引言

風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥生產(chǎn)線(xiàn)的各個(gè)系統(tǒng)中，其裝機(jī)容量約占全廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)總裝機(jī)容量的30％，同時(shí)風(fēng)機(jī)在選型設(shè)計(jì)時(shí)裝機(jī)容量通常都會(huì)留有一定的富余量。因此，在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率不僅影響水泥正常生產(chǎn)過(guò)程，而且還會(huì)對(duì)產(chǎn)品單位電耗產(chǎn)生顯著影響。公司為確定目前風(fēng)機(jī)是否有較大的節(jié)能改造空間，前期通過(guò)對(duì)A公司與B公司高溫風(fēng)機(jī)入口處進(jìn)行取樣點(diǎn)檢測(cè)，其性能測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示風(fēng)機(jī)在試驗(yàn)工況點(diǎn)運(yùn)行效率較低，有較大的節(jié)能空間。通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)改造前后經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析，決定對(duì)兩家公司高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。

A公司1#線(xiàn)4800t/d水泥生產(chǎn)線(xiàn)高溫風(fēng)機(jī)于2009年投入運(yùn)行，該風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)型號(hào)為：W6-2×39NO.33F，匹配電機(jī)型號(hào)為：YRKK800-6；B公司1#線(xiàn)4800t/d水泥生產(chǎn)線(xiàn)高溫風(fēng)機(jī)于2009年投入運(yùn)行，該風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)型號(hào)為：3050DIBB50，匹配電機(jī)型號(hào)為：YkK710-6。兩公司高溫風(fēng)機(jī)改造前的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 改造前風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)

兩公司高溫風(fēng)機(jī)均運(yùn)行了8年左右，需對(duì)高溫風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)做實(shí)際測(cè)量，以得出目前運(yùn)行時(shí)的準(zhǔn)確參數(shù)。由于高溫風(fēng)機(jī)工況較為固定，因此選擇了風(fēng)機(jī)滿(mǎn)足生產(chǎn)負(fù)荷工況進(jìn)行試驗(yàn)。測(cè)試主要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10178-2006((5E業(yè)通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)性能試驗(yàn)》的規(guī)定進(jìn)行。在試驗(yàn)工況下，對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率，進(jìn)出口靜壓，介質(zhì)溫度，電動(dòng)機(jī)功耗等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。其中風(fēng)機(jī)流量的測(cè)量采用速度場(chǎng)法和標(biāo)準(zhǔn)皮托管進(jìn)行測(cè)量，具體方法是在風(fēng)機(jī)入口處的直段煙道上，沿風(fēng)道圓周方向裝設(shè)8個(gè)流量測(cè)孔，每個(gè)測(cè)孔測(cè)量3個(gè)點(diǎn)，共測(cè)24個(gè)點(diǎn)。測(cè)量完成后，通過(guò)計(jì)算得出現(xiàn)實(shí)際工況下高溫風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如表2所示。

表2 風(fēng)機(jī)改造前試驗(yàn)結(jié)果

其中，大氣壓力采用精密大氣壓計(jì)在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ浑妱?dòng)機(jī)輸入功率采用試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)用戶(hù)表盤(pán)顯示的電機(jī)電壓、電流、功率因數(shù)計(jì)算電機(jī)的有功功率。

由表2可知兩家公司的風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率均未達(dá)到70％，當(dāng)陽(yáng)公司甚至只有60％左右，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率偏低，功耗浪費(fèi)嚴(yán)重，有一定的節(jié)能改造空間。

3.1 風(fēng)機(jī)改造的選型方案

通常情況下，如果試驗(yàn)工況為風(fēng)機(jī)最大工況或長(zhǎng)期正常運(yùn)行工況，為了使改造后的風(fēng)機(jī)最大限度的節(jié)能，同時(shí)兼顧到測(cè)量時(shí)可能存在的誤差，可將試驗(yàn)參數(shù)考慮一定的富裕量作為設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行該項(xiàng)目的風(fēng)機(jī)選型。在滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的前提下，風(fēng)機(jī)改造范圍盡量少，并盡可能利用現(xiàn)有的土建基礎(chǔ)、現(xiàn)有風(fēng)道。基于以上選型原則，如表3所示，確定了風(fēng)機(jī)以下的選型方案。

表3 LSN2745.00.90DBL6T風(fēng)機(jī)選型參數(shù)設(shè)計(jì)

其中，風(fēng)機(jī)入口密度是假定的進(jìn)口標(biāo)態(tài)密度，風(fēng)機(jī)效率和軸功率是基于標(biāo)況下入口介質(zhì)含塵量為1009/m3計(jì)算值。

3.2 風(fēng)機(jī)改造的具體實(shí)施方案

本項(xiàng)目風(fēng)機(jī)改造工期約為10天，主要是更換風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、殼體及部分附屬構(gòu)件。在原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行局部改動(dòng)后進(jìn)行安裝，為減少不必要費(fèi)用的支出，保留原有電機(jī)繼續(xù)使用和原有機(jī)殼的保溫方式，同時(shí)原有基礎(chǔ)總體不動(dòng)，只根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行小部分改動(dòng)。風(fēng)機(jī)改造主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)風(fēng)機(jī)本體：更換風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、入口風(fēng)門(mén)、機(jī)殼、進(jìn)氣箱、聯(lián)軸器、軸承支座、聯(lián)軸器護(hù)罩等。

(2)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口風(fēng)道：風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口風(fēng)道利用原有風(fēng)道，由于改造后的風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口尺寸與原有風(fēng)機(jī)不同，改造后的風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口需新配過(guò)渡段，將新風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口與原有管道連接起來(lái)。

(3)聯(lián)軸器：為撓性聯(lián)軸器(非膜片式)，可以適應(yīng)由于偏心產(chǎn)生的輕微振動(dòng)，同時(shí)對(duì)沖擊和振動(dòng)有較好的阻尼作用。

(4)機(jī)殼支撐方式：中心支撐。

(5)變頻風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式：入口風(fēng)門(mén)+變頻器。

3.3 改造后風(fēng)機(jī)的高效性與穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

3.3.1風(fēng)機(jī)的高效性設(shè)計(jì)

(1)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)采用量體裁衣式的設(shè)計(jì)方法，保證風(fēng)機(jī)和每個(gè)系統(tǒng)的最佳匹配；

(2)風(fēng)機(jī)采用了具有高效特性的平板型葉片；

(3)葉片防磨形式采用進(jìn)口復(fù)合耐磨襯板方式，相比較國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家常用的堆焊方式表面更平滑，氣動(dòng)損失小；

(4)入口集流器的特殊設(shè)計(jì)使得風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣動(dòng)損失很小；

(5)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)葉片采用流線(xiàn)型翼型結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，保證了風(fēng)機(jī)的高效特性。

3.3.2風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

(1)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡等級(jí)為G2.5級(jí)(國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家常為G6.3)，將不平衡量降低到最低水平；

(2)葉輪襯板材料采用進(jìn)口高硬度復(fù)合耐磨襯板，保證了風(fēng)機(jī)的高可靠性。

4.1 風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性明顯提高

改造后的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡等級(jí)更高，聯(lián)軸器采用的是對(duì)沖擊和振動(dòng)有較好阻尼作用的撓性聯(lián)軸器，入口環(huán)與導(dǎo)流錐利用合理的間隙設(shè)計(jì)來(lái)減少氣流對(duì)葉輪的擾流，且葉輪襯板材料采用了進(jìn)口高硬度復(fù)合耐磨襯板，這些設(shè)計(jì)確保了設(shè)備的高可靠性和穩(wěn)定性。在改造前后實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，盡量取相似條件下，對(duì)兩公司風(fēng)機(jī)軸承座振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其振動(dòng)情況如表4所示。

表4 風(fēng)機(jī)改造前后(正常投料運(yùn)行時(shí))振動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)mm/s

由表4可知，風(fēng)機(jī)改造后軸承座振動(dòng)減小，運(yùn)行更穩(wěn)定。這將減少軸承等零部件的磨損，從而減少設(shè)備故障率，節(jié)約維修成本。同時(shí)，由于風(fēng)機(jī)的高可靠性與穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，免去了利用循環(huán)冷卻水對(duì)風(fēng)機(jī)軸承潤(rùn)滑油冷卻降溫的環(huán)節(jié)，省去了此處循環(huán)冷卻水及其配套所產(chǎn)生的生產(chǎn)成本。

4.2 風(fēng)機(jī)運(yùn)行成本明顯降低

以?xún)晒靖邷仫L(fēng)機(jī)測(cè)試結(jié)果為例進(jìn)行理論分析，如表5所示，經(jīng)計(jì)算，A公司高溫風(fēng)機(jī)改造后每年可節(jié)省電費(fèi)約130萬(wàn)元，B公司高溫風(fēng)機(jī)改造后每年可節(jié)省電費(fèi)約182萬(wàn)元。在改造前后實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，盡量取相似條件下，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

如表6所示，經(jīng)計(jì)算，A公司高溫風(fēng)機(jī)改造后每年可節(jié)省電費(fèi)超過(guò)141萬(wàn)元，B公司高溫風(fēng)機(jī)改造后每年可節(jié)省電費(fèi)超過(guò)143萬(wàn)元，由于每臺(tái)風(fēng)機(jī)改造成本約為200萬(wàn)元，據(jù)此推算，預(yù)計(jì)1.5年左右就能通過(guò)節(jié)省的電費(fèi)收回改造成本。同時(shí)，從工藝方面考慮，高溫風(fēng)機(jī)電流的降低，對(duì)預(yù)熱器及回轉(zhuǎn)窯所需風(fēng)量風(fēng)壓調(diào)整范圍變大，極大的增加了操作的靈活性，更好地滿(mǎn)足了煅燒需求的條件。

從備件利用方面考慮，改造時(shí)替換下的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，可以作為備件供其它同類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)同型號(hào)風(fēng)機(jī)使用，當(dāng)同類(lèi)轉(zhuǎn)子維修更換時(shí)，被當(dāng)作備件的轉(zhuǎn)子就能立即投入使用，不僅節(jié)約了維修時(shí)的備件成本，而且還能減少檢修周期，便于盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

高溫風(fēng)機(jī)改造后投入使用，經(jīng)過(guò)改造前后各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，高溫風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，電耗顯著降低，至今未出現(xiàn)明顯故障。

作者：劉繼斌，朱精瑞，顏新傳

來(lái)源：《中國(guó)葛洲壩集團(tuán)水泥有限公司》

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