节能降耗,这些水泥厂从风机改造入手

添加时间:2019/3/14 9:44:12

在环保形势异常严峻的今天,各行各业都在想办法节能减排,以达到改善环境的目的。对于水泥行业来说,一方面通过治理跑冒滴漏、使用更好的收尘设备、更好的科技手段减少粉尘等污染物的排放;一方面通过节煤、节电以达到节约资源,减少上游污染,同时达到降低成本的目的。

水泥行业是煤电消耗大户,节能降耗是水泥企业的重大课题。近年来水泥企业在粉磨节电、煅烧回收热能方面做出了可喜的成绩,因而有很多文章见诸报端,但在风机节能方面相对较少。近几年一些企业对循环风机、高温风机进行了性能改造或置换取得了较好的效果,但笔者认为推广的力度仍然不够,仍需要付出更大的努力。

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原因很简单,一个完整的水泥生产线,风机的装机功率几乎占总装机功率的一半,若各类风机做功效率能够提高 1% ,吨熟料或水泥电耗能降 1.5 度电以上,这是一个不小的数字。下面笔者根据自己经验谈谈风机节能的途径和方法,望能引起更多的关注。

1、风机做功效率低的原因

1.1、风机选型设计与系统阻力不匹配

a: 作为一般风机选型设计,是设计者参照经验或系统阻力计算对风机的风量与压力进行确定,然后参照手头风机样本进行选型,因此很多风机在选型阶段就没考虑风机的高效运行问题,制作厂家根据所选型号对风机进行设计制造,期间包括设计者以及制造厂家等一般都留有较大的富余(偏小的为少数或个别现象),使用单位以阀门调节来保证系统压力及风量的平衡,这就使得有效的功率消耗在了阀门上。

b: 由于理论计算的系统参数与实际系统参数存在较大误差,即使阀门处于全开状态运行,也不能保证风机在高效区运行,这就是高效风机低效运行的主要原因,也是我国大部分在线风机的运行现状。

1.2 风机本身的效率不高

我国目前在线运行的各类离心风机大部分是八十年代推广的节能产品,部分模型与现在的国际水平存在很大差距,因设计不同(如蜗壳形式不同、进出风口形状不同、叶片形式差异、流道差异等)做功效率出入较大,有高有低,如果选择了设计效率低的风机,就会使能耗增大,这是风机本身带来的缺陷。

1.3 制造原因造成的效率下降

即使风机设计效率很高,如不精心制造比如叶片的流线不好、流道误差大、进风集流器流线误差大、导流效果差、进风口与叶轮间隙大等,同样会造成运行效率的差异。

1.4 安装精度不足引起效率下降

风机制造完成就是安装投用,安装精度对功耗的影响也很大,比如:集流器安装不到位、对运输或其它形式造成的损伤不修整、间隙不均匀等就会使气流紊乱、偏载,使无效功耗增加;密封不到位同样会增加功耗,比如轴头、机壳漏风;还有联轴器的对中误差偏大、基础不牢、机座水平及同轴度不好等,会引起振动,这些都会使风机的能耗增加。

1.5 管理缺失功耗增大

管理缺失主要指无所谓的思想,比如机壳漏风、轴头漏风懒得去堵,认为不影响生产;风叶沾灰引起振动,也不做不清理,地脚松了也不紧固,联轴器对中跑了也不去调整,认为运行还可以,不会出事,缓作调整等等。实际上振动也好、漏风也罢、别劲也是,都会增大无为的消耗。

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2、降低风机功耗的方法

以上简单阐述了风机效率低下及功耗浪费的原因,下面简单谈谈降低风机功耗的途径。

2.1 关于系统额外阻力的消除或降低

因设计或空间原因,额外阻力普遍存在,只是或多或少而已。比如管道过细风速过高;还有风管弯头角度小甚至采用90度弯头,风换向阻力很大;还有螺旋收尘器进口形状不合适、出气管插入过深,结果分离效率没有提高多少,反倒阻力增加不小等等,这些无形中就增加了风机的负荷,这就需要相关人员细心观察,对照相关规范进行适时改造,消除或降低阻力,使风机轻快工作,减少消耗。

2.2 对风机的匹配性改造

为解决设计与风机选型与实际系统工况存在的差异以及系统本身的变工况需求问题,以前我们均采用阀门、耦合器来进行平衡或变工况调节。这些调节广泛存在于工况变化大或风机能力相对较大的系统。

风机通过阀门调节,增大了阻力浪费了电能;调速耦合器效率低也造成电力的浪费;近几年,为了解决阀门、耦合器调节所造成的电力损失,大部分行业进行了第一轮节能改造,即用变频器替代阀门或耦合器来实现节能。但这并不能解决风机本身效率低下及高效风机低效运行问题,因此对在线使用风机进行实际工况标定并利用高效风机进行节能改造已经刻不容缓了。

另外,变频器虽通过调速来实现平衡与节约阀门所消耗的电能,但自身也消耗约3%~5%电能,因此除了系统工况变化大必须用变频器调节的场合外,对于系统相对稳定的场合进行风机节能改造后并不推荐使用变频器进行调节。

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笔者曾经对泉头水泥公司的两台水泥循环风机经行了置换型改造,取得了很好的效果,原泉头水泥粉磨站选用的是过去的传统风机,运行效率较低,常常因超电流导致系统跳停,无法提高产能。在得到企业邀请后,对系统进行了测试,认为风机效率低、风量不足,建议更换了河南恒通风机有限公司的高效风机后,在保留原电机、保持原风机基础的情况下,风量、风压得到提升,系统产量大幅提升,吨水泥电耗得到了下降,取得了满意的效果。之后有对生料磨循环风机进行了改造,同样效果很好,改造后变频器运行频率50Hz

2017年又对孟电水泥5000吨熟料生产线的生料循环风机改造后,实现了每小时节电 500 度的成绩,风机效率达到85%,与过去比,效率提高了23%。(原配电机 4000Kw)。改造后变频器运行频率50Hz.之后又对焦作坚固3500吨熟料生产线的生料循环风机改造后,实现每小时节电 250 度的效果(原配电机 2240Kw,没使用变频器)等等,均取得了明显的效果。尽管效率的提升幅度与原系统的合理性有关,但通过改造使得系统更加匹配,得到节约能耗的目的。

近几年,很多风机企业通过蜗壳流线、叶轮流道、进出气口、集流器等的改进,使得风机效率得到了很大提升,有的全压效率已达到 88%左右,比以往传统风机设计效率高8%左右,且高效区较宽,节电效率相当可观。更重要的是通过对在线风机进行标定后进行特殊设计制作的风机可以大大提高风机的运行效率,最高可节电20%以上。因此若能即时进行风机置换改造,很快就能收回投资。

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2.3 加强管理、小改小革减少风机额外消耗

节能管理是永恒的话题,对于风机的节能管理也是一样,在此谨提醒需要注意的几个方面:

一是杜绝或减少系统漏风,发现管道、风机等漏风应及时堵漏;

二是管道设计是否合理?是否存在风速过大及弯头太陡情况,如有应进行改进;

三是如发现风机因制造、安装原因引起的流线不自然、局部变形等阻风或不顺畅情况时应及时修复或改正;发现风机振动较大偏离正常偏差时,及时查明原因进行排除,等等,均有利于额外功率的消耗。

关于小改小革需要视情况而定,比如若能把集流器与叶轮间隙与叶轮直径的比值由 0.5%缩小到 0.05%,风机机械效率即可提供 3-4%等。

3、结束语

对于水泥企业,风机的总装机功率比重很大,运行质量的高低直接影响企业效益,但由于笔者对风机的认知有限,也不免错误,只是想引起大家对风机管理、改造的重视或关注,达到节能的目的,不足之处敬请大家批评指正。

来源:智慧水泥 作者:桑荣香