大型轉(zhuǎn)子葉片制造有限公司（Groß-Rotorblattfertigung GmbH）使用全新中央真空系統(tǒng)為轉(zhuǎn)子葉片生產(chǎn)提供真空，實(shí)現(xiàn)節(jié)能 50% 以上。該企業(yè)隸屬于 ENERCON 集團(tuán)，通過為樹脂灌注集中供應(yīng)真空，還能夠降低生產(chǎn)車間的噪音和減少熱排放。此真空系統(tǒng)由 Dr.-Ing. K. 普旭（Busch）設(shè)計(jì)和部署，安裝在一個獨(dú)立房間內(nèi)，為 Groß-Rotorblattfertigung 公司的所有生產(chǎn)提供真空。
圖 1： Gro?-Rotorblattfertigung 公司的轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)
自 2001 年以來，ENERCON 一直在馬格德堡羅騰湖（Magdeburg-Rothensee）附近的一處工廠生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，其前身為一座鑄鋼廠。今天，這里分布著六家 ENERCON 集團(tuán)旗下的公司，共有約 2,500 名員工在此生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機(jī)的組件。Groß-Rotorblattfertigung 公司實(shí)行三班制，目前生產(chǎn)的各類轉(zhuǎn)子葉片z*大長度可達(dá) 45 米。各個組件使用真空灌注工藝生產(chǎn)，之后再進(jìn)行組裝。不同層次的玻璃纖維和其他材料需要手動插入三明治結(jié)構(gòu)中。這些材料表面會覆蓋一層塑料薄膜，沿模具形成氣密封。為安全起見，頂層再放置一層薄膜形成氣密封。這是為了防止因可能發(fā)生的泄漏對生產(chǎn)過程或部件質(zhì)量造成不利影響。然后，排空/抽出模具和塑料薄膜之間的氣體，形成真空。完成泄漏檢查后，開始向組件中灌注樹脂。在真空作用下，樹脂會流入組件的所有區(qū)域和空隙，直至完全飽和。樹脂經(jīng)過回火和硬化后，模具可以重新恢復(fù)至大氣壓力，然后可將組件取出。
過去，公司使用以油潤滑旋片真空泵組建的分散式真空裝置。這些真空泵有時為固定永久安裝，或者在不同的模具處作為移動裝置。它們通過管道為各個模具提供真空。Groß-Rotorblattfertigung 共有 36 臺旋片真空泵以三班制持續(xù)為模具抽真空并灌注組件。真空通過閥門進(jìn)行手動控制。
圖 2： 中央真空系統(tǒng)，其中 COBRA NX 螺桿真空泵作為獨(dú)立真空模塊
2016 年，工藝規(guī)劃部門的負(fù)責(zé)人 Thomas Giesecke 想要尋找一種技術(shù)上z*優(yōu)化的解決方案。當(dāng)時真空供給存在的缺陷是，旋片真空泵產(chǎn)生的廢熱會直接排放到生產(chǎn)車間中。由于真空泵數(shù)量多，工作場所的噪音也非常大。此外，當(dāng)時 Thomas Giesecke 正在尋找一個無需以油作為工作液的真空供給系統(tǒng)，因?yàn)橛突蛴蜔煂ΣＡЮw維和芯材產(chǎn)生分離效應(yīng)，因此可能會對生產(chǎn)過程造成不利影響。 他希望找到一個無需手動調(diào)節(jié)即可實(shí)現(xiàn)持續(xù)供應(yīng)真空的方案，確保工藝過程穩(wěn)定、安全、透明。 在準(zhǔn)確分析了現(xiàn)狀之后，Dr.-Ing. K. Busch GmbH 的真空專家設(shè)計(jì)出一個由獨(dú)立的干式、無油 COBRA NX 螺桿真空泵真空模塊組成的真空供給系統(tǒng)。此系統(tǒng)按照現(xiàn)有的獨(dú)立真空泵機(jī)房的大小構(gòu)建。帶控制系統(tǒng)的控制室也位于此房間內(nèi)。
系統(tǒng)在安裝時將四臺螺桿真空泵連接至穿過整個Groß-Rotorblattfertigung 大廳的環(huán)形主管線。預(yù)定的真空度能夠在此條管線中持續(xù)、精確地得以維持。此系統(tǒng)用于模具的快速初步抽真空。此外，還有兩臺 COBRA NX 系列干式螺桿真空泵連接至獨(dú)立于主管線的輔助環(huán)形管線。初步抽真空后，此真空管路使用相同的真空度將樹脂灌注到轉(zhuǎn)子葉片組件中。
Thomas Giesecke 與其團(tuán)隊(duì)程序員 Marcus Kempf、項(xiàng)目協(xié)調(diào)員 Dirk Sztuck 及 普旭（Busch）的真空專家一起優(yōu)化真空供給，以便在各個模具和兩個真空管路之間插入真空控制面板。當(dāng)完成初始抽真空，開始灌注樹脂時，內(nèi)部的閥門將自動從一個真空管路切換到另一個真空管路。借助雙管路方案以及直接位于轉(zhuǎn)子葉片模具處真空控制面板中的智能真空控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全的樹脂灌注過程。此控制系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)所有過程數(shù)據(jù)的記錄和保存。
圖 3： COBRA NX 螺桿真空泵橫截面圖
由于所有連接模具的這些工藝過程要在不同時間執(zhí)行，所需真空度存在極大不同。基于需求的控制系統(tǒng)持續(xù)識別所需泵速，然后逐步打開或關(guān)閉相應(yīng)的真空模塊。其中一臺 COBRA NX 系列干式螺桿真空泵為變頻式。通常它s*先運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)實(shí)現(xiàn)滿載荷之后，啟動下一臺真空泵，必要 時，變頻真空泵將降速。如果需要增加泵速，將自動打開其他真空泵。此系統(tǒng)依照次第順序循環(huán)工作。這意味著控制系統(tǒng)會考慮每臺獨(dú)立真空泵的工作時數(shù)，并交替運(yùn)行，以便所有泵都有相同的工作時數(shù)。 由于中央真空系統(tǒng)安裝在獨(dú)立房間內(nèi)，工作場所就不會出現(xiàn)因噪音或熱排放而產(chǎn)生的不利影響。.
普旭（Busch）真空系統(tǒng)從 2016 年 11 月起投入使用，Thomas Giesecke 與其團(tuán)隊(duì)對其表現(xiàn)非常滿意，因?yàn)樾抡婵展┙o系統(tǒng)完全滿足所有要求。在開始計(jì)劃時就已將任何人都不會忽視的因素考慮在內(nèi)：節(jié)能效果顯著提升。Thomas Giesecke 確認(rèn)使用新真空系統(tǒng)至少能節(jié)省 50% 的能耗。以前共有 36 臺旋片真空泵在運(yùn)行，如今新系統(tǒng)只需六臺 COBRA NX 系列干式螺桿真空泵，優(yōu)勢顯而易見。第七臺 COBRA NX 系列干式螺桿真空泵僅作為備用泵。 對于小型轉(zhuǎn)子葉片組件，其模具仍使用現(xiàn)有旋片真空泵進(jìn)行抽真空。而如今這些將逐步連接至專為此產(chǎn)能設(shè)計(jì)的新系統(tǒng)中。
減少真空發(fā)生器的數(shù)量不是顯著降低能耗的w*因素；基于需求的控制也起到了一定作用。以前，真空泵往往一天工作 24 小時。現(xiàn)在，每臺獨(dú)立的螺桿真空泵的工作時數(shù)顯著縮短。
這又減少了所需的維護(hù)工作，相較于旋片真空泵，螺桿真空泵的數(shù)量顯著降低，從而減少維護(hù)費(fèi)用。在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，通過停用獨(dú)立的 COBRA NX 系列干式螺桿真空泵，啟用各個位置的備用泵，可完成維護(hù)操作。
Groß-Rotorblattfertigung 公司已經(jīng)與普旭（Busch）簽署了全方位維護(hù)協(xié)議。此協(xié)議確保普旭（Busch）每年對固定數(shù)量的真空泵進(jìn)行維護(hù)，并全面負(fù)責(zé)真空供給系統(tǒng)的正常運(yùn)行和操作事宜。
