為響應(yīng)國家節(jié)能減排政策，某水泥廠一直致力于節(jié)能降耗改造。1條5000t/d熟料生產(chǎn)線的5臺大型離心風(fēng)機(jī)的裝機(jī)功率達(dá)8250~9260kw左右，占全廠Z大用電負(fù)荷16000KVA的50％以上，而目前水泥企業(yè)大部分大型離心風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率僅為50％~60％左右，因此提高風(fēng)機(jī)效率對節(jié)能降耗十分重要。
一、該水泥廠大型離心風(fēng)機(jī)使用現(xiàn)狀
(1)設(shè)計階段時設(shè)計院不可能根據(jù)實際運(yùn)行工況進(jìn)行風(fēng)機(jī)選型而只能根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗估算管網(wǎng)阻力，造成風(fēng)機(jī)選型偏大，風(fēng)機(jī)實際運(yùn)行工況偏離了設(shè)計工況，造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低。
(2)風(fēng)機(jī)配套電機(jī)選型偏大。
(3)風(fēng)機(jī)傳動效率低(液偶等調(diào)速機(jī)構(gòu))。
(4)管路系統(tǒng)設(shè)計不合理，系統(tǒng)管網(wǎng)阻力大，增加能耗。
(5)早期風(fēng)機(jī)制造工藝落后，效率低。
二、采用變頻調(diào)速提G效率
針對此情況，先采用高壓變頻器給風(fēng)機(jī)配套電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，取消液偶調(diào)速機(jī)構(gòu)使電機(jī)與風(fēng)機(jī)直聯(lián)，以變頻調(diào)速方式改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)量，保持風(fēng)機(jī)入口風(fēng)門全開，減少管網(wǎng)阻力，能提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率2~5％左右，一般能降低T熟料綜合電耗1～1.5kWh/t。
三、采用G效風(fēng)機(jī)提G效率
G效風(fēng)機(jī)針對一般離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)性Q陷，采用了“適應(yīng)葉道截面各層氣流變化的設(shè)計理念”，即三元流設(shè)計理論�；谠摾碚摚霸O(shè)計出來的葉片形狀為不規(guī)則曲面形狀”，從而減少相應(yīng)的沖擊、邊界層分離、摩擦等N量損失，提高風(fēng)機(jī)效率，增強(qiáng)風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性。使用過程中，G效風(fēng)機(jī)的圓弧直線疊加型葉片無限貼近氣流，使氣流的流動更加流暢，X除了渦流，提高了效率；圓弧流線型前盤也為效率的提高提供了基礎(chǔ)；鋸齒形后盤在消減背渦的同時，減小了由于氣壓差所產(chǎn)生的軸向附加力；合理的葉片安裝角度，減少了進(jìn)氣形成的渦流和阻力，提高了氣動性能等。
2012年10月對一線生料立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了運(yùn)行情況標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果顯示該風(fēng)機(jī)運(yùn)行全壓效率僅為60％，長期以來偏離設(shè)計工況運(yùn)行，導(dǎo)致配套電機(jī)長期超負(fù)荷運(yùn)行，設(shè)備存在很大設(shè)備隱患。經(jīng)與設(shè)計院、風(fēng)機(jī)制造廠家進(jìn)行技術(shù)交流后，如采用G效能風(fēng)機(jī)整體替換，則電機(jī)運(yùn)行功率可下降900kw以上。2013年2月對風(fēng)機(jī)本體進(jìn)行了更換(更換了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、入口風(fēng)門、機(jī)殼、聯(lián)軸器、軸承、軸承底座、聯(lián)軸器護(hù)罩、風(fēng)機(jī)進(jìn)出口膨脹節(jié)等)，保留原有電機(jī)、電動執(zhí)行器。改造前后風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子見圖1、圖2。
圖1 改造前的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子稱
圖2 改造后的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子秤圖
2013年3月風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行后，電機(jī)運(yùn)行電流下降60A，電機(jī)功率由3765kW下降到2800kw左右，風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。通過72小時運(yùn)行考核計算，T生料工序電耗下降2.1kwh/t，T熟料綜合電耗下降3.48kwh/t，節(jié)電效果非常明顯。
自常山公司一線生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)改造以后，該公司所屬成員企業(yè)對實際運(yùn)行效率低的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了G效節(jié)能改造，均取得了明顯成效。截止2016年6月，該水泥廠下屬成員企業(yè)已進(jìn)行G效風(fēng)機(jī)改造26臺，改造后風(fēng)機(jī)全壓運(yùn)行效率均達(dá)到80％以上，平均1～1.5年收回投資成本。
四、經(jīng)驗總結(jié)及改進(jìn)建議
(1)在對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造前，應(yīng)先治理漏風(fēng)、優(yōu)化工藝操作，盡量使其達(dá)到穩(wěn)定、Z佳生產(chǎn)狀態(tài)。
(2)在實際正常運(yùn)行中，系統(tǒng)工況也是變化的，因此在選型時要使實際工況時大部分都全部處于性能曲線的G效區(qū)域內(nèi)，如何對風(fēng)機(jī)型號、實際運(yùn)行工況的正確選擇，對風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果至關(guān)重要。
工藝設(shè)計階段風(fēng)機(jī)選型時，應(yīng)多次進(jìn)行風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況標(biāo)定，要盡可能把握系統(tǒng)正常運(yùn)行所需風(fēng)量、風(fēng)壓、介質(zhì)溫度、粉塵濃度等數(shù)據(jù)區(qū)間，可適當(dāng)選擇風(fēng)機(jī)的備用余量(5％～10％)，但對J端工況的風(fēng)量需求不應(yīng)考慮在風(fēng)機(jī)選型因素之內(nèi)。水泥企業(yè)要與設(shè)計方充分溝通，綜合考慮后確定Z佳改造方案，確保風(fēng)機(jī)運(yùn)行全壓效率達(dá)到80％以上。
(3)改造設(shè)計時應(yīng)盡量減少土建基礎(chǔ)、風(fēng)機(jī)接口等的改動，一是為了節(jié)約投資和改造時間。二是預(yù)防風(fēng)機(jī)改造失敗后可用原有風(fēng)機(jī)替換以保持生產(chǎn)正常運(yùn)行，降低失敗風(fēng)險影響。
(4)因改造后風(fēng)機(jī)運(yùn)行全壓效率標(biāo)定Z業(yè)性較強(qiáng)且誤差較大，可與風(fēng)機(jī)制造商約定折算為以改造后電機(jī)運(yùn)行功率降低值進(jìn)行直觀考核結(jié)算。如改造后風(fēng)機(jī)運(yùn)行全壓效率低于70％，即可視為G效風(fēng)機(jī)改造失敗，可要求風(fēng)機(jī)制造商按違約條款執(zhí)行。
(5)風(fēng)機(jī)加裝變頻器后，如無特殊需要，應(yīng)將風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口風(fēng)量調(diào)節(jié)閥拆除，盡可能通過調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量，降低系統(tǒng)阻力以降低風(fēng)機(jī)消耗。
五、總結(jié)
大型G效離心風(fēng)機(jī)整機(jī)替換改造是水泥行業(yè)理想的節(jié)能改造方案之一，通過“量體裁衣”的方式根據(jù)實際工況定制風(fēng)機(jī)，實現(xiàn)設(shè)備的G效節(jié)能運(yùn)行。
需要注意的是G效能的風(fēng)機(jī)的采用并不等于就實現(xiàn)了節(jié)能，風(fēng)機(jī)只有位于風(fēng)機(jī)性能曲線的ZG效率點(diǎn)附近，才能Z正實現(xiàn)Z佳節(jié)能效果。而風(fēng)機(jī)實際運(yùn)行時，并非永遠(yuǎn)處于在Z佳設(shè)計工況點(diǎn)上，隨工況的變化風(fēng)機(jī)實際上處于變化工況下工作。因此，在工況變化時，水泥企業(yè)也應(yīng)及時優(yōu)化風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，只有將Y效的調(diào)節(jié)與節(jié)能技術(shù)結(jié)合起來，才能實現(xiàn)風(fēng)機(jī)的Z佳G效節(jié)能運(yùn)行。
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