9月13日，在山東泰安召開的2015第三屆中國水泥節(jié)能環(huán)保交流大會上自動化專場上，冀東日彰節(jié)能風機制造有限公司研發(fā)部副部長蘇曉龍以《換代升級，節(jié)能降耗--冀東日彰風機技改案例介紹》將會議帶入了尾聲。在會上，蘇曉龍通過分析風機電耗高的三個主要原因提出了降低風機電耗的措施。

冀東日彰節(jié)能風機制造有限公司研發(fā)部副部長蘇曉龍

  目前，水泥行業(yè)產(chǎn)能過剩已是不爭的事實，設(shè)備的節(jié)能降耗、換代升級是水泥企業(yè)在經(jīng)濟新常態(tài)下走出困境的重要途徑。水泥廠電能的30%~45%消耗在風機上，因此選用高效節(jié)能風機降低電耗，可使水泥企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提升競爭力、維持生存發(fā)展。

  冀東日彰節(jié)能風機制造有限公司專門設(shè)計制造銷售高效節(jié)能離心風機，承接各種通風系統(tǒng)的節(jié)能改造項目。由公司專業(yè)定制的水泥生產(chǎn)線風機可實現(xiàn)同比節(jié)能10%-30%以上，風機現(xiàn)場測試最高效率可達80%以上。以日產(chǎn)2500/5000噸熟料生產(chǎn)線為例，風機系統(tǒng)整體節(jié)能技改可實施風機裝機容量為10000kW左右，按15%節(jié)能率和80%運轉(zhuǎn)率計算，可實現(xiàn)年節(jié)電量700萬kW·h以上和噸熟料節(jié)電4到8度電。

  怎樣降低風機電耗——了解風機電耗高的主要原因

  第一，風機本身效率低——技術(shù)落后，結(jié)構(gòu)老化；

  第二，系列化生產(chǎn)——標準型號風機，存在選型空檔；

  第三，風機系統(tǒng)問題——系統(tǒng)阻力，未在高效區(qū)運行。

  從第一點來講，目前國內(nèi)使用的還是沿用國內(nèi)五六十年代的風機技術(shù)，最先進的技術(shù)也是80年代初期引進英國豪頓的技術(shù)，導(dǎo)致技術(shù)落后、結(jié)構(gòu)老化。日彰風機在這方面有優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)，和國內(nèi)的不同。

  風機作為流體輸送機械，輸送的介質(zhì)在流動過程中合理的流場是保證輸送機械在工作中減少流動損失提高效率的關(guān)鍵，各個零部件形狀、結(jié)構(gòu)的細小變化都會對風機的流場產(chǎn)生影響。

  日彰風機經(jīng)過長期的研究工作，并將新的空氣動力學(xué)理論分析方法引入風機的開發(fā)中來，針對不同形式不同型號的風機的各個零部件詳細地進行空氣動力學(xué)計算及分析，進而尋找出了最佳的氣動結(jié)構(gòu)設(shè)計。

  日彰風機葉輪立體圖

  獨特的葉輪結(jié)構(gòu)——圓弧直板疊加型葉片、錐弧形前盤、鋸齒形中盤。

  國內(nèi)的要不是直板的要不就是弧形的，沒有圓弧直板疊加的結(jié)構(gòu)。圓弧直板疊加型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于氣體進入葉片的時候比較流暢，后邊的直板可以使氣體加速。前盤是弧形和錐形疊加，原理與葉片相同。鋸齒形中盤的作用是減少轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)面的同時也避免了氣體沖突液流時的穩(wěn)流和分離損失。

  除了結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，在選材與保護方面也進行了獨特的設(shè)計。葉輪采用S700MC高強度鋼板焊接而成。耐磨處理根據(jù)含塵濃度，采用噴涂、堆焊耐磨材料、使用耐磨復(fù)合板、鑲嵌陶瓷片等方式進行。

  殼體

  第二個是殼體?？臻g和曲線與葉輪良好匹配是保證風機性能的關(guān)鍵，也是效率的保證。因此若要改造就要配套，不能單換一個，否則既降低了效率又有電耗。日彰風機的殼體全部使用等離子下料，保證了殼體的精準尺寸和它的外觀體驗。

  調(diào)風門

  調(diào)風門，調(diào)風門與性能也大有關(guān)系。風機進口的第一個部件就是調(diào)風門。筏板的結(jié)構(gòu)采用的是雙板扣合菱形結(jié)構(gòu)，哪怕風機使用的是電頻調(diào)速，把風門全開的時候氣體介質(zhì)也可以均勻地通過筏板兩側(cè)，剛性好、靈活、密封性好、阻力小。

  風機電耗高的第二個原因是系列化生產(chǎn)。這對風機廠來說是好的，它可以降低它的生產(chǎn)成本，而且還可以拓展它的風機。但是對于水泥企業(yè)來講它是不好的，標準型號風機存在選型空檔，如果廠家選擇的參數(shù)可能與水泥窯使用的不是很配，對水泥廠，即適用方是不利的。

  第三個風機電耗高的原因就是系統(tǒng)問題，在設(shè)計之初的工況與實際工況是不盡相同的。系統(tǒng)阻力會使風機運轉(zhuǎn)在非高效區(qū)。針對這點，日彰風機采取的辦法就是量身定制，通過先行測試并根據(jù)實際況設(shè)計風機，使提供的風機更貼合實際使用工況，根據(jù)生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)情況及用戶要求對每臺風機進行一對一定做。

  在現(xiàn)場測試時會了解海拔、生產(chǎn)情況、工藝參數(shù)、電耗等，在測試風量風量、風壓、溫度等期間核，會對地基及風機旋向等安裝尺寸進行測試，保證改造后的安裝尺寸也是方便的。

  測試報告會根據(jù)測試數(shù)據(jù)，詳細分析風機運轉(zhuǎn)情況，與用戶溝通技改意向及要求，進行經(jīng)濟技術(shù)分析，最后形成測試報告。

  然后是確定方案，根據(jù)確定好的參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場情況及客戶意見，提出技改方案，該方案完全針對用戶的工藝狀況，專屬設(shè)計相適用的機型與機號，保持原電機不變，原基礎(chǔ)不做更改。

  因此需要的技改周期是1個月技術(shù)準備+2個半月生產(chǎn)周期+10天安裝周期。

  日彰風機為保障品質(zhì)所做的工作

  有了良好的設(shè)計結(jié)構(gòu)和量身定做的設(shè)計理念是不夠的，對于一臺高品質(zhì)的風機還需要有品質(zhì)的保障。為了保障產(chǎn)品的品質(zhì)，日彰風機軸承、軸承座全部使用進口軸承SKF\FAG\TIMKEN，轉(zhuǎn)子根據(jù)運轉(zhuǎn)情況選用強制潤滑或水冷卻。主軸全部選用42CrMo，調(diào)質(zhì)后精加工。臨界轉(zhuǎn)速安全系數(shù)全部在1.35以上；聯(lián)軸器全部選用膜片聯(lián)軸器。

  所有鋼板均使用等離子設(shè)備下料，保證了精度高、尺寸準確、應(yīng)力小、不變形。

  主軸及葉輪中所有焊縫，包括主板與輪轂、葉片與前盤中盤等均進行超聲波、著色探傷檢測。

  葉輪與主軸采用自主研制的500t壓力機壓裝，避免熱裝產(chǎn)生應(yīng)力變形。

  日彰風機的轉(zhuǎn)子動平衡質(zhì)量嚴格控制在G2.5以上，遠超國家標準，現(xiàn)場實際運轉(zhuǎn)中，現(xiàn)場使用風機振動值2mm/s左右，有的風機可達1mm/s以下。

  風機出廠前在所有的部件均要做組裝試驗，殼體之間組裝時打入銷子調(diào)整，現(xiàn)場安裝時僅按銷子組對即可；葉輪與集風器的插深是影響風機性能的主要安裝尺寸，在組對實驗時將對其實際調(diào)整組對，并作記號，保證現(xiàn)場安裝無問題。

  日彰風機以打造高品的風機產(chǎn)品為己任，生產(chǎn)高端產(chǎn)品為目標，從產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、制造、涂裝、運輸?shù)浇桓妒褂眉胺?wù)，整個過程嚴格按照質(zhì)量管理程序執(zhí)行。

  技改案例

  目前，冀東日彰具有在國內(nèi)行業(yè)中最多的節(jié)能風機應(yīng)用成功案例，擁有在用超過20條水泥生產(chǎn)線整體節(jié)能改造應(yīng)用經(jīng)驗，成功應(yīng)用于冀東水泥、金隅水泥、東華水泥、高爭建材、南方水泥等。

  日彰風機在水泥廠針對的主要目標是原料磨循環(huán)風機、窯尾排風機、煤磨排風機、窯頭排風機和水泥磨排風機等的改造。

  案例一：窯尾高溫風機用于富陽南方水泥有限公司5000t/d生產(chǎn)線

  以下數(shù)值，技改后取2014年4月1日測試，技改前取自2013年11月11日測試，具體數(shù)值見下表：

  由上表數(shù)據(jù)可知技改前后，

  1、電機功率共計減少576kW；考慮產(chǎn)量減少影響電機功率26.79kW,實際功率減少

  2、按照年運轉(zhuǎn)率85%，用電價0. 6元/度計算，

  3、技改后年節(jié)電量為：549×24×365×0.85＝409萬度電

  4、年實現(xiàn)節(jié)能效益為：409×0. 6＝245萬元

  改造前中控數(shù)據(jù)截圖

  改造后中控數(shù)據(jù)截圖

  案例二：2#原料循環(huán)風機用于山東東華水泥有限公司5000t/d生產(chǎn)線

  以下數(shù)值，技改后取2014年3月12日測試，技改前取自2013年11月21日測試，具體數(shù)值見下表：

  由上表數(shù)據(jù)可知技改前后，

  3、電機功率共計減少260kW；

  4、按照年運轉(zhuǎn)率80%，用電價0. 6元/度計算，

  技改后年節(jié)電量為：260×24×365×0.8＝182萬度電

  年實現(xiàn)節(jié)能效益為：182×0. 6＝109.2萬元

  表1：2013年10月至2014年3月2#循環(huán)風機熟料電耗統(tǒng)計（數(shù)據(jù)采集于能源管理系統(tǒng)）

  表2：2014年3月26至4月10日2#循環(huán)風機熟料電耗統(tǒng)計（數(shù)據(jù)采集于能源管理系統(tǒng)）

  電量分析

  時間選擇：生產(chǎn)相對穩(wěn)定前提，2#循環(huán)風機運行正常。

  改造前：2013年10月至12月，現(xiàn)場生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下，2#循環(huán)風機在熟料電耗為13.68kW·h/t；

  2#循環(huán)風機于2014年2月初完成改造

  改造后： 2014年3個月份，現(xiàn)場生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下，2#循環(huán)風機熟料電耗為13kW·h/t，同時從2014年3月26日至4月10日統(tǒng)計看，2#循環(huán)風機熟料電耗盡為11.24kW·h/t；

  分析結(jié)論：相比改造前，2#循環(huán)風機熟料平均電耗減少0.68KWh/t，電耗差值達2.44kW·h/t，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。

  案例三：窯尾高溫風機用于富陽山亞南方水泥有限公司5000t/d生產(chǎn)線

  以下數(shù)值，技改后取2014年3月8日測試，技改前取自2013年11月7日測試，具體數(shù)值見下表：

  由上表數(shù)據(jù)可知技改前后，

  1、、電機功率共計減少514kW；考慮產(chǎn)量減少影響電機功率37kW,實際功率減少

  2、、按照年運轉(zhuǎn)率85%，用電價0. 6元/度計算，

  3、技改后年節(jié)電量為：477×24×365×0.85＝355萬度電

  4、年實現(xiàn)節(jié)能效益為：355×0. 6＝213萬元

  其他案例：

  諸葛南方水泥有限公司煤磨排風機（5000t/d）

  1、效率提升近一倍，電機功率共計減少245kW；

  2、按照年運轉(zhuǎn)率85%，用電價0. 6元/度計算，

  3、技改后年節(jié)電量為：245×24×365×0.85＝182.427萬度電

  4、年實現(xiàn)節(jié)能效益為：182.427×0.6＝109.456萬元

  江西永豐南方水泥有限公司窯尾高溫風機（5000t/d）

  1、電機功率共計減少309kW；

  2、按照年運轉(zhuǎn)率85%，用電價0. 6元/度計算，

  3、技改后年節(jié)電量為：309×24×365×0.85＝230.0814萬度電

  4、年實現(xiàn)節(jié)能效益為：230.0814×0. 6＝138.0488萬元

  冀東水泥秦嶺有限公司原料循環(huán)風機（5000t/d）

  風機傳動組振動下降至1mm/s以下，風機產(chǎn)量達標運轉(zhuǎn)良好，同時電流下降至350A，后續(xù)有待驗收測試。

  江西永豐南方水泥有限公司窯尾高溫風機（5000t/d）

  風機運轉(zhuǎn)良好，產(chǎn)量因其他設(shè)備原因差20t/h，原風機運轉(zhuǎn)電流160A,現(xiàn)風機運轉(zhuǎn)電流下降至120A，后續(xù)有待驗收測試。

  湖北大冶尖峰水泥有限公司原料循環(huán)風機（5000t/d）

  新建輥壓機生料循環(huán)系統(tǒng)風機。35t。

  溧陽天山水泥有限公司窯尾排風機（5000t/d）

  垃圾焚燒項目并電改袋技改。后續(xù)有待驗收測試。

  宜興天山水泥有限公司窯尾排風機（2500t/d）

  電改袋項目，目前還未發(fā)貨。

  溧水天山水泥有限公司窯尾排風機（5000t/d）

  電改袋項目。