水冷凝而
体积减小, 水环真空泵的性能相当于获得提高;如果选用透平风机, 温度较高的湿空气进入到透平风机温度会进一步升高, 气体膨胀
而会对透平风机的性能造成负面影响.透平风机获得热回收的同时, 也造成了其内部的高温工作环境, 会增加透平风机零件变形而发
生故障的风险.水环真空泵虽然要以水为工作液, 但一般都是循环
使用的, 水的实际损耗量不会很年夜.另外由于透平风机工作的不
稳定, 容易造成产物质量不稳定而需重复生产, 造成其他能源的
浪费.
6、总结
尽管透平风机在设备能耗、热回收和节约水方面相比水环真
空泵更具优势, 但结构复杂、故障率高、投产本钱年夜, 在使用
维护的可把持性、工作的可靠性和组建真空系统的稳定性方面远
不及水环真空泵.如果使用透平风机, 呈现产纸质量下降或者损纸
较多的现象, 顾此失彼, 事实上是更年夜的能源浪费.因此, 在现
有的技术条件下, 水环真空泵的综合使用性能更胜一筹, 故在造纸行业中占据主导位置.。
透平真空设备在造纸行业应用
透平真空设备在造纸行业应用造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较水环真空泵和透平风机是现代造纸真空系统中最常见的两种真空发生设备，通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点，总结两者的优点和缺点，希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。
1、前言水环真空泵是造纸真空系统最普遍使用的设备，为造纸行业技术人员所熟知。
而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚，从2007 年才开始正式有投入使用，造纸行业的相关技术人员了解甚少，常被视为是“新技术”。
事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近，在造纸行业中使用都有较长的历史。
两者各有优劣，不能相互取代，故一直在造纸行业共存，在现有的技术条件下，水环真空泵更具优势，仍占据市场主导地位。
2、发展历史的比较水环真空泵分别于1903 年由美国人Houis Nash和1905 年由西门子公司在相互不了解的情况下发明出来。
现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种，其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造，CBF 系列平板泵由广东省佛山水泵厂有限公司于1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。
水环真空泵在造纸真空系统有超过80 年的应用历史，世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。
现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。
透平风机同样出现在20 世纪初，最初作为压缩机使用。
1900 年由法国拉托厂首先制造出第一台透平压缩机。
瑞士的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机，是最早生产透平真空风机的厂家之一，2001 年苏尔寿公司并入德国曼集国，组建成现在的曼透平公司。
曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家，该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60 年的应用历史，主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机。
透平真空设备在造纸行业应用
透平真空设备在造纸行业应用Prepared on 22 November 2020造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较和风机是现代造纸中最常见的两种真空发生设备，通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点，总结两者的优点和缺点，希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。
1、前言水环是造纸真空系统最普遍使用的设备，为造纸行业技术人员所熟知。
而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚，从2007 年才开始正式有投入使用，造纸行业的相关技术人员了解甚少，常被视为是“新技术”。
事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近，在造纸行业中使用都有较长的历史。
两者各有优劣，不能相互取代，故一直在造纸行业共存，在现有的技术条件下，水环真空泵更具优势，仍占据市场主导地位。
2、发展历史的比较水环真空泵分别于1903 年由人Houis Nash和1905 年由在相互不了解的情况下发明出来。
现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种，其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造，CBF 系列平板泵由于1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。
水环真空泵在造纸真空系统有超过80 年的应用历史，世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。
现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。
透平风机同样出现在20 世纪初，最初作为使用。
1900 年由拉托厂首先制造出第一台。
的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机，是最早生产透平真空风机的厂家之一，2001 年苏尔寿公司并入曼集国，组建成现在的曼透平公司。
曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家，该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60 年的应用历史，主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机。
造纸真空系统中两种常见的真空设备
造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较来源:广东省佛山水泵厂有限公司作者:陈首挺水环真空泵和透平风机是现代造纸真空系统中最常见的两种真空发生设备，通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点，总结两者的优点和缺点，希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。
1、前言水环真空泵是造纸真空系统最普遍使用的设备，为造纸行业技术人员所熟知。
而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚，从2007 年才开始正式有投入使用，造纸行业的相关技术人员了解甚少，常被视为是“新技术”。
事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近，在造纸行业中使用都有较长的历史。
两者各有优劣，不能相互取代，故一直在造纸行业共存，在现有的技术条件下，水环真空泵更具优势，仍占据市场主导地位。
2、发展历史的比较水环真空泵分别于1903 年由美国人Houis Nash和1905 年由西门子公司在相互不了解的情况下发明出来。
现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种，其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造，CBF 系列平板泵由广东省佛山水泵厂有限公司于1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。
水环真空泵在造纸真空系统有超过80 年的应用历史，世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。
现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。
透平风机同样出现在20 世纪初，最初作为压缩机使用。
1900 年由法国拉托厂首先制造出第一台透平压缩机。
瑞士的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机，是最早生产透平真空风机的厂家之一，2001 年苏尔寿公司并入德国曼集国，组建成现在的曼透平公司。
曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家，该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60 年的应用历史，主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机。
透平式真空泵在现代纸机上的应用
透平式真空泵在现代纸机上的应用1工作原理透平式真空泵一般分为多级闭式离心风机和单级开式离心风机，都是利用其装在外壳和扩散系统内的多级叶轮来形成真空。
以MAN公司的透平式真空泵为例，随着叶轮的旋转，空气进入到叶轮中间的孔眼，沿径向外移过程中被加速与增压，然后第二级叶轮又加速第一级来的空气，并接着到第三级和第四级，从而产生真空。
空气从各个不同级吸入，并产生不同真空度，以适应纸机真空系统的需要。
所示是一台多级透平式真空泵的简单原理图。
所示是一台单级透平式真空泵的简单原理图。
多级透平式真空泵原理图无论是多级闭式还是单级开式作为真空泵使用时，都具有抽吸量大、真空度水平稳定等特点。
但是当真空度高、可供抽吸的空气量越来越少时，常会出现空气回流、浪涌现象，这时被加速后的热空气回流到吸气口，进气管会发热，将严重破坏真空度的稳定性，因此每台透平式真空泵的入口都装有防浪涌阀。
当真空度较高、抽吸量不足时，防浪涌阀会根据透平式真空泵的有效功率自动打开，增加空气流量来防止浪涌现象的发生，使得设备功率消耗以及需要的真空度平稳。
单级透平式真空泵原评润滑油系统润滑油系统山油筘、主辅油泵、油冷却器、油过滤器、溢流阀、电加热器和单向阀组成，与润滑油菅道集装在公用底座上。
润滑油主油泵为机械油泵，安装在齿轮箱的输入轴上。
辅助油泵为电动油泵，位于主电机K方，在主机启停和主油泵欠Ik时运行。
主辅油泵以l力联锁，为主机安全运行提供保障。
油冷却器选用列管式水冷，通过调节冷却水量保证轴承进油温度。
3控制系统透平式真空泵转速较高，M于较精密的旋转机械。
为了确保机组安全可靠运行，配备了完善的检测控制系统，包括：气液分离器液位检测、报警、联锁主机；各抽吸点真空度检测、报警、联动防喘旁通阀；各轴承温度点检测、报警；速转子振动检测、报警；润滑油温度、油压检测、报警、联锁主机；主机电流显示报警、联锁主机；叫实现与DCS通讯和交互操作。
对主要的参数还设置了实时肼线和历史曲线、报警记录，以供事后查询及故障诊断。
纸机真空系统现状及磁悬浮透平真空泵的应用
摘要：介绍了造纸生产线真空系统设备的应用现状，分析了磁悬浮透平真空泵这一新设备的磁悬浮轴承技术、工作原理和控制原理。
并通过公司一条生产线的改造实例，从生产相关统计数据分析了磁悬浮透平真空泵的节能情况，总结了纸机真空系统使用磁悬浮透平真空泵的意义。
关键词：真空系统；真空设备；透平真空泵；磁悬浮Abstract: The paper introduces the application st at us of vacuu m system equipment i n paper production line, and analyzes the magnetic bearing technology, working principle and control principle of the magnetic levitation turbine vacuum pump. Through an example of a production line, the paper analyzes the energy-saving situation of the magnetic levitation turbine vacuum pump, and summarizes the significance of using the magnetic levitation turbine vacuum pump in the paper machine.Key words: vacuum system; vacuum equipment; turbine vacuum pump; magnetic levitation纸机真空系统现状及磁悬浮透平真空泵的应用⊙ 戴乐玉（民丰特种纸股份有限公司，浙江嘉兴 314000）The Present Situation of Paper Machine Vacuum System and the Application of Magnetic Levitation Turbine Vacuum Pump⊙ Dai Leyu (Minfeng Special Paper Company Limited, Jiaxing, Zhejiang 314000, China)戴乐玉 先生工程师，海盐分公司副总经理，设备能源部经理；研究方向：自动化控制、设备管理。
磁悬浮透平装备助力造纸工业节能减排 省电、省水、省油、省力、省心
Dec., 2019 Vol.40, No.23
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专 题 Special
造纸工业是国家轻工行业支柱产业，同时也是轻工 业内高 能 耗 产业。目前受 原材 料 供应 的 影 响，造 纸 行业 面 临 着很 大 困 难，盈利 不足。国内企 业 都 通 过 降 低 产品 成 本 来 维 护 利 润，其 中包 括 工 艺 升 级、设 备更 新、节 能 改造等方式。磁悬浮透平装备具有省电、省水、省油、省 力、省心的特 性，可以广泛 应用在造纸工艺真空系统 和 污 水 曝气系统中，起 到巨 大 的 节 能 效 果，降 低 造 纸 成本，提高企业受益。
1 磁悬浮透平装备 磁悬浮透平装备是指
采用磁悬浮轴承支撑高速 永磁电机直驱旋转装备。本 装 备 是高 科 技 的产品，融合 磁悬浮轴承及控制技术、高 速永磁电机、高速变频驱动 技术、三元流气动学技术。 亿昇（天津）科 技有限公司 作为全 球 唯一 一家全 部 掌 握 这 四大 核心 技 术 厂家，制 造出磁悬浮鼓风机和磁悬 浮透平真空泵，已经广泛应 用在 造 纸 工业污 水处 理 曝 气系统 和 真空 系统中，发 挥 着 节 能 降 耗 、提 质 增 效 的 效果。 1.1 磁悬浮轴承及控制技 术
采 用公司自主 设 计高 速电 动 机 直 接 驱 动三 元 流 叶
护套技术加装永磁体在主轴上，提高了功率密度，减小 轮，省却传动损失；采用主动控制的磁悬浮轴承支撑，
电机体积，并提高了电机效率，效率超过97%，较传统 完全消除摩擦损失；匹配设计的三元流叶轮，提高气动
性能比较
表2 真空泵性能比较
透平真空系统在纸机上的应用
叶轮 时流体 冲击 叶轮 ， 推 动 叶轮 转 动 ， 从 而 驱 动 透
平 轴旋转 ， 输 出机械 功 。 我公 司有 ４条生产线已经成功引进并投入使用
触 摸屏 在生 产现 场 ， 对 透 平 真 空 泵操 作 简单 方 便 ，
监 视直 观 。
图 １ 触 摸 屏 操 作 界 面
以我公 司 Ｐ Ｍ１ ５ 机 为例 ， 两 台真 卒透 平机控 制 系统 使用 ～ 台西 门子 ３ ０ ０ Ｐ Ｉ Ｃ作 为 控 制 器 和 西 门 子 触摸 屏作 为操 作界 面 、 两 台施 耐 德 ＡＴ Ｖ６ １变频 器 来控 制 电机 ， 通过 Ｐ ｒ ｏ ｆ ｉ ｂ ｕ ｓ网络进 行通 信 ， 操 作
透 平 真 空 系 统 在 纸 机 上 的 应 用
・
设 备 使用 ・
透 平 真 空 系统 在 纸 机 上 的 应 用
高 仲 龙
（ ！ Ｈ ： 丹 江 恒 丰纸 业 股 份 有 限 公 司 ． 黑龙汀 牡丹江 １ ５ ７ ０ １ ３ ）
［ 摘 要 ］ 介 绍 了真 空透 平 系统操作 界 面和 参数 画 面， 以及 造成 连锁停 机 的主要 原 因， 通 过在 纸机 上
电流 值超过 额定 电流时 会产 生过 流报 警 ， 操 作 员可
以在 不影 响真 空度 的情 况下适 当地降 低频 率给 定 ， 过 流造 成 的连 锁停 机 延 时 时 间 为 ９ ５秒 ， 所 以在 报 警 时 间超 过 ９ ５秒会 造成 停机 。
３ 节能效 果
该 项 目改 造 利 用 ２台 装 机 功 率 为 ， １ ２ ０ ｋ Ｗ 的 透
收 稿 日期 ： ２ ０ ｌ ７ 一（ ） ４ ０ ８ ３３ —
一
透平真空系统节能应用技术
透平真空系统节能应用技术
一、所属行业：造纸
二、技术名称：透平真空系统节能应用技术
三、适用范围: 大中型造纸企业的高速纸机真空系统。
四、技术内容：
1.技术原理
(1)透平真空系统为涡轮风机，直接抽气形成真空，具有能耗低、效率高的优点。
透平真空泵最多可设四个吸口，单机抽量大，抽气量大时，真空度稳定性高。
与能力相同的水环式真空泵相比，透平真空系统还具有不需消耗清水的特点。
(2)水环真空系统排气温度约45℃，基本没有回收利用价值，余气只能全部直接排放。
而透平真空系统由于风机高效，排气温度高达142℃，可回收利用。
通过交换，先利用气气热交器对纸机空气系统进行加热，再利用气水热交换器对纸机白水进行加热，代替应用水环泵真空系统时的直接蒸汽加热。
2.关键技术
透平真空机组
3.工艺流程
真空吸水箱——气水分离器——透平风机——气气热交换器——气水热交换器
五、主要技术指标：
真空系统装机容量占纸机总装机容量从原来的14-16％下降到
10％左右。
六、技术应用现状：造纸行业才开始推广使用。
七、典型用户：XX造纸股份有限公司PM9生产线。
八、推广前景和节能潜力：
目前造纸行业普遍使用水环真空系统，能耗高、效率低，因此推广前景广阔，节能潜力巨大。
磁悬浮透平装备助力造纸工业节能减排
磁悬浮透平装备助力造纸工业节能减排省电、省水、省油、省力、省心造纸工业是国家轻工行业支柱产业，同时也是轻工业内高能耗产业。
目前受原材料供应的影响，造纸行业面临着很大困难，盈利不足。
国内各家都各显其能通过降低产品成本来维护利润，其中包括工艺升级、设备更新、节能改造等方式。
磁悬浮透平装备具有省电、省水、省油、省力、省心的特性，可以广泛应用在造纸工艺真空系统和污水曝气系统中，起到巨大的节能效果，降低造纸成本，提高企业受益。
磁悬浮透平装备是指采用磁悬浮轴承支撑高速永磁电机直驱旋转装备。
本装备是高科技的产品，融合磁悬浮轴承及控制技术、高速永磁电机、高速变频驱动技术、三元流气动学技术。
亿昇（天津）科技有限公司作为全球唯一一家全部掌握这四大核心技术厂家，制造出磁悬浮鼓风机和磁悬浮透平真空泵已经广泛应用在造纸工业污水处理曝气系统和真空系统中，发挥着节能降耗、提质增效的效果。
磁悬浮轴承及控制技术：磁悬浮轴承采用电磁力取代机械轴承的滚珠等接触支撑旋转轴，可以完全做到无机械接触、无摩擦、长寿命、实现超高转速的特点。
磁悬浮轴承结构包括磁悬浮轴承本体、位移传感器、控制系统，原理是通过位移传感器检测轴心位移偏差，根据偏差信号经过控制系统计算给磁轴承本体电流产生电磁力进行调整，尽可能让电机主轴在中心轴上旋转。
由于控制频次和精度高，能保证主轴径向跳动控制在微米级别，因此振动小、噪音低、寿命长，是目前全球最高端支撑轴承。
高速永磁电动机因为采用五自由度的电磁轴承，可以直接输出高转速，直接驱动三元流叶轮实现空气分子动能势能转换，达到一定鼓风压力或真空度。
高速永磁电机主轴采用护套技术加装永磁体在主轴上，提高了功率密度，减小电机体积，并提高了电机效率，效率超过97%，较传统电机提高3-5百分点。
目前飞旋亿昇科技高速永磁电动机转速最高可达75000rpm，最大功率做到1MW。
高速变频器是高速永磁电动机驱动器，依靠高速变频器改变输电频率提高转速。
磁悬浮透平真空泵在造纸厂纸机真空系统的应用
磁悬浮透平真空泵在造纸厂纸机真空系统的应用摘要：真空泵作为造纸厂中纸机真空系统中的关键设备，本文通过比较水环真空泵、透平真空泵和磁悬浮透平真空泵的工作原理、运行特点，结合工程案例，介绍了磁悬浮透平真空泵在造纸厂中的应用前景。
关键词：磁悬浮透平真空泵造纸应用前景引言：造纸是我国的传统工业，也是能耗和污染排放的重点监控行业。
造纸生产过程的本质是对纸张进行大量脱水的操作过程，主要分为网部、压榨部、干燥部三个操作单元，纸页中98~99%的水分经过网部和压榨部的机械作用被脱除掉，其余通过干燥部脱除到纸页所需的含水量。
为网部和压榨部脱水提供真空负压环境的真空泵系统，其电耗约占纸机总能耗（电耗、蒸汽消耗）的12%~20%左右，占总生产成本的3%~6%，因此，纸机真空泵系统的节能改造对降低单位产品的能耗具有重要意义。
1.造纸厂常用真空泵的工作原理分析1.1 水环真空泵在过去很长时间内，水环泵都是纸机配备真空系统的主要选择。
现在世界上仍有90%以上的纸机使用水环泵。
水环泵是一种正排气式泵。
它通过在一个圆筒形壳体内不停地回转偏心叶轮的方式压缩空气。
液体（通常为水）被灌入泵内，经离心加速，在壳体内侧形成一个移动的圆柱环。
此液环在叶轮与叶片之间构成一系列密封空间，形成压缩腔。
介于叶轮旋转轴和壳体几何轴之间的偏心距，使得压缩腔体积循环变化。
气体，常常为空气，通过壳体末端的一个入口被抽进泵中。
这些气体被液环与叶片间形成的压缩腔捕获。
由于叶轮旋转，压缩腔体积减小，气体被压缩，并最终从壳体另一端的出口排出。
气体不停地从入口抽入，经出口排出，这就构成了对连接入口那端的空间/介质进行抽真空的过程。
1.2单/多级透平真空泵透平机（turbine）就是涡轮机的音译，具有叶片的动力式流体机械。
透平机的最大特点就是装有叶片的转子做高速旋转运动，叶片与空气之间产生互相作用，达到抽取空气形成真空的目的。
1.3磁悬浮透平真空泵磁悬浮透平真空泵是将磁悬浮轴承技术、高速电机技术、变频控制技术融入传统透平真空泵中形成的一种高效、节能、环保的新型透平真空泵。