高壓強分子泵在節能燈制作工藝中的應用

2013-10-27 董涌法 上海涌真機械有限公司

  本文主要介紹高壓強分子泵在節能燈圓排車制造中的替代羅茨泵應用,經實驗,減能增效效果顯著,具有較大的推廣意義;并以此拋磚引玉,促進分子泵在照明行業的應用,提高生產效能,降低能耗和制造成本,保證產品質量。

  當今經濟的飛速發展帶來能源的巨額消耗,并對人類生存環境帶來威脅,增效降耗、節能減排是保護環境刻不容緩的世界性課題。作為中國高新技術企業之一的中科科儀這些年積極在各行業探索推廣分子泵應用,在很多場合上替換擴散泵羅茨泵,取得了很好的節能降耗效果。

  眾所周知,照明行業節能燈的推廣和使用就是一項節能降耗的舉措。據真空技術網(http://www.bdfwqmh.cn/)統計數據顯示,我國照明用電量約占全社會總用電量的12%,如果把現在的普通白熾燈全部換成節能燈,全年可節電600 多億千瓦時,相當于一個三峽水電站的全年發電量。但節能燈早就推向市場,使用普及上卻未能達到預期效果,原因很簡單,節能燈制造過程中的能耗成本較高,這樣其相對銷售價格也就貴了。

  據有關資料介紹,節能燈由于價格過高,導致家庭消費的困難影響市場推廣。對生產制造節能燈的企業來說,其前期的研發投入過大,以及生產成本過高,即便是節能燈比傳統燈泡節能60%,壽命是后者的8 倍,但其價格是普通燈泡價格的4~5 倍。這樣,雖然節能燈使用起來節能又省錢,但要在一定時間內,對于考慮眼前利益來講,一次性的投入確實大了些,況且,在產品質量保證,使用壽命上尚存疑慮。

  推廣使用節能燈是國家一項長期而艱巨的能源戰略。相對于諸如貼錢推廣節能燈,政府在這方面發揮應有的主動作用,既是當務之急,也更可有所作為。同時國家要制定相應的政策和配套法規,設立節能產品財政專項補貼、減免稅收等優惠的措施,鼓勵更多的企業投資生產開發節能產品,創新工藝,幫助企業降低生產成本,從而使節能產品在市場的競爭中更具有價格優勢。此外,全社會都應支持節能環保科研行為或活動的開展,才能實現全社會范圍的節能環保。

  目前,在制造節能燈的企業單位,大部分采用圓排機自動線,生產效率高,產品質量一致性好。但是,圓排機一般配置均采用直聯式真空泵羅茨真空泵作為機組,這樣帶來新的問題:①耗電量高;②噪音大;③占用面積大。為此,各照明設備企業和照明生產企業都在積極尋找新工藝新方法來進行技改以求改善這些狀況。在這過程中,中科科儀與上海涌真機械有限公司不謀而合,并與上海正貝照明一起達成共識,2006 年下半年由上海正貝的工程師提出建議,用分子泵機組來替代羅茨泵機組。但現行標準的分子泵不能直接用到圓排機上,因圓排機的工況,工作過程中燈管不可避免的會產生漏氣和破損而產生的壓力高、大氣流的沖擊和玻璃碎屑等的情況。鑒于此,由中科科儀專項研制高壓強分子泵,由上海涌真機械有限公司實施圓排車制造替換羅茨泵,把中科科儀研制的分子泵應用在上海正貝照明制造的圓排車上,進行羅茨泵機組的替代設計制造。其中,中科科儀多年從事高真空獲得設備的生產制造,為國內主要的真空設備制造商之一,而上海涌真機械長期從事真空設備制造,其生產的圓排機、排氣臺等廣泛應用于制燈等行業。

  目前,在節能燈的推廣應用上,政府給予大力支持和相應的補貼和政策支持。各相關企業也在積極尋找節能降耗的途徑和方法。在制造節能燈的生產過程上挖掘降耗潛能,采取新工藝新手段實現生產節能。在這種形勢下,中科科儀、上海涌真、上海正貝三家合作把高壓強分子泵應用在節能燈制造工藝上就是采用新技術產品實現制造工藝環節上的減能增效,效果顯著,推廣意義重大。這是在照明行業制造節能燈生產環節上節能減排的一個成功嘗試。

1、實驗介紹

  2006 年末開始至今,中科科儀、上海涌真機械、上海正貝各自分工協作,其間中科科儀成功研制出高壓強FF160/500G 分子泵,并由上海涌真應用在其為上海正貝生產制造的圓排車上。兩臺分子泵機組經過近一年的時間在圓排機上試驗和應用,效果令人鼓舞。

  FF- 160/500G 型復合分子泵在國內率先采用整體轉子加工工藝,大幅度提高了轉子的整體強度,同時大大減少了動片各層級間的氣體返流,可以更快地獲得更好的真空性能;轉子中央巧妙的腔式設計大大減小了異物的掉進對泵造成破壞的幾率;上述特點使得該分子泵可以在較大的氣流沖擊或異物(碎玻璃)掉入等惡劣環境下工作;同時,它擁有一般分子泵的噪音低,能耗低,占地小,維護費用低,真空度高,抽速大,無油污染等優點。初步測試,得到了滿意結果,證明設計符合要求。

  最終,這款由中科科儀研制并由上海涌真機械有限公司推廣的FF160/500G 型特制復合高壓強分子泵用于節能燈圓排機的替代試驗得到上海正貝照明的認可。

  表2 是FF160/500G 分子泵在48 工位圓排機上替代二套羅茨機組的實時應用,情況對比數據表。

表1 FF-160/500G 復合分子泵技術參數

FF-160/500G 復合分子泵技術參數

  一套由一臺KYKY 中科科儀的FF160/500G分子泵,前級為北儀優成的TRP- 60 或TRP- 48真空泵,過渡真空室、接管、真空測量系統組成的機組(簡稱分子泵機組),替代圓排機上的兩套羅茨泵機組分別為: 一臺ZJP150 羅茨泵和TRP- 16 一臺真空泵和凱尼ZJ150 羅茨泵和愛發科VD401 真空泵的羅茨真空組。(現一臺分子泵機組拖7 工位,可增至10 個工位。原兩臺羅茨泵機組拖7 工位)。

高壓強分子泵在節能燈制作工藝中的應用

圖1 真空泵

高壓強分子泵在節能燈制作工藝中的應用

圖2 真空泵機組1 圖3 真空泵機組2

表2 工作監控情況及對比數據表

工作監控情況及對比數據表

2、對比分析

  (1) 分子泵機組比羅茨泵機組抽氣速率大,真空度高近一個數量級。

  (2) 相比:噪音小,占地面積小。

  (3) 運轉費用相比:一年280 天計算每天24 h全年6720 h。單位:元分子泵機組耗電2.38 kW × 6720 h = 年耗電15993.60 度×1 元/ 度= 15993.60 元羅茨泵機組耗電8.8 kW × 6720 h = 年耗電59136 度× 1 元/ 度=59136 元。

  通過上述計算,幾近當年就能從電費一項收回投資費用(59136- 15993.60=43142.40 元)。第二年使用分子泵機組電費節約贏利43142.40 元。如考慮維護費用經濟效益更可觀,該款分子泵近乎免維護。該分子泵替換運用的成功,為節能減排貢獻巨大力量,做到了制造應用與雙贏,拓展了分子泵新的應用領域,值得推廣。以上數據來源于2008 年12 月上海正貝照明電器有限公司實際測算。

  通過對分子泵替換的圓排車所制造的節能燈進行使用測試,燈具在產品壽命和質量上明顯得到提高,通過質譜分析,系統油污染上得到降低;光譜等分析都顯示應用分子泵排氣制造的燈具性能有很大的改善。

  與此同時,根據在其他多家特種燈(金鹵燈、航標燈等)、車燈、半導體照明等客戶的實際應用反饋,分子泵對降低生產能耗,提高產品性能和使用壽命等方面都起到明顯的促進作用;在部分國內外知名的照明生產企業中的應用,分子泵都得到好評和大量替換配套。

3、結論

  (1) 中科科儀FF160/50G 高壓強分子泵機組直接用到圓排機上,適應制造工作過程中不可避免的漏氣和破損而產生的壓力高、大氣流的沖擊和玻璃碎屑等情況,在制造過程中,達到降耗節能,保證質量的目標,所以完全可以替代羅茨泵機組。

  (2) 照明行業前景無限,產品制造技術及產品種類發展很快,設備制造水平上存在許多創新的空間,中科科儀與行業設備制造商合作,必將更快促進中科科儀分子泵在照明行業的應用,共同為提高行業的生產效能,降低能耗和制造成本,保證和改善產品質量做出貢獻。