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高压强分子泵在节能灯制作中的应用报告

发布时间:2012/9/3
董涌法1 刘爱民2 曹宏利3 赵海标 王泓海 何清 曾秋林
(上海涌真1 201101 上海正贝2 200124 中科科仪3 100190)
Dongyongfa1 Liuaimin2 Caohongli3 Zhaohaibiao Wanghonghai Heqing Zengqiulin
(shanghaiyongzhen1 201101 shanghaizhengbei2 200124 kyky3 100190)
  摘要:照明行业前景无限,相关产品种类及其制造技术发展迅速,设备制造上存在许多创新的空间。
  政府在节能灯的推广应用上给予相应的补贴和政策支持。相关设备制造企业也在积极寻找途径和方法,在制造节能灯的生产过程上挖掘降耗潜能,采取新工艺新产品实现生产节能降耗。本文主要介绍高压强分子泵在节能灯圆排车制造中的替代罗茨泵应用,经实验,减能增效效果显著,具有较大的推广意义;并以此抛砖引玉,促进分子泵在照明行业的应用  关键词:高压强、分子泵、节能灯
  Key words: high-pressure the molecular pump energy-saving lamp
  1 引言
  当今经济的飞速发展带来能源的巨额消耗,并对人类生存环境带来威胁,增效降耗、节能减排是保护环境刻不容缓的世界性课题。作为中国高新技术企业之一的中科科仪这些年积极在各行业探索推广分子泵应用,在很多场合上替换扩散泵或罗茨泵,取得了很好的节能降耗效果。
  众所周知,照明行业的节能灯的推广和使用就是一项节能降耗的举措。据有关部门统计数据显示,我国照明用电量约占全社会总用电量的12%,如果把现在的普通白炽灯全部换成节能灯,全年可节电600多亿千瓦时,相当于一个三峡水电站的全年发电量。但节能灯早就推向市场,使用普及上却未能达到预期效果,为什么呢,原因很简单,节能灯制造过程中的能耗成本较高,这样其相对销售价格也就贵了。
  据有关资料介绍,节能灯由于价格过高,导致家庭消费的困难影响市场推广。作为生产制造节能灯的企业来说,其前期的研发投入过大,以及生产成本过高,即便是节能灯比传统灯泡节能60%,寿命是后者的8倍,但节能灯的价格是普通灯泡价格的4-5倍,这样,虽然节能灯使用起来节能又省钱,但要在一定时间内体现,对于考虑眼前利益来讲,一次性的投入确实大了些,况且,在产品质量保证,使用寿命上尚存疑虑。

  推广使用节能灯作为国家一项长期的艰巨的能源战略。相对于诸如贴钱推广节能灯,政府在这方面发挥应有的主动作用,既是当务之急,也更可有所作为。同时国家要制定相应得政策和配套法规,设立节能产品财政专项补贴、减免税收等优惠的措施,鼓励更多的企业投资生产开发节能产品,创新工艺,帮助企业降低生产成本,从而使节能产品在市场的竞争中更具有价格优势。此外,全社会都应支持节能环保科研行为或活动的开展,才能实现全社会范围的节能环保。
  目前,在制造节能灯的企业单位,大部分采用圆排机自动线,生产效率高,产品质量一致性好。但是,圆排机一般配置均采用直联式真空泵和罗茨真空泵作为机组,这样带来新的问题:一、耗电量高;二、噪音大;三、占用面积大。为此,各照明设备企业和照明生产企业都在积极寻找新工艺新方法来进行技改技措改善这些状况。在这过程中,中科科仪与上海涌真机械有限公司不谋而合,并与上海正贝照明一起达成共识,2006年下半年由上海正贝的工程师提出建议,用分子泵机组来替代罗茨泵机组。但现行标准的分子泵不能直接用到圆排机上,因圆排机的工况,工作过程中灯管不可避免的会产生漏气和破损而产生的压力高、大气流的冲击和玻璃碎屑等的情况。鉴于此,由中科科仪专项研制高压强分子泵,由上海涌真机械有限公司实施圆排车制造替换罗茨泵,把中科科仪研制的分子泵应用为上海正贝照明制造的圆排车上,进行罗茨泵机组的替代设计制造;其中中科科仪多年从事高真空获得设备的生产制造,为国内主要的真空设备制造商之一,而上海涌真机械长期从事真空设备制造,其生产的圆排机、排气台等广泛应用于制灯等行业。
  目前,在节能灯的推广应用上,政府给予大力支持和相应的补贴和政策支持。各相关企业也在积极寻找节能降耗的途径和方法。在制造节能灯的生产过程上挖掘降耗潜能,采取新工艺新手段实现生产节能。在这种形势下,中科科仪、上海涌真、上海正贝三家合作把高压强分子泵应用在节能灯制造工艺上就是采用新技术产品实现制造工艺环节上的减能增效,效果显著,推广意义重大。
这是在照明行业制造节能灯生产环节上节能减排的一个成功的尝试。
  2 实验介绍
  2006年末开始至今,中科科仪、上海涌真机械、上海正贝各自分工协作,其间中科科仪成功研制出高压强FF160/500G分子泵,并由上海涌真机械设计在其为上海正贝生产制造的圆排车上。两台分子泵机组,经过近一年的时间在圆排机上试验和应用,效果令人鼓舞。

  FF-160/500G型复合分子泵在国内率先采用整体转子加工工艺,大幅度提高了转子的整体强度,同时大大减少了动片各层级间的气体返流,可以更快地获得更好的真空性能;转子中央巧妙的腔式设计大大减小了异物的掉进对泵造成破坏的几率;上述特点使得该分子泵可以在较大的气流冲击或异物(碎玻璃)掉入等恶劣环境下工作;同时,它拥有一般分子泵的噪音低,能耗低,占地小,维护费用低,真空度高,抽速大,无油污染等优点。初步测试,得到了满意结果,证明设计符合要求。
  最终,这款由中科科仪研制并由上海涌真机械有限公司专营的FF160/500G型特制复合高压强分子泵用于节能灯圆排机替代试验得到上海正贝照明的认可。
  以下是FF160/500G分子泵在48工位圆排机上替代二套罗茨机组的实时应用、情况及对比数据表。

  一台KYKY中科科仪的FF160/500G分子泵,前级为北仪优成TRP-60或TRP-48真空泵,过渡真空室、接管、真空测量系统组成的一套机组(简称分子泵机组)。替代圆排机上7个工位,二套机组均为:一台ZJP150罗茨泵和TRP-16一台真空泵和凯尼ZJ150罗茨泵和爱发科VD401真空泵,组成的二套罗茨真空组。(现1分子泵机组拖7工位,可增至10个工位。原2罗茨泵机组拖7工位)

工作监控的情况及对比数据表:

对比内容
一套分子泵机组(17工位)
二套罗茨泵机组真空(27工位)
机组抽气速度(L/S)
500
合计:300
工作真空度(Pa)
小功率灯工作时测得2×10-2至 2×10-3
无灯的条件下测得1.5×10-1
分子泵/罗茨泵噪声DB(A)
/占地(mm)/重量(Kg)
20/3002/27
76/875×402/175
耗电(kw)
真空泵2.2/分子泵0.18共计 2.38
真空泵4.4/罗茨泵4.4 共计:8.8
改造前后成本比较
真空泵TRP-60 + KYKY分子泵+转接装置(三通过渡室、高低真空测量、波纹管等);合计约:52300元
罗茨泵ZJP 150×2 台+ 真空泵TRP-60 泵+VD401 ;合计约:50430元
机组的维护
分子泵一年换一次油150ml价格 150 元
合计:52450元
罗茨泵2台,真空泵1台,一年保养一次,每两次换一下油封,轴承,油等价格1500元合计:51930 元


  3 对比分析
  1.分子泵机组比罗茨泵机组,抽气速率大,真空度高近一个数量级。
  2.相比:噪音小,占地面积小。
  3.运转费用相比:一年280天计算每天24小时全年6720小时。单位:元
  分子泵机组 耗电 2.38KW × 6720小时=年耗电15993.60度×1元/度= 15993.60元
  罗茨泵机组 耗电 8.8KW × 6720小时 =年耗电59136度× 1元/度 =59136元
  通过上述计算,几近当年就能从电费一项就收回投资费用(59136-15993.60=43142.40元)。第二年使用分子泵机组电费节约赢利43142.40元。如考虑维护费用经济效益更客观,该款分子泵近乎免维护。该分子泵的替换运用成功,为节能减排贡献力量,做到了制造应用双赢,拓展了分子泵新的应用领域,值得推广。以上数据来源于2008年 12月上海正贝照明电器有限公司实际测算。
  通过对分子泵替换的圆排车制造的节能灯使用测试,灯具产品寿命和质量上明显得到提高,通过质谱分析,系统油污染上得到降低;光谱等分析都显示分子泵排气制造的灯具性能有很大的改善。

  与此同时,通过在其他多家特种灯(金卤灯、航标灯等)、车灯、半导体照明等客户实际应用反馈,其他特点的分子泵对降低生产能耗,提高产品性能和使用寿命等方面都起到明显的促进作用,尤其在部分国内外知名的照明生产企业中的应用,分子泵都得到好评和大量替换配套。
  4 结论
  1、KYKYF-500G高压强分子泵机组直接用到圆排机上,适应制造工作过程中不可避免的漏气和破损而产生的压力高、大气流的冲击和玻璃碎屑等的情况,在制造过程中,达到降耗节能,保证质量,所以完全可以替代罗茨泵机组。
  2、照明行业前景无限,产品制造技术及产品种类发展很快,设备制造水平上存在许多创新的空间,中科科仪与行业设备制造商合作,必将更快促进KYKY分子泵在照明行业的应用,共同为提高行业的生产效能,降低能耗和制造成本,保证和改善产品质量做出贡献。
最后,感谢上海涌光机械、上海正贝照明电器有限公司、中科科仪研发人员在分子泵应用实验中的辛勤工作和数据采集机提供。
文献检索:
  1、真空设计手册/达道安主编.-3版〉-北京:国防工业出版社,2004.7

  2、高效照明产品质量承诺示范项目通过验收 [J];节能与环保; 2005年03期; 53

  3、陈燕生; 提高质量档次发展高效照明产品 [N];消费日报; 2004年

  4、13家企业中表高效照明推广项目 财政补贴高效照明产品推广工作启动[J];资源节约与环保,2008年03期
附件1

FF-160/500G复合分子泵技术参数表及500G图片:
产品型号
FF160/500G
产品型号
FF160/500G
进气口法兰
DN160CF
DN160LF
建议前级泵(L/S)
4-8
极限压强(Pa)
6×10-7
6×10-6
启动时间(min)
<5
抽气速率(L/S)
450
 
额定工作转数(rpm)
27000
压缩比(N2)
>109
 
冷却方式
水冷
压缩比(H2)
6×103
 
安装方式
垂直±5°
振动值(μm)
≤0.1
 
重量(Kg)
27
排气口法兰
KF40
 
附件2:
替换图:
附件3:作者联系方式
1、董涌法 上海涌真机械 021-39199270、中科科仪 www.kyky.com.cn;曹宏利 010-82548298,013701296048,chl@kyky.com.cn王泓海 010-82548198,013501270910 wanghonghai@kyky.com.cn ;;

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