2015年10月30日 星期五

【銷售實績】德國 RUF 磨泥擠壓機 @ 大連

#1. RUF 15/3000/100S 搭配自動傾倒裝置 

客戶小檔案:
1. 客戶名稱: 蒂森克魯伯 (大連) 有限公司
2. 機器型號: RUF 15/3000/100S 搭配自動傾倒裝置
                      (處理量:150kg/H;系統壓力3000 kg/cm2)
3. 屑料: 含油磨泥 Grinding sludge
4. 鋁屑產量: 平均 約 100 噸 / 月 
5. 壓塊應用: 回收切削油.
6. 啟用日期: 2015 年 10月
7. 鐵屑壓塊數據:
    長度:53 mm (可調整) 截面積:100 mm (固定為圓形)

【銷售實績】德國 RUF 鋁屑擠壓機 @ 張家口

#1. 綜觀過濾設備與壓塊機.(兩套過濾設備配套一套壓塊機)

客戶小檔案:
1. 客戶名稱: 張家口沃爾沃汽車發動機有限公司
2. 機器型號: RUF 11/1700/150x60 (處理量:300kg/H;系統壓力1500 kg/cm2)
3. 屑料: 細小狀鋁屑
4. 鋁屑產量: 平均 約 150 噸 / 月
5. 壓塊應用: 回收切削液.
6. 優點:
  • 減少切屑堆放空間 
  • 節省運輸成本 
  • 回收切削液 
7. 啟用日期: 2015 年 10月
8. 鐵屑壓塊數據:
  •  長度:53 mm (可調整) 
  •  截面積:150 x 60 mm (固定為長方形) 
  •  重量:1.015 kg 
  •  密度:2.1 g/cm3

2015年10月12日 星期一

火焰加速器系統延長鍍鋅爐的運作壽命

作者:
這份報告是關於新火焰加速器的方法,瞄準延長鍍鋅鍋的壽命的議題。若要解釋技術較為簡單,如果先了解高速鍍鋅爐的原理,就可以延長鋅鍋壽命。高速末端火焰鍍鋅爐壽命最長紀錄是25年多,而運作下的高速鍍鋅爐最好的估計壽命超過250年,唯一的不同就是火焰??。

末端火焰燃燒有幾個優點,包括固定的鋅鍋磨損、燃料效率、低維修率…等,然而最重要的優點就是補救燃燒器的失靈。當鍍鋅爐正常,燃燒器失靈時,燃燒火焰是沿著坑道而不是進入鋅鍋。燃燒平火焰機和爐壁邊所裝置之裝有曲柄高速火焰燃燒機,若發生燃燒機失效或是火焰向前傾斜的缺失,會使得鋅鍋在48小時內被燒毀。

設計標準
在Western Technology所設計的系統中,高速燃氣或燃油燃燒機被裝置在鍍鋅爐的對角線角落上,燃燒空氣經煙道連續環繞於鋅鍋外。燃燒機輸出的功率每秒可達150m/sec,因為高速的熱燃氣在鋅爐重複的循環,均勻的熱傳導將熱量傳送至鋅鍋每個有效點。同時,這股循環的熱流吸收燃燒機局部的熱,均勻的重新分配在鋅爐周圍。由上到下,前到後,故得到高效率運作且均勻的熱傳導。

關於鋅鍋的熱分配,讓我們舉個基本的模型,一個長15.25m×寬1.8m×深2.44m的鋅爐,每小時輸入2,267,000Kcal,生產能力每小時16,400Kgs.。燃燒器出口溫度比煙道出口高出830℃,然而燃燒氣和鋅鍋的溫度差異卻可控制在128℃ 內。先前的觀察知道原理固然簡單,但一個鋅爐實際上的設計是複雜的。須考慮到煙道寬度的變異、燃燒機的大小、燃燒機放置的精確位置、最佳的燃燒機安全傳導範圍,避免隔熱材料的損失。依照實際經驗和理論,這麼多的因素必須在設計過程中被考慮進去。在這點上,鍍鋅爐的設計是值得費心去達到理論觀點,因此常是困擾的來源。這個觀點是以煙道溫度作為系統效率的計算。

在易燃的極限範圍內,當氣化狀的燃料和空氣融合時,會釋放出熱量,而燃燒效率應回歸於燃氣可能產生的總熱值,一般天然氣熱值約為8900Kcal/m,在正常環境下只有其中的90%可以使用,其餘的10%在燃燒過程中產生蒸氣時消失了。

過程中散失當然有效之熱值會經由鋅爐的隔熱材料消耗,或是從煙道所消耗(實際上,可用的能源也被用在烘乾機或加工處理的加熱槽),因為絕熱的損耗非常少,所以我們就定義系統效率為輸入的熱值以及實際傳送到鋅爐熱值的百分比。系統的效率取決於如何避免過量的空氣在燃燒時進入。燃料的完全燃燒是不可能的(這是一個理論的效率極限),若要達到鋅浴的溫度在450℃,煙道溫度就不能小於450℃,從這些數據可知,我們可以計算出理論上天然氣燃燒所獲得的最高效率為74%。

高速脈衝火燄鍍鋅爐的煙道溫度,依照鋅鍋尺寸不同、產量不同而有變化,而且煙道溫度比鋅浴溫度高,但不超過177℃。另外,過量空氣的控制(實際上是為了確認燃燒是否完全和減少CO射線) 使得鋅爐效率可達70%(嚴格的最大效率為74%)。因此為了盡可能的減少成本,一定要有再生系統。

在加熱的鍍鋅浴下,均勻的溫度是主要的重點,鋅鍋的磨損若是均勻的,也可增加鋅鍋的壽命。高速下在鋅浴中的熱燃氣循環導致熱對流,藉由熱對流最容易達到如此的均勻度。當燃氣速度增加,燃氣溫度導致熱傳導下降較好控制,不但降低損失而且能對原料做最有經濟效益的使用。

高速火焰加速熱鍍鋅爐可以讓加熱傳導的增加和燃燒機輸出的增加一樣均勻地對流,燃燒機可以不需要在燃燒機臨界點的局部高熱量傳送作用下達到最大輸出值,因此是有效益的,在燃燒機中高輸出火焰更有效率的混合,實際上,是要消除生產中因燃燒不完全所產生的一氧化碳,也表示說,燃燒機可以利用最少量之過量空氣,精確地設定燃燒的速率。這也可以和運作中的燃燒機作比較,這是利用較過量空氣使燃燒機的輸出值超出範圍,去確保穩定性,然而卻降低了鋅爐效率和時而產生的乙醛污染造成過低的火焰溫度。隨之而來的問題,是如何達到在燃燒機燃燒時的最大輸出值或預備輸出值,達到在熱量輸入熔爐的連續變動,並且我們必須考慮控制的方法。

一般傳統的高低溫控制系統不當的幾個理由:
一般高低溫系統的運作:鋅浴的溫度由熱電偶測得訊號,而溫控系統由電子訊號傳送ON\OFF。當溫度上升直到超過事先預設的最高溫,燃燒機會自動地耗損它的最小設定。當鋅浴溫度破壞事先設定的最低溫,燃燒機的輸出會增加到最大設定。但由於轉換上的延遲影響,實際上此系統由於鋅浴溫度呈正弦型態改變-連續的上下震盪,甚至密集地溫度極值轉換,急增或急降是不可避免的,對電鍍工是很難去達到很一致的產品。

事實上,從一個控制的觀點來看,為了維持小變動的鋅浴溫度,高速熔爐的輸入功率必須在最大和最小輸出功率之間。然而,燃燒機輸入功率的任何調整和對高低段加熱的熔爐裝備都是及時的改變。

Western Technology已經利用了在特定的熱輸入方程式中以時間為調整變數,而不是燃燒機的輸入控制系統來消除矛盾。由於這是個高速脈衝系統,燃燒機的輸入是採取在低火焰和高火焰之間的常數週期方形波。在這種波形下,高焰的最高點稱作脈衝,輸入熔爐的特定功率被時間區間內高火焰脈衝變化的所調整。因此波的週期被固定,脈衝波增長或縮短的影響分別是提供較大或較小的輸入功率,及符合鍍鋅產量速度的改變。

了解在鐵合金或鋅合金界面上,燃燒機輸出為階段性的改變,而非在溫度上急劇的改變是非常重要的。提供夠高的脈衝頻率和使用的標準鋅浴密度,鋅鍋溫度的改變就會穩定,然而當在熱量輸入時試圖減少鋅鍋的耗損,合金是作小幅地調整。

我們提到,為了避免局部的高輸出轉換,所以藉由需要,燃燒機輸出極限值會有所增加,而在這裡我們必須知道界在鋅爐生產量和長期的鋅鍋磨損間,有一個平衡點總會被破壞。所以可知道鋅鍋的磨損不只因為鋅鍋的溫度,也可能是時間。
然而,了解兩個變數的收益變化,讓我們能夠提供電鍍工較好地操作彈性,而不屈就於鋅鍋的壽命。

溫控系統之最高要求
我們已經發展了一套系統,燃燒機的輸出值可以週期性的增加,並高於脈衝加速器的最大輸出值,我們把這個稱為”火焰加速模型”。如果我們去設計一個鍍鋅爐,在火焰加速模型下可以連續運作,無庸置疑的可以大大地延長鋅鍋的壽命,
但是如果只適用於分離的產量最高點,則火焰加速器總運作時間的比例會很小,對鋅鍋的壽命沒有多大的影響。

現在我們來考慮如何將加速器實際地應用。
鍍鋅浴每小時浸泡的次數是取決於工作的型態,而對於手控的機器設備,處理系統每小時只有4到6次的浸泡。當產品被浸入熔化鋅,鋅浴的溫度將會降低,熱能供應(也就是鋅浴和鋅鍋的熱容量)會調整降低的溫度,而有些的熱量輸入是從燃燒機來的。燃而傳送的時間或是回到鋅浴設定溫度的時間,是由鍍鋅爐熱量輸入所控制。

之前提到,鋅鍋的磨損不只因為溫度,??
再看一次基本的模型設計:

鋅鍋尺寸 長15250×寬1830×深2440
每小時的最大產量 = 16,400 Kgs./hr.
每年的運作時數 = 4000 hrs
一年的生產量 = 36,400 Tonnes/yr.
平均每小時的生產量= 9,100 Kgs./hr.
鋅浴溫度 = 450℃

利用一些燃燒機在100%輸出下的最大生產量若為16,400 Kgs./hr.;同樣利用一些燃燒機在80%輸出下的最大生產量有可能為12,000 Kgs./hr.。

合金層的溫度和在達到這個溫度的時間,控制鋅鍋的腐蝕速度,當100%的燃燒輸出,在鍋壁的合金溫度可能會達到467℃,如果可以降低合金層的溫度和時間,那麼就可以增加鋅鍋的壽命。為了保持生產量固定和達到最短的時間,必須使燃燒機的運作達100%的輸出,但只在絕對必須下。

對於2,400Kg.裝載量的鋅浴溫度的降低相等於每小時五次浸泡,12,000Kgs./hr.的生產量(也就是火焰燃燒機在80%連續運作下),約降低2.8℃。因此,如果溫度降低到預設點下2.8℃,則可知道超過了每小時12,000kgs./hr.的功率輸出,而輸入率就要超過80%。為了提供這個資訊,我們可以制定一套溫控微處理器去運作加速器的方程。

舉個例,燃燒機輸出從0到80%,鍍鋅爐的平均生產量為9,273Kgs./hr.。如果每次的浸鍍超過預先設定的平均值,導致較高的鋅浴溫度流失,則火焰加速系統會立即讓燃燒機的輸出率調到100%。

鋅鍋耗損的鐵
在燃燒機輸出率為100%下,假設平均熱傳導效率為22,670Kcal/m2,鐵的耗損每小時為1.49×10¯ mm,而每年生產量為36,400tons,可能會造成每年鐵的耗損達4.2mm。而年生產量一樣是36,400tons,在燃燒機輸出率為80%,短時間內輸出到100%,平均熱傳導效率為18,342Kcal/m2,相當於每小時的鐵耗損為0.92×10¯ mm,一年則會耗損3.4mm。假設鋅鍋的鐵耗損達25mm,而又不去修補,可知道使用傳統的脈衝火焰,鋅鍋最短的壽命只有五年;而使用火焰加速器,鋅鍋的最短壽命為六年。

結論
Westech 的火焰加速系統可以適合任何的鍍鋅爐,在所有個案中都增加20%以上的鋅鍋壽命。平均壽命約五年以上。

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