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[干法交联 ] 悬链式交联管

P:2013-10-05 21:06:31

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悬链式交联管

交联管是交联生产线的主要组成部分,最早的交联工艺是:将交联聚乙烯,交联剂(DCP)及抗氧剂,经过挤塑机包后,直接进入交联管进行蒸气交联,并在加压的冷却循环水中冷却。这种工艺方法虽然简单,但对聚乙烯绝缘的交联有不少缺点。首先是温度与压力有密切关系,受压力限制,交联温度不易提高,在1620kg/cm²压力下,温度只有200220,生产效率低。其次,在高温高压下,蒸气会渗入绝缘,冷却后在绝缘中形成大量微孔或气泡。在70年代初,为了生产高压交联电缆,于是RCP红外线加热工艺问世(RCP Heat radiation curing process)。RCP是采用管壁辐射加温,用氮气加压作保护气体,可在氮气或循环水中冷却。干法交联可防止在绝缘中产生大量微孔。用此方法,绝缘中可能产生的微孔数仅为用蒸气交联的百分之一,而微孔大小则由蒸气交联的10~20降至干式交联的15.这种工艺方式目前已被广泛采用。下面介绍干式交联工艺生产线。

一 悬链形式的选择

悬链形式有两种:全悬链形式和半链式形式。如果采用全干式工艺,即在气体中交联和气体中冷却,则应选择全悬链线形式,因为在全干式工艺下电缆绝缘线芯进入管子的冷却阶段时,绝缘尚未固化到一定程度,不宜与管壁接触,故以采用全悬链线形式为宜。如果为了提高生产效率,制造35kV及以下电缆时采用半干式工艺,即在水中冷却,则可采用半悬链线形式。即管子的加热段和过渡段采用悬链线形式,而冷却段则采用直线形式,并允许绝缘线芯进入水冷却段后与管壁接触。半悬链式直线部分可以采取上倾和下倾两种方式。上倾直线冷却段的好处是可以降低厂房高度。

二 悬链线的基本参数

悬链线的基本参数有:悬链线常数;悬链线在机头处下倾角A处的悬垂角;机头处的悬链线高度;悬链线长度。见图1,悬链线高度和水平距离是两个重要数据,前者决定厂房的高度,后者计算悬链线的长度的依据。

  1 悬链线常数;它是决定悬链线形状的参数,值大,曲线比较平;值小,曲线比较弯曲。值用下式计算:

式中—作用于电缆的水平张力,最大不得超过下牵引的最大牵引力。

    —电缆的单位长度重量。

实际情况中厂房的高度往往是选择值的主要因素,值越小,要求厂房就越高,越大,则电缆受到的拉力也就越大。

曲线悬垂角

的正切值为A点曲线的斜率,故由下式可得其计算公式:

    

式中——机头A点的X轴坐标。

主要与绝缘厚度(或电压级)有关,电缆绝缘层厚,交联绝缘熔融物自重产生的下垂变形严重,要求有较大的悬垂角。一般设计要求:电缆电压等级35kV15°110kV20°;220kV,25°。此外,值还与交联温度,速度有关。

A点曲线高度:相对悬链线最低点的高度为

A点的高度应满足悬垂角的要求,因此应当先由计算值,再预计值,

悬垂线长度:对于全悬垂形式,曲线AB间的长度记为

对于半悬链形式,AC之间的曲线长由下式计算

三 加热段的设计

    加热管一般分为六个加热区,可以根据工艺要求进行分别控制。对于加热管的总的要求是升温要快,一般希望15分钟内管壁能从事温升到400,根据经验,每米管长有20kW已够了,低温区一般在10kW也就够了。

加热方式有钢管直接加热和间接加热两种。直接加热利用钢管作为大变压器短接管子,即管壁本身是一个加热电阻,加热电流通过钢管,最大电流密度为1.5按钢管的不同直径和截面可通过近40006000A的电流,钢管就是变压器的次级回路最大的次级电压为10kV,故变压器的额定功率为4060kW。一般要求管壁不宜太厚,对壁厚3mm,采用50kVA变压器,电压57V,电流3000~7000A,管子高温下压力6~12。如果要提高工作压力,需增厚管壁,而电阻减小,变压器容量要增加。

间接式加热是采用各式加热器加热。这种加热器用于交联管,16加热器温度最高600℃,钢管最高温加热至450℃。每个加热器本身有风机,停机时,可启动风机,冷空气从加热棒间隙吹过,10分钟内钢管子降到100℃.加热棒也可由加热电缆(MI电缆)代替。加热电缆最高工作温度700℃,200.

每一加热区要有二个热电偶,一个应靠近加热电缆,另一个要尽可能远离加热电缆以测量钢管温度。

四 气体交联—气体冷却系统

在全干生产工艺中,氮气既用于加热区做交联保护媒体,又用于冷却区为冷却媒质。现将其中要点分述如下。同时参看图2.

经流量计,调节阀门MV1MV2到热交换器而进入系统。当压力给定后,要求稳定不变,因此要用一套调节系统。主要办法是利用压力调节PR1从管路上的压力变送器PT取得压力变化的信号,以调节和控制MV1阀门开闭大小。当压力系统中的压力降低时,则令MV1阀门开大一些,从而提高系统中的压力,反之亦然。

当系统突然发生大量漏气,如下密封漏气等应考虑一个快速充气装置,以补充调压系统的供气不足。这个快充装置由电磁阀门MV2和压力开关PS1组成。当压力突然降低,压力,调节系统PR1来不及维持压力,在压力低于一定压力以下时,PS1动作,接通MV2由于PS1复原而关闭。

正常开车时,MVI关闭,MVIIMVIII打开。在高压风机驱动下,经

MVII入冷却段,上升中点控制器的出口,再经电动阀门MVII和热交换器回到风机。气流以每秒10米速度在此回路中循环。

一小部分经悬垂控制上流于加热段,使绝缘线芯在高压氮气保护下,进行交联,但在交联过程中,产生的低分子物,应及时排出管外。故在上密封上连接一零点电磁阀

MV3,,它受时间继电器控制,定时开放,排出氮气并带出副产品。每次开放的时间以每小时排放1为准。

为在停车时,不使电缆过热而减少废品,可关闭MVII,打开MVI,使

MVI和热交换器进行循环,以冷却电缆加热段。

    6 为了停车时使用系统排气,应设一手动放气阀门VN2.循环系统外接管路,直径要足够大,以保证流速,提高电缆冷却效果。另外,管子虽处于冷却状态,但承受16个大气压,故选用186×4.5钢管。

为了系统安全起见,在系统适当地方设一两个安全阀VN1等,在热交换器前后,风机前后应设有温度,流量,流速测量装置,以利控制工艺过程。水温水压等也应进行测量和控制。

五 气体交联—水冷却系统

由于导热性差,其冷却效果不高。故气—气干法交联系统的缺点主要是生产效率低。考虑生产35kV 及以下电缆时,(在此统一系统上),采用气体交联—水冷却方法。工艺布置见图3.系统由三部分组成,一是加热段,二是水冷段,三是加热段与冷却段之间的隔离预冷段。

隔离预冷段的方法是使MV4进入系统。从隔离段上端进入,在下端接近水面处排出,并将水面生成的蒸气带出,不让它进入交联区域,一般每小时排放3即可得出满意结果。

经过隔离段后,交联绝缘线芯冷却到100以下,并保持水面温度80以下。隔离预热段长度不应不短于10

压力调节器PR3从压力差计PD取得偏离给定压差信号,以调节电动阀门MV6开闭大小,从而控制进入冷却段的水量,使水位的以补偿。

六 重点控制

绝缘线芯的交联主要在悬链式加热管内进行。绝缘线芯从挤出以后就应严格沿交联管的悬链轨道前进,偏离轨道就会与管壁相碰。如果在加热段擦管,会烧伤绝缘,在冷却段擦管,也会擦伤外半导电层。在CCV中保持电缆线与悬垂线位置的一致十分重要,这就需要悬垂控制。

悬垂线控制方法很多,用得较广的是在CCV管加热段中部,选择一个悬垂变化灵敏地方来控制线芯位置,使其经常处在管子中心上。控制仪器有两类:一是接触式,二是非接触式。接触式原理为一槽轮压在电缆上,电缆位置上下变动使槽轮在0为中心带动轴转动。轴与悬垂控制器的轴相连,产生一个感应电压输出。即电缆线芯位于管子中心的时候,输出电压为0.当电缆电压远离中心时,输出电压就较大。接触式控制现已基本淘汰了。

非接触式垂丝控制图的工作原理如图3.非接触式悬垂控制器由两个感应线圈及电阻等元件构成所组成,当交联电缆芯位于交联管中心位置时,桥路平衡,输出时零;当电缆偏离中心位置时,有一输出值。偏离越大,输出电压愈高。

七 CCV生产线的同步控制

上下牵引必须维持电缆速度相等,否则绝缘线芯将被拉断,或擦管。挤塑机出胶量又必须与线速度保持同步,否则电缆外径将很不均匀。挤塑机电机,上下牵引电机需保持同步,还要有悬垂控制器反馈,这就整个CCV生产线联同步系统。其工作原理如图3.上下牵引和150挤出机都是由他激直流电动机拖动,并带有电压调节器的可控硅整流装置。

上下牵引同步后,再将悬垂控制器投入工作。悬垂控制器输出的交流信号经相敏检波成直流信号,再经PLD调节器进行比例微分,积分运算后输入到下牵引的电压调节器II,以加快或减慢下牵引转速,使绝缘线芯保持在硫化管中心。这时线速度恒定。

线速度是由牵引直流电机转速决定的,但网络电源电压,频率的波动,电机负荷的变动以及电缆线芯在硫化管中所受的张力及阻力的变化,都会影响牵引机电机转数的变化。所以必须控制电机转速。使其给定后保持恒定。

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P:2014-02-26 10:54:37

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P:2014-03-30 17:13:04

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怎么看不见公式啊

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P:2021-12-21 14:40:34

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。。。。楼主发了个寂寞

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