今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
作者簡介：徐明章（1968-），男，四川省遂寧人，電氣工程師，質量工程師，現就職于希望森蘭科技股份有限公司，主要從事變頻調速系統設計和現場應用工程方面的工作。
摘 要：隔膜泵是一種新型輸送機械，是目前國內最新穎的一種泵類。森蘭SB70G850kW（690V）矢量控制變頻器在隔模泵上替代國外變頻器投運以來，其性能和可靠性完全滿足氧化鋁生產工藝的要求，國產化是必由之路。
關鍵詞：隔膜泵；變頻調速；國產化
Abstract：Diaphragm pump is the newest type of pump in China.SenLan SB70G850kW（690V）vector control inverter has been used on the diaphragm pump for producing aluminium xoide，and its performance and reliability fully meet the production process requirement.It is expected that more and more domestic inverter brands will replace foreign brands in this area.
Key words：Diaphragm pump；Variable；frequency speed control；Localization
1 概述
隔膜泵也叫氣動雙隔膜泵或氣動泵，是一種新型輸送機械，采用壓縮空氣為動力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。隔膜泵是一種新型輸送機械，是目前國內最新穎的一種泵類，采用壓縮空氣為動力源。隔膜泵其有四種材質：塑料、鋁合金、鑄鐵、不銹鋼。隔膜泵根據不同液體介質分別采用丁晴橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚四六乙烯，以滿足不同生產工藝的需要。隔膜泵既能抽送流動的液體，又能輸送一些不易流動的介質，具有自吸泵、潛水泵、屏蔽泵、泥漿泵和雜質泵等輸送機械的許多優點。
隔膜泵也叫氣動雙隔膜泵或氣動泵，是一種新型輸送機械，采用壓縮空氣為動力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。隔膜泵是一種新型輸送機械，是目前國內最新穎的一種泵類，采用壓縮空氣為動力源。隔膜泵其有四種材質：塑料、鋁合金、鑄鐵、不銹鋼。隔膜泵根據不同液體介質分別采用丁晴橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚四六乙烯，以滿足不同生產工藝的需要。隔膜泵既能抽送流動的液體，又能輸送一些不易流動的介質，具有自吸泵、潛水泵、屏蔽泵、泥漿泵和雜質泵等輸送機械的許多優點。
隔膜泵已經在石油、化工、食品、電子、陶瓷、紡織等行業應用，安裝在各種特殊場合，用來抽取各種常規泵不能抽吸的介質。當前，隔膜泵在其它行業的應用也在不斷擴大。如油漆、涂料等精細化工行業和陶瓷業中隔膜泵已占有絕對的主導地位，而在像環保、廢水處理、建筑、排污等行業中正在擴大它的市場份額，并具有其他泵不可替代的地位。
2 隔膜泵的工作原理
隔膜泵靠壓縮空氣驅動。定向空氣分配閥和導向閥，稱為“氣室”，都設置在泵的中心部位。介質流動通過兩個匯流管和外隔膜室，稱為“介質室”。通常止回閥（球型或片型）都設置在每個外隔膜室的頂部或底部或共用一匯流管。這兩個外隔膜室靠吸口和出口接頭連接起來，泵是自吸的。
在操作中，空氣分配閥交替控制隔膜的增壓。在每次沖程后，閥將自動變換位置，使空氣得以切換至另一隔膜室，使兩邊隔膜室形成交替的吸液和壓送沖程，隔膜在平行路徑里移動，空氣閥無潤滑油需求，這就是首選的運行方式，潔凈、干燥的空氣更能提高泵的性能。
介質通過隔膜泵時，止回閥一開一關這使得每個外隔膜室交替地填充和排出，止回閥對壓力差做出反應。球閥止回閥可處理含小顆粒的介質，而片閥止回閥可以處理含接近管徑尺寸大小軟顆粒的介質。
當空氣分配閥讓壓縮空氣進入左隔膜室，隔膜受壓往外推出，而形成壓送沖程，在壓送部內的介質即受力離開左面外隔膜室、止回閥、匯流管，而后由泵的出口流出，排出口位置可以是頂部、底部、或側面。當左隔膜室受壓推出時，隔膜連接桿在內部拖動右隔膜向內縮回止回閥充滿流體，在這一循環動作完成后，空氣分配閥將自動地變換位置，使空氣切換至另一隔膜室，反向重復上述循環動作，即兩邊隔膜室將因此呈現交替性的壓送及吸收液動作。
3 氧化鋁行業對隔膜泵傳動系統的要求
生產氧化鋁的前端工序是先將鋁礬土粉碎制成原礦漿，將合格的原礦漿通過隔膜泵（喂料泵）送至高壓溶出器，在高壓溶出器中，在一定的外部條件作用下，溶出鋁土礦中的氧化鋁得到鋁酸鈉。當溶出時間一定時，溶出速度越快，氧化鋁的溶出率就越高，產能越大。但溶出反應需在一定條件下進行，要保證氧化鋁的高溶出率，就要保證各種物料的相對平衡，在其他條件相對變化的情況下，要求料漿泵的喂料量也發生相應的調整，這樣才能優化生產工藝指標，進而優化氧化鋁生產的技術經濟指標。為實現生產工藝過程的優化進行，高壓泥漿隔膜泵是采用拜爾法生產氧化鋁，尤其是采用管道化溶出工藝的氧化鋁廠的重要設備。被譽為拜爾法氧化鋁廠的心臟部位。其運轉率直接代表著氧化鋁廠的投礦運轉率。對電氣傳動系統提出以下要求：
（1）電動機和泵組等機械設備在使用原設備的基礎上，通過改變電氣控制系統的控制方法，使電動機轉速在10～583rpm之間連續可調，且能夠帶載起動隔膜泵；
（2）設備起動平緩，運行穩定可靠。電氣設備可運行率達95%以上；設置完善的保護裝置，包括管道超壓自動保護和常規電氣故障保護；
（3）對泵采用三地操作，分別設置在機旁、變頻器控制室、儀表室。泵組的開、停在機旁和變頻器控制室進行，儀表室只有在管道超壓或其他緊急情況下進行設備緊急停車；當進料量給定值確定后，系統能夠自動跟蹤給定值。
喂料量的改變是通過隔膜泵（喂料泵）變頻調速來實現的。因為對變頻器的可靠性要求極高，因此一般都采用國外著名變頻器。
4 森蘭變頻器隔膜泵上的應用
近幾年，國產變頻技術有了極大的進展，國內廠家也能生產高性能的矢量控制變頻器，起動力矩可達2倍額定力矩，平均無故障時間2萬小時以上，像氧化鋁這樣連續性生產工藝，也完全能夠滿足。森蘭在380V矢量控制變頻器的基礎上，開發出了SB70G850kW（690V）矢量控制變頻器，與國外變頻器相比，其性能上并無多大差別。
隔膜泵使用的是690V780kW鼠籠異步電動機，電源頻率為50Hz時轉速為583rpm，轉速為10rpm時變頻器輸出頻率不到1Hz，調速比接近60，且能夠1Hz頻率下帶額定負載運行。
矢量控制變頻器的調速比可達1:100，調速精度可精確到0.1%，且是無級調速，選用森蘭SB70G850kW（690V）矢量控制變頻器能滿足調速性能要求。當進料量給定值確定后，系統能夠自動跟蹤給定值的自動控制方案，只需將礦漿電磁流量計輸出的4～20mA反饋信號送到變頻器的PI調節器的反饋端口上實現閉環控制，使礦漿的流量在給定范圍內變化，保證氧化鋁的溶出率為最高。
森蘭SB70G850kW（690V）矢量控制變頻器在隔膜泵上已經連續無故障運行了半年有余，實踐證明，國產變頻器無論是質量，還是性能表現極佳，并且在調速過程中有節能效果，給用戶帶來了實實在在的效益，在用戶中樹立了很好的口碑。
5 結語
SB70G850kW（690V）變頻器投運以來，運行可靠平穩，控制靈活方便，控制準確，精度高，充分保證了隔膜泵準確送料，大大優化了生產指標，提高了礦漿中的氧化鋁溶出率和設備產能，取得了巨大的經濟效益。變頻調速技術的應用，保證了調速平滑、連續，實現了節能；設備技術水平的提高和優化，使得設備維護工作量和維護費用都大大降低，降低了單位產品的成本，產生了較好的社會經濟效益。實踐證明，森蘭SB70G850kW（690V）變頻器其性能和可靠性完全滿足氧化鋁生產工藝的要求，國產化是必由之路。
——轉自《自動化博覽》
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號