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羅茨風(fēng)機(jī)_三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠家-山東錦工有限公司

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水泥廠羅茨風(fēng)機(jī)變頻器自動(dòng)控制_羅茨風(fēng)機(jī)

時(shí)間:22-08-18  來(lái)源:錦工羅茨風(fēng)機(jī)原創(chuàng)

水泥廠羅茨風(fēng)機(jī)變頻器自動(dòng)控制:變頻器在水泥廠中的應(yīng)用

  根據(jù)水泥制造工藝要求,結(jié)合水泥廠所使用的生產(chǎn)設(shè)備,我們得到如下結(jié)論:大部分水泥廠的一些設(shè)備尤其是大功率設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中絕大部分時(shí)間都不是滿負(fù)荷,設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度相當(dāng)?shù)?幾乎完全靠人工調(diào)節(jié),如立窯供風(fēng)系統(tǒng)、成球預(yù)加水系統(tǒng)、生料均化給料系統(tǒng)、水泥選粉系統(tǒng)、機(jī)立窯卸料系統(tǒng)等。

  我是多年從事變頻節(jié)能技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的專業(yè)公司,結(jié)合曾經(jīng)成功為多家企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),開(kāi)發(fā)出比較成熟的水泥廠七大生產(chǎn)系統(tǒng)變頻調(diào)速控制的改造方案。此方案的優(yōu)點(diǎn)明顯,1、投資少;2、安裝、調(diào)試及控制方便;3、及時(shí)保護(hù)電機(jī)和其他設(shè)備,保證設(shè)備可靠運(yùn)行;4、節(jié)電效果明顯,回收成本快;5、提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度;6、提高了生產(chǎn)過(guò)程的加工工藝精度。從總體的效果來(lái)看,改造后的實(shí)際系統(tǒng)在水泥制造行業(yè)深受客戶的普遍歡迎。為其取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效應(yīng)。

  1、變頻器在立窯羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

  在水泥廠的立窯風(fēng)機(jī)上,一般都是采用擋風(fēng)板進(jìn)行調(diào)節(jié),其原理是調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)度,亦即利用風(fēng)道的阻力特性調(diào)節(jié)風(fēng)量,其缺點(diǎn)是:風(fēng)機(jī)始終在全速運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)法根據(jù)需求準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)其風(fēng)量,因此造成風(fēng)量的跑、冒、漏嚴(yán)重,也使電機(jī)作為無(wú)用功而大量白白地消耗。

  立窯煅燒熟料所耗的電能中,羅茨鼓風(fēng)機(jī)的電耗一般占 60% 左右,隨著電價(jià)的調(diào)整,電費(fèi)在水泥生產(chǎn)成本中所占的比例越來(lái)越高。因此,降低鼓風(fēng)機(jī)的能耗成為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要一環(huán)。

  一、節(jié)能原理簡(jiǎn)介:

  1、變頻節(jié)能功能

  通常在設(shè)計(jì)中,用戶風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量比實(shí)際需要的高出很多,這樣容易形成了人們常說(shuō)的“大馬拉小車”的現(xiàn)象,造成電能的浪費(fèi),而且無(wú)計(jì)可施,利用變頻器可以通過(guò)適當(dāng)降低風(fēng)機(jī)電機(jī)的運(yùn)行頻率,恰到好處地滿足風(fēng)量的需求,從而輕易地將此部分電能節(jié)約下來(lái)。

  2、動(dòng)態(tài)功率補(bǔ)償功能

  無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱,更主要的是功率因數(shù)的降低,降低了電網(wǎng)的有功功率,S2=P2+Q2,當(dāng)COSФ≈1 時(shí),Q=S×sinФ≈0,此時(shí)有功功率P≈S。變頻器的動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償功能可使無(wú)功功率近似為0,從而增大電網(wǎng)的有功功率,減少了無(wú)功損耗。另外,功率因數(shù)的改善還可節(jié)省很大一部分電網(wǎng)容量,直觀的體現(xiàn)在風(fēng)機(jī)電機(jī)溫升降低、噪音降低,供電發(fā)電機(jī)機(jī)組溫升降低、噪音降低、耗油量大幅度降低,大錦工延長(zhǎng)設(shè)備維修周期及使用壽命。

  二、設(shè)備參數(shù):

  某廠有立窯羅茨風(fēng)機(jī)185KW一臺(tái),最大運(yùn)行電流200A,最小運(yùn)行電流160A,額定電流為355A,頻率50HZ,用風(fēng)板調(diào)節(jié)風(fēng)量最大調(diào)節(jié)60%,每天運(yùn)行24 小時(shí),每月運(yùn)行20 天,每年需運(yùn)行11個(gè)月,電費(fèi)0.58 元/度。

  三、改造方案:

  用變頻器帶動(dòng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng),對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,放棄傳統(tǒng)的擋風(fēng)板,既降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,又達(dá)到節(jié)能目的。

  四、投資分析

  投資回收分析:

  對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載

  P(功率)=Q(流量)×H(揚(yáng)程)

  當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)膎 降至n’時(shí),流量Q、揚(yáng)程H 及軸功率P 的關(guān)系如下:

  Q’=Q(n/n)

  H’=H(n/n)2

  P’= P(n/n)3

  顯然,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí),流量按線性關(guān)系變化,而電功率卻按立方,根據(jù)我司長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn),我們認(rèn)為該廠風(fēng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能在30%以上是完全可能和可行的。即單臺(tái)185KW 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)按每年運(yùn)行11 個(gè)月,每月20天,每天24 小時(shí)計(jì)算,每度電按0.58元計(jì)費(fèi),每年電費(fèi)為:P= ×11×20×24×0.58=,按節(jié)電30%計(jì)算,每年節(jié)約電費(fèi)為:×0.3=96465.6 元.工程改造費(fèi)用需9.35 萬(wàn)元.即12 個(gè)月左右即可收回全部投資。

  五、系統(tǒng)特點(diǎn):

  1、由于采用電位器控制,因此可靠性高,穩(wěn)定性好,容易操作。

  2、由于加裝變頻調(diào)速器,減小啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)沖擊,延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命,減小維修工作強(qiáng)度。

  3、提高了電網(wǎng)功率因數(shù),避免增加電網(wǎng)增容費(fèi)。

  在離心風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

  有某些水泥廠是采用高壓離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)的,該種水泥窯的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過(guò)風(fēng)門開(kāi)啟度對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)于離心式風(fēng)機(jī)、水泵的變頻調(diào)速改造同樣有巨大的節(jié)能潛力。我們通過(guò)沸騰式鍋爐高壓離心式風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量,實(shí)踐證明其節(jié)能效果在30~50%。對(duì)于水泵的變頻改造節(jié)能效果高達(dá)70%。為什么離心式風(fēng)機(jī),泵類設(shè)備通過(guò)調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量有如此驚人的節(jié)能呢?在此將其原理加以闡明。離心式風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備的流量與轉(zhuǎn)速成正比,如公式(3-1)壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比,如公式(3-2)功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,如公式(3-3)

  風(fēng)量關(guān)系

  功率關(guān)系

  Q,H,P

  Q∝N  式3-1 Q:表示流量

  壓力關(guān)系

  H∝N2 式3-2 N:表示轉(zhuǎn)速

  P∝N3 式3-3 H:表示壓力

  P:表示功率

  將經(jīng)上3個(gè)公式繪成一張圖, 壓力關(guān)系以清楚看到,改變轉(zhuǎn)速其流量線性變化的,而功耗則是立方關(guān)系變化,因此在調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量時(shí)如降低20%的風(fēng)量或流量,功耗(圖3-1)則會(huì)下降50%。但是必須注意,轉(zhuǎn)速與壓力是平方關(guān)系,當(dāng)轉(zhuǎn)速下降20%壓力則會(huì)下降64%,因此必須要注意工藝要求壓力范圍不能象羅茨風(fēng)機(jī)那樣,不用考慮轉(zhuǎn)速與風(fēng)壓的關(guān)系。

  風(fēng)門控制

  離心風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備傳統(tǒng)的風(fēng)量、流量

  風(fēng)門控制控制的,大量的能源耗在風(fēng)門或截流閥的阻力上,如公式(3-4),風(fēng)門或截流閥控制流量的功耗與流量關(guān)系:變速控制

  P=P0+K·Q 式3-4變速控制

  Q:表示流量  K:為系數(shù)

  P:表示功耗  P0:表示基本功率

  由此比較風(fēng)門或截流閥控制與變頻調(diào)速調(diào)節(jié),可以看到在流量變化范圍,采用變頻調(diào)速的方法具有很大的節(jié)能潛力,因此在水泥廠的供水泵或其它離心風(fēng)機(jī)上進(jìn)行變頻器改造同樣會(huì)取得很大的節(jié)能效果。

  3 在立窯卸料機(jī)上的應(yīng)用

  立窯卸料機(jī)若采用滑差調(diào)速電機(jī),其轉(zhuǎn)速通常控制在 300~1000rpm (工藝上根據(jù)窯的情況,對(duì)卸料速度進(jìn)行控制的)。采用變頻調(diào)速的方法取代滑差電機(jī),經(jīng)過(guò)多個(gè)廠家應(yīng)用結(jié)果表明,平均節(jié)能達(dá) 40% 左右,這是因?yàn)榛钫{(diào)速是一種耗能的低效調(diào)速方法。

  由下列公式可知:

  滑差電機(jī)主電機(jī)軸的輸出功率: P 0 = KM 0 N 0 ( P 0 表示輸出功率, M 0 表示負(fù)載轉(zhuǎn)速, N 0 表示電機(jī)轉(zhuǎn)速, K 為常數(shù))

  滑差頭輸出功率 P 1 = KM 0 N 1 ( P 1 表示輸出功率 , N 1 表示滑差頭轉(zhuǎn)速 )

  滑差頭損耗功率: P = P 0- P 1= KM 0 ( N 0 — N 1 )

  由此可見(jiàn),滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速越低,浪費(fèi)能源越大,而卸料機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在 400rpm 左右運(yùn)行,因此改用變頻調(diào)速的方法會(huì)有 50~60% 的節(jié)能效果。

  4 在空氣壓縮機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用

  氣壓縮機(jī)恒壓供氣使用變頻器與壓力控制構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng),使壓力波動(dòng)減少 1.5% ,降低噪音 、 減少振動(dòng)。保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,從而減少了設(shè)備維護(hù)工作量,延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。用變頻器后,空壓機(jī)可在任何壓力下隨意起動(dòng),打破了以前不允許帶壓起動(dòng)的規(guī)定,起動(dòng)電流也較以前大大降低。通過(guò)使用變頻器后的實(shí)例,多數(shù)壓縮機(jī)節(jié)電率約在 20% 左右,比節(jié)電率較大的風(fēng)機(jī)低,但壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率都較大,從幾十瓦直到幾百瓦甚至幾千瓦,其節(jié)電量值較大,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,同時(shí)控制平質(zhì)大為提高,可使壓縮空氣的壓力始終保持恒定,用戶感到十分滿意。總之壓縮機(jī)使用變頻實(shí)現(xiàn)節(jié)能計(jì)改項(xiàng)目使值得推廣的。

  5 在預(yù)加水成球系統(tǒng)中的應(yīng)用

  目前,預(yù)加水成球技術(shù)在立窯水泥廠中應(yīng)用已相當(dāng)普遍。它在提高成球質(zhì)量,改善煅燒操作條件,提高立窯熟料產(chǎn)量和質(zhì)量方面取得了比較明顯的效果。其結(jié)合微機(jī)雙回路調(diào)節(jié)器,就能實(shí)現(xiàn)水料比例自動(dòng)跟蹤,自動(dòng)調(diào)節(jié),做到恒壓供水。調(diào)節(jié)及時(shí),極錦工減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也改善了成球質(zhì)量,使預(yù)加水系統(tǒng)真正起到預(yù)濕成球的作用,為立窯生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的熟料創(chuàng)造了條件。

  6 在選粉機(jī)上的應(yīng)用

  某水泥有限公司的旋風(fēng)式選粉機(jī),原設(shè)計(jì)由 JZT392-4 型 75KW 電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)(滑差電機(jī))拖動(dòng),其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)單。價(jià)格低廉,有一定的調(diào)速范圍,缺點(diǎn)也較多:電機(jī)本體噪音高 、 振動(dòng)大能 、 耗高 、 無(wú)功損耗大 、 軸承故障率特別高,滑差控制儀安裝于粉塵飛揚(yáng)的電機(jī)旁邊,多次出現(xiàn)帶負(fù)荷起 動(dòng) ,不能調(diào)速和突然失速 等故障,現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量大,影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

  針對(duì)上述問(wèn)題,結(jié)合生料車間選粉機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)速不超過(guò) 600r/min 的特點(diǎn),對(duì)選粉機(jī)電氣部分進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)改造。經(jīng)實(shí)際測(cè)量,選粉機(jī)改造前,運(yùn)行速度在 594r/min 時(shí),輸入電壓 385V ,輸入電流 72A ,功率因數(shù) 0.82 ,故輸入功率為 40KW ;改造后,運(yùn)行速度在 594r/min 時(shí),輸入電壓 387V ,輸入電流 18A ,(熱繼電器也做了相應(yīng)調(diào)整),功率因數(shù) 0.92 (變頻器加裝了直接電抗器)則輸入功率為 11KW 。改造后一年中,沒(méi)發(fā)生過(guò)任何故障,保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行,大大減少了維護(hù)工作量和維修費(fèi)用,而且節(jié)能效果十分顯著。變頻器在水泥廠的應(yīng)用還不止這些,比如說(shuō)回轉(zhuǎn)窯球磨機(jī) 、 卸料圓 、 盤給料機(jī) 、 雙管絞刀裙 、 板喂料機(jī)調(diào)速皮帶稱喂 、 煤絞刀 、 蓖冷機(jī)等一切需交流調(diào)速的設(shè)備都可以采用變頻調(diào)速器。

  從以上應(yīng)用情況可以看出,水泥廠使用變頻器有以下突出優(yōu)點(diǎn):

  A .滿足調(diào)速的工藝要求,變頻調(diào)速器的調(diào)速范圍在 10 : 1 以上,而水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程中調(diào)速范圍在 10 : 1 范圍內(nèi)即可滿足要求。

  B . 便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,由于變頻器本身是由一個(gè) 16 (或 32 )位微處理器所控制,設(shè)有 RS485 (或 422 ), A/D 輸入, D/A 輸出接口,為自動(dòng)控制(與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng))創(chuàng)造了充分的條件。

  C . 獲得可觀的節(jié)能效果。

  D . 降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,由于調(diào)速系統(tǒng)整體可靠性提高,故障率低,免維護(hù)周期較長(zhǎng),可減輕有關(guān)維護(hù)人員的工作量。

  E . 提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。

  7、在水泥粉磨工藝中應(yīng)用

  在水泥粉磨工藝中球磨機(jī)入磨物料粒度的大小,對(duì)其臺(tái)時(shí)產(chǎn)量影響較大,預(yù)破碎工藝作為提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、降低粉磨電耗的重要途徑,引起了許多水泥企業(yè)的重視。根據(jù)工藝要求,水泥立窯放料每次持續(xù)2~3 min,間隔2~3 min,但目前幾乎所有水泥企業(yè)中破碎機(jī)處于工頻恒速運(yùn)行狀態(tài),24 h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),造成電能的巨大浪費(fèi),并影響電機(jī)和破碎機(jī)的使用壽命。另一方面,由于破碎機(jī)具有十分大的慣性,不易頻繁啟停,所以即使使用變頻器也難以解決系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的泵升電壓引起保護(hù)電路動(dòng)作,使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

  針對(duì)系統(tǒng)的以上特點(diǎn),利用系列變頻器實(shí)現(xiàn)破碎機(jī)的變頻調(diào)速和軟啟動(dòng);利用再生能量回饋單元克服破碎機(jī)制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)高的泵升電壓;利用PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯閉環(huán)控制,使破碎機(jī)的工作與立窯放料同步,實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)行。從而在改善工藝控制質(zhì)量的同時(shí),最大限度地節(jié)約了電能,降低了生產(chǎn)成本。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果表明,系統(tǒng)運(yùn)行可靠,節(jié)電率可達(dá)60%以上。

  上述系統(tǒng)已在某水泥廠投入實(shí)際運(yùn)行。系統(tǒng)根據(jù)送料信號(hào)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)啟制動(dòng)運(yùn)行,破碎機(jī)運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào)。電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)頻繁軟啟動(dòng),基本無(wú)啟動(dòng)電流沖擊,啟動(dòng)力矩足夠。系統(tǒng)在變頻運(yùn)行條件下,若變頻器突然故障,則自動(dòng)切換至“工頻”狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行,同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)(內(nèi)部可選)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況需要,將有放料信號(hào)時(shí)變頻運(yùn)行給定頻率設(shè)為43 Hz,系統(tǒng)運(yùn)行電流為27 A,運(yùn)行電壓280 V,改造后的系統(tǒng)平均每年耗電5.7萬(wàn)度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)記錄,系統(tǒng)在改造前工作頻率為工頻50 Hz,運(yùn)行電流為32 A,運(yùn)行電壓400 V,平均每年耗電19.42萬(wàn)度。改造后的節(jié)電率為70.6%。該系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)如下:

  1、利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了水泥熟料破碎機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng),滿足了破碎機(jī)的低速、間歇運(yùn)行特點(diǎn),保證了工藝控制質(zhì)量,節(jié)能效果明顯,并有利于延長(zhǎng)破碎機(jī)和電機(jī)的使用壽命。

  2、利用能量回饋控制技術(shù)克服破碎機(jī)大慣性引起的泵升電壓,有效地保證了變頻器的安全運(yùn)行。系統(tǒng)除了變頻器和能量回饋裝置所具有的20余種保護(hù)功能和故障自診斷功能外,還增設(shè)了電機(jī)過(guò)熱、控制回路保護(hù)及報(bào)警。

  3、利用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)了各種邏輯控制、變頻器啟制動(dòng)自動(dòng)控制及手動(dòng)/自動(dòng)、工頻/變頻轉(zhuǎn)換和故障自切換等功能,使系統(tǒng)控制靈活方便,功能齊全

  成功的經(jīng)驗(yàn)充分說(shuō)明了水泥行業(yè)變頻改造的巨大潛力,變頻改造后在短短幾個(gè)月的時(shí)間里僅僅靠節(jié)約電費(fèi)就收回整體投資,在以后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中也能夠以較低的生產(chǎn)成本在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中處于更有力的位置。水泥制造的變頻改造勢(shì)在必行,一方面體現(xiàn)出公司強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和公司領(lǐng)導(dǎo)層非凡的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí),另一方面能夠給公司帶來(lái)豐厚的利益回報(bào),并提高了公司生產(chǎn)方面的自動(dòng)化程度。

水泥廠羅茨風(fēng)機(jī)變頻器自動(dòng)控制:電爐煤氣凈化羅茨風(fēng)機(jī)的變頻改造應(yīng)用

  錳冶煉廠采用羅茨風(fēng)機(jī)作為電爐煙氣凈化系統(tǒng)的煤氣壓縮設(shè)備,目前的控制方式為電機(jī)工頻運(yùn)行,采用羅茨風(fēng)機(jī)的出口閥門調(diào)節(jié),將電爐爐膛壓力控制在要求范圍內(nèi)。此操作方式存在閥門易損、電能浪費(fèi)等缺點(diǎn),為此在項(xiàng)目調(diào)研的基礎(chǔ)上提供整體解決方案,進(jìn)行變頻及自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造。

  22.項(xiàng)1項(xiàng)目目概概述述及需求分析

  遼寧錦州某金屬公司現(xiàn)有三套20MVA的電爐用于錳冶煉,電爐所產(chǎn)煙氣通過(guò)濕法工藝進(jìn)行凈化后,實(shí)現(xiàn)煤氣回收利用。

  煤氣凈化及存儲(chǔ)工藝流程如圖1所示,電爐高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)凈化塔進(jìn)行冷卻降溫、噴淋洗滌、除塵、脫水處理,凈化后的煤氣通過(guò)羅茨風(fēng)機(jī)壓縮升壓,送往煤氣柜進(jìn)行儲(chǔ)存。洗滌循環(huán)水經(jīng)除泥處理后循環(huán)利用,部分污水處理后排放。

  羅茨風(fēng)機(jī)出口設(shè)置有回流閥,通過(guò)控制閥門開(kāi)度調(diào)節(jié)凈化系統(tǒng)總風(fēng)力,進(jìn)而控制電爐爐膛壓力在工藝要求范圍內(nèi);出口同時(shí)設(shè)置有點(diǎn)火器,當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)進(jìn)行放散點(diǎn)火,確保系統(tǒng)安全。

  電爐在生產(chǎn)過(guò)程中,要求爐膛保持在微負(fù)壓狀態(tài);如果出現(xiàn)正壓力,則可能導(dǎo)致膛內(nèi)煙、火外冒;如果負(fù)壓力過(guò)低,則可能從爐外吸入過(guò)多空氣,煤氣與氧氣燃燒,會(huì)導(dǎo)致煙氣溫度升高,并且降低煤氣使用價(jià)值。爐膛壓力過(guò)高或過(guò)低(正常范圍-10Pa~5Pa)都存在安全隱患,所以必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制[1]。

  煤氣凈化工段的羅茨風(fēng)機(jī)是電爐冶煉生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備,羅茨風(fēng)機(jī)吸入氣體的流量及壓力直接影響凈化塔的入口總吸力,進(jìn)而影響電爐的爐膛壓力。現(xiàn)場(chǎng)配套三組煙氣凈化系統(tǒng),每組采用一用一備的工作方式,共六臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī),配置相同。選用天津鼓風(fēng)機(jī)公司的ML系列臥式直聯(lián)羅茨風(fēng)機(jī),進(jìn)氣流量:78.0~478.1m3/min;升壓:9.8~68.6kPa。配套三相異步電機(jī),電壓380V,功率220kW,電流392A,轉(zhuǎn)速985rpm。煤氣凈化羅茨

  風(fēng)機(jī)工況圖如圖2所示。

  2.2原系統(tǒng)存在問(wèn)題

  現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)運(yùn)行方式為采用ABB軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),軟啟動(dòng)器帶有旁路接觸器,啟動(dòng)完成后自動(dòng)切換至工頻旁路運(yùn)行。羅茨風(fēng)機(jī)控制方法為在操作室人工觀察爐膛壓力的儀表顯示信號(hào),并通過(guò)電動(dòng)回流閥的手操器,手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度。當(dāng)爐膛壓力過(guò)高時(shí),需增加風(fēng)機(jī)吸力,此時(shí)減小回流閥開(kāi)度;當(dāng)爐膛壓力過(guò)低時(shí),需減小風(fēng)機(jī)吸力,此時(shí)加大回流閥開(kāi)度。以此保證凈化系統(tǒng)氣體壓力的穩(wěn)定,維持爐膛壓力在安全范圍內(nèi)。煤氣凈化人工控制方法如圖3所示。

  該方式主要存在以下弊端:

  (1)煙氣凈化采用濕法工藝,煤氣中包含水汽,加大對(duì)閥門的沖擊損耗,大大縮短閥門的使用壽命;既增加維護(hù)工作量,而且降低生產(chǎn)效率,此點(diǎn)為本項(xiàng)目主要改造訴求。

  (2)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)回流閥的開(kāi)度常在15%~40%范圍調(diào)節(jié),存在節(jié)流損耗,增加了設(shè)備電耗。

  (3)電機(jī)一直處于工頻滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),加大電機(jī)溫升,也將縮短電機(jī)的使用壽命。

  (4)需配備監(jiān)控操作工,依據(jù)工人觀察進(jìn)行調(diào)節(jié),既增加生產(chǎn)人員的工作量,操作過(guò)程也存在滯后。

  圖3煤氣凈化人工控制方法

  2.3技術(shù)需求

  (1)將原有的工頻運(yùn)行改為變頻運(yùn)行方式,依據(jù)工況直接對(duì)電機(jī)調(diào)速,回流閥全部打開(kāi),既避免閥門損耗,也實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

  增加PLC控制系統(tǒng),依據(jù)壓力信號(hào)自動(dòng)設(shè)置輸出頻率,實(shí)現(xiàn)爐膛壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。

  (3)在原有操作面板上增加手動(dòng)頻率給定功能,作為備用操作,要求手動(dòng)調(diào)節(jié)優(yōu)先級(jí)高于自動(dòng)調(diào)節(jié)方式。

  (4)在現(xiàn)行的一樓配電室和二樓控制室進(jìn)行工程改造;將配電室原有的三臺(tái)軟啟動(dòng)柜置換為變頻器柜,因空間限制,要求柜體寬度不變,深度可適當(dāng)增加。二樓控制室新增一面PLC控制箱,并對(duì)原有的操作面板進(jìn)行改造。

  33.改1自造動(dòng)方控案制變頻調(diào)速方案

  針對(duì)以上問(wèn)題,在深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工段調(diào)查的基礎(chǔ)上,確定變頻調(diào)速改造方案:新增羅茨風(fēng)機(jī)變頻器,引入電爐爐膛壓力信號(hào)、凈化爐前總吸力信號(hào)至PLC,自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率,以實(shí)現(xiàn)爐膛的恒壓控制;回流閥作為備用調(diào)節(jié)裝置,正常運(yùn)行時(shí)管道的回流支路關(guān)斷;既可以滿足生產(chǎn)要求還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。煤氣凈化自動(dòng)控制方法如圖4所示。

  圖4煤氣凈化自動(dòng)控制方法

  3.2風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  羅茨風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)方法如圖5所示,由PLC自控系統(tǒng)、變頻器、壓力變送器組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng),接入爐膛壓力和煤氣在進(jìn)入凈化塔前總吸力兩個(gè)模擬量信號(hào),反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較,依據(jù)工藝要求綜合分析運(yùn)算,實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出量,自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,使?fàn)t膛壓力保持在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi),以滿足生產(chǎn)工藝的實(shí)際需求。

  圖5羅茨風(fēng)機(jī)改造控制方塊圖

  通過(guò)控制室原操作面板的兩個(gè)備用按鈕,實(shí)現(xiàn)頻率加

  /減輸入,作為手動(dòng)給定功能;當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差時(shí)可以通過(guò)手動(dòng)操作進(jìn)行頻率調(diào)節(jié),并具有高優(yōu)先級(jí),保證生產(chǎn)的安全性。

  動(dòng)統(tǒng)力配系置統(tǒng)及方功案能

  該變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣原理圖(單組)如圖6所示。

  圖6動(dòng)力系統(tǒng)電氣原理圖

  (QS表示隔離開(kāi)關(guān),F(xiàn)U表示熔斷器,BP表示低壓變頻器,M表示電動(dòng)機(jī)。)

  4.2設(shè)備技術(shù)參數(shù)及功能介紹

  羅茨機(jī)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,本項(xiàng)目選用具備恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)功能的ABB低壓變頻器,型號(hào)ACS580,額定電流505A,相比于傳統(tǒng)的變轉(zhuǎn)矩風(fēng)機(jī)選型容量加大一檔配置,以滿足恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的啟動(dòng)特性;并內(nèi)置有PID調(diào)節(jié)功能和通訊信號(hào)接口。

  變頻器可以通過(guò)PLC控制自動(dòng)給定、或通過(guò)面板按鈕手動(dòng)給定,實(shí)現(xiàn)羅茨風(fēng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)。

  自動(dòng)給定信號(hào)通過(guò)通訊信號(hào)提供,由自動(dòng)控制操作箱中的PLC通過(guò)Modbus串口通訊給定。操作箱放置于控制室,內(nèi)置西門子S7-200SMART型號(hào)PLC,接入爐膛壓力和煤氣在進(jìn)入凈化塔前總吸力的模擬量AI信號(hào),組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng),自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。操作箱至變頻器之間通訊電纜敷設(shè)距離230米,串行通訊能力完全滿足要求。

  手動(dòng)給定信號(hào)通過(guò)原操作面板的兩個(gè)備用按鈕控制,該兩個(gè)數(shù)字量DI信號(hào)接入PLC,通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)頻率加/減功能,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)頻率調(diào)節(jié)。在PLC程序中設(shè)置手動(dòng)給定的優(yōu)先級(jí)高于自動(dòng)給定功能。

  55.項(xiàng)1應(yīng)目用應(yīng)效用果效果

  爐膛壓力原有范圍要求是-10Pa~5Pa,通過(guò)變頻調(diào)速自動(dòng)控制運(yùn)行后,調(diào)節(jié)效果良好;經(jīng)過(guò)和用戶協(xié)商將工藝要求優(yōu)化為-10Pa~0Pa的恒定微負(fù)壓,進(jìn)一步改善電爐的運(yùn)行性能。如圖7所示,隨機(jī)截取兩段儀表數(shù)據(jù),爐內(nèi)壓力分別為-1.35Pa和-3Pa,維持在微負(fù)壓狀態(tài)。

  羅茨風(fēng)機(jī)是容積式風(fēng)機(jī)的一種。它由一個(gè)類似橢圓形的機(jī)殼與兩塊墻板包容成一個(gè)氣缸,一對(duì)彼此相互“嚙合”的葉輪,兩個(gè)葉輪等速相向旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中把兩個(gè)葉片之間的空氣擠壓出來(lái),將氣缸內(nèi)的氣體從進(jìn)氣口源源不斷地推移到出氣口,這就是羅茨風(fēng)機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程。羅茨風(fēng)機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),決定了其風(fēng)壓在一定的流量范圍內(nèi)是近似恒定的,不論轉(zhuǎn)速變化如何其風(fēng)壓可以保持不變

  [2]。

  經(jīng)過(guò)改造后,由變頻器改變電機(jī)頻率達(dá)到無(wú)級(jí)變速,起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的效果。而風(fēng)量則與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的,即Q=kN。

  其中:Q——風(fēng)量;N——風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速;k——系數(shù)。羅茨風(fēng)機(jī)作為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其節(jié)電率與轉(zhuǎn)速降近似成

  正比即△P%≈△N%。

  其中:P——功率;N——風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

  根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用觀察,正常運(yùn)行周期內(nèi),風(fēng)機(jī)的頻率范圍通常在28Hz~42Hz,最常見(jiàn)是在32Hz~40Hz左右,總計(jì)可以獲25%左右的節(jié)能效果。

  不論是從節(jié)能降耗、降低維護(hù)工作量等直接受益,還是從優(yōu)化生產(chǎn)工藝,延長(zhǎng)電機(jī)等設(shè)備的使用壽命,改善電網(wǎng)環(huán)境等間接受益來(lái)說(shuō),羅茨風(fēng)機(jī)的變頻改造都具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和積極意義。

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水泥廠羅茨風(fēng)機(jī)變頻器自動(dòng)控制:羅茨風(fēng)機(jī)上使用變頻器的優(yōu)勢(shì)

  對(duì)多數(shù)企業(yè)而言,電費(fèi)是未被企業(yè)控制的最后一項(xiàng)本錢,人們普遍以為電費(fèi)開(kāi)支是難以被控制的,交電費(fèi) 天經(jīng)地義,由于用電設(shè)備消耗多少電,是同其機(jī)電特性所決定的,主觀的控制無(wú)能為力。很顯然,此觀念 是錯(cuò)誤的。現(xiàn)在運(yùn)用變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費(fèi),節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支.

  煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風(fēng)機(jī)。在沒(méi)有調(diào)速控制之前,一般采用降壓起動(dòng),并且正常 運(yùn)行后,電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行,而風(fēng)量的大小則通過(guò)風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)。一般情況下,風(fēng)門的開(kāi)度為50%~80%,電機(jī) 只能是滿負(fù)荷運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)的工作效率很低,造成很大浪費(fèi)。 采用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制,屬于減 少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法,它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較,具有明顯的節(jié)電效果。

  使用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行節(jié)能改造后的優(yōu)勢(shì):

  1、進(jìn)步功率因素,減少無(wú)功功率損耗

  2、具有自動(dòng)節(jié)能 控制功能,能根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整電壓,使電機(jī)運(yùn)行在最高效率狀態(tài)下

  3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩,能對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)有力的控制

  4、節(jié)約能源,運(yùn)行本錢降低

  5 、延長(zhǎng)羅茨風(fēng)機(jī)的使用壽命

  6、軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無(wú)大電流沖擊

  江鼓品牌是一家有十余年設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)專業(yè)廠家。公司全部三期建設(shè)累計(jì)投資一億五千萬(wàn)余元,四期建設(shè)預(yù)計(jì)投資一億元人民幣,打造成集研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、經(jīng)營(yíng)于一體的復(fù)合型現(xiàn)代化企業(yè)。

水泥廠羅茨風(fēng)機(jī)變頻器自動(dòng)控制:羅茨鼓風(fēng)機(jī)能否用變頻器控制_羅茨風(fēng)機(jī)

  污水站使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)是非常常見(jiàn)的設(shè)備,不止羅茨鼓風(fēng)機(jī),還有回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等,也是常用的設(shè)備,羅茨鼓風(fēng)機(jī)可以加裝變頻器不?

  答案:可以

  但是在對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻改造的時(shí)候要注意一下幾點(diǎn):

  1、是否為變頻電機(jī)?

  羅茨鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)有變頻電機(jī)也有非變頻電機(jī),一般羅茨鼓風(fēng)機(jī)都是非變頻電機(jī),采用非變頻電機(jī)的公司,我們不建議在變頻電機(jī)上直接加裝變頻器,這樣操作會(huì)影響電機(jī)的使用壽命。

  2、變頻電機(jī)

  如果我們?cè)诓少?gòu)羅茨鼓風(fēng)機(jī)之前,就已經(jīng)做好了后期加裝變頻控制柜的規(guī)劃,那么可以尋找變頻器廠家,來(lái)幫助我們直接加裝一個(gè)變頻器來(lái)達(dá)到變頻輸送的目的。

  3、散熱問(wèn)題

  低速的非變頻電機(jī)加裝變頻器之后,在高轉(zhuǎn)速的情況下,還有可能會(huì)遇到低轉(zhuǎn)速散熱不暢的問(wèn)題,引起電機(jī)軸承的損壞。

  變頻電機(jī)由于要承受高頻磁場(chǎng),所以絕緣等級(jí)要比普通電機(jī)高,原則上普通電機(jī)是不能用變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)的,但在實(shí)際中為了節(jié)約資金,在很多需要調(diào)速的場(chǎng)合都用普通電機(jī)代替變頻電機(jī),但普通電機(jī)的調(diào)速精度不高,在風(fēng)機(jī)、氺泵的節(jié)能改造中經(jīng)常這樣做。在用普通電機(jī)代替變頻電機(jī)時(shí)變頻器的哉波頻率盡量低一點(diǎn),以減少高頻對(duì)電機(jī)的絕緣損壞。

  錦工風(fēng)機(jī)具備多臺(tái)大型臥式加工中心,并有多工位加工中心,如果您需要采購(gòu)定制羅茨風(fēng)機(jī),可以聯(lián)系我們的全國(guó)免費(fèi)客服熱線

  :羅茨鼓風(fēng)機(jī)

  對(duì)多數(shù)企業(yè)而言,電費(fèi)是未被企業(yè)控制的最后一項(xiàng)本錢,人們普遍以為電費(fèi)開(kāi)支是難以被控制的,交電費(fèi) 天經(jīng)地義,由于用電設(shè)備消耗多少電,是同其機(jī)電特性所決定的,主觀的控制無(wú)能為力。很顯然,此觀念 是錯(cuò)誤的。現(xiàn)在運(yùn)用變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費(fèi),節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支.

  煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風(fēng)機(jī)。在沒(méi)有調(diào)速控制之前,一般采用降壓起動(dòng),并且正常 運(yùn)行后,電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行,而風(fēng)量的大小則通過(guò)風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)。一般情況下,風(fēng)門的開(kāi)度為50%~80%,電機(jī) 只能是滿負(fù)荷運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)的工作效率很低,造成很大浪費(fèi)。 采用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制,屬于減 少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法,它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較,具有明顯的節(jié)電效果。

  使用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行節(jié)能改造后的優(yōu)勢(shì):

  1、進(jìn)步功率因素,減少無(wú)功功率損耗

  2、具有自動(dòng)節(jié)能 控制功能,能根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整電壓,使電機(jī)運(yùn)行在最高效率狀態(tài)下

  3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩,能對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)有力的控制

  4、節(jié)約能源,運(yùn)行本錢降低

  5 、延長(zhǎng)羅茨風(fēng)機(jī)的使用壽命

  6、軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無(wú)大電流沖擊

  江鼓品牌是一家有十余年設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)專業(yè)廠家。公司全部三期建設(shè)累計(jì)投資一億五千萬(wàn)余元,四期建設(shè)預(yù)計(jì)投資一億元人民幣,打造成集研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、經(jīng)營(yíng)于一體的復(fù)合型現(xiàn)代化企業(yè)。

  對(duì)多數(shù)企業(yè)而言,電費(fèi)是未被企業(yè)控制的最后一項(xiàng)本錢,人們普遍以為電費(fèi)開(kāi)支是難以被控制的,交電費(fèi) 天經(jīng)地義,由于用電設(shè)備消耗多少電,是同其機(jī)電特性所決定的,主觀的控制無(wú)能為力。很顯然,此觀念 是錯(cuò)誤的。現(xiàn)在運(yùn)用變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費(fèi),節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支.

  煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風(fēng)機(jī)。在沒(méi)有調(diào)速控制之前,一般采用降壓起動(dòng),并且正常 運(yùn)行后,電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行,而風(fēng)量的大小則通過(guò)風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)。一般情況下,風(fēng)門的開(kāi)度為50%~80%,電機(jī) 只能是滿負(fù)荷運(yùn)行,電動(dòng)機(jī)的工作效率很低,造成很大浪費(fèi)。 采用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制,屬于減 少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法,它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較,具有明顯的節(jié)電效果。

  使用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行節(jié)能改造后的優(yōu)勢(shì):1、進(jìn)步功率因素,減少無(wú)功功率損耗 2、具有自動(dòng)節(jié)能 控制功能,能根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整電壓,使電機(jī)運(yùn)行在最高效率狀態(tài)下 3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩,能對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)有力的控制 4、節(jié)約能源,運(yùn)行本錢降低 5 、延長(zhǎng)羅茨風(fēng)機(jī)的使用壽命 6、軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無(wú)大電流沖擊

  問(wèn)題:風(fēng)機(jī)能用變頻器調(diào)速嗎

  回答:風(fēng)機(jī)在使用過(guò)程中,很多工況需要對(duì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行控制,不同的時(shí)間段可能采用風(fēng)量也不同,所以,就出現(xiàn)了變頻型風(fēng)機(jī)。

  羅茨風(fēng)機(jī)可以采用變頻電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的便是調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量了,羅茨風(fēng)機(jī)可以通過(guò)變頻控制柜,對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié),達(dá)到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

  采購(gòu)風(fēng)機(jī)時(shí),如果我們對(duì)此有要求,需要調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,可以提前和廠家說(shuō)明,搭配上變頻電機(jī)和變頻控制柜。

  錦工風(fēng)機(jī)專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī),如果您有此方面的采購(gòu)問(wèn)題,可以聯(lián)系我們的全國(guó)免費(fèi)客服熱線

  :三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品列表

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