蘇曉龍：換代升級，節(jié)能降耗--冀東日彰風(fēng)機(jī)技改案例介紹

  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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)電耗高的三個主要原因提出了降低風(fēng)機(jī)電耗的措施。

冀東日彰節(jié)能風(fēng)機(jī)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(shí)，設(shè)備的節(jié)能降耗、換代升級是水泥企業(yè)在經(jīng)濟(jì)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(fēng)機(jī)上，因此選用高效節(jié)能風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)制造有限公司專門設(shè)計制造銷售高效節(jié)能離心風(fēng)機(jī)，承接各種通風(fēng)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(fēng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)同比節(jié)能10%-30%以上，風(fēng)機(jī)現(xiàn)場測試最高效率可達(dá)80%以上。以日產(chǎn)2500/5000噸熟料生產(chǎn)線為例，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)整體節(jié)能技改可實(shí)施風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量為10000kW左右，按15%節(jié)能率和80%運(yùn)轉(zhuǎn)率計算，可實(shí)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(fēng)機(jī)電耗——了解風(fēng)機(jī)電耗高的主要原因

  第一，風(fēng)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)型號風(fēng)機(jī)，存在選型空檔；

  第三，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)問題——系統(tǒng)阻力，未在高效區(qū)運(yùn)行。

  從第一點(diǎn)來講，目前國內(nèi)使用的還是沿用國內(nèi)五六十年代的風(fēng)機(jī)技術(shù)，最先進(jìn)的技術(shù)也是80年代初期引進(jìn)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(fēng)機(jī)在這方面有優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)，和國內(nèi)的不同。

  風(fēng)機(jī)作為流體輸送機(jī)械，輸送的介質(zhì)在流動過程中合理的流場是保證輸送機(jī)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(xì)小變化都會對風(fēng)機(jī)的流場產(chǎn)生影響。

  日彰風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的開發(fā)中來，針對不同形式不同型號的風(fēng)機(jī)的各個零部件詳細(xì)地進(jìn)行空氣動力學(xué)計算及分析，進(jìn)而尋找出了最佳的氣動結(jié)構(gòu)設(shè)計。

  日彰風(fēng)機(jī)葉輪立體圖

  獨(dú)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(diǎn)在于氣體進(jìn)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(hù)方面也進(jìn)行了獨(dú)特的設(shè)計。葉輪采用S700MC高強(qiáng)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(jìn)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的殼體全部使用等離子下料，保證了殼體的精準(zhǔn)尺寸和它的外觀體驗(yàn)。

  調(diào)風(fēng)門

  調(diào)風(fēng)門，調(diào)風(fēng)門與性能也大有關(guān)系。風(fēng)機(jī)進(jìn)口的第一個部件就是調(diào)風(fēng)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(fēng)機(jī)使用的是電頻調(diào)速，把風(fēng)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(fēng)機(jī)電耗高的第二個原因是系列化生產(chǎn)。這對風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)。但是對于水泥企業(yè)來講它是不好的，標(biāo)準(zhǔn)型號風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)電耗高的原因就是系統(tǒng)問題，在設(shè)計之初的工況與實(shí)際工況是不盡相同的。系統(tǒng)阻力會使風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在非高效區(qū)。針對這點(diǎn)，日彰風(fēng)機(jī)采取的辦法就是量身定制，通過先行測試并根據(jù)實(shí)際況設(shè)計風(fēng)機(jī)，使提供的風(fēng)機(jī)更貼合實(shí)際使用工況，根據(jù)生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)情況及用戶要求對每臺風(fēng)機(jī)進(jìn)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(fēng)量風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度等期間核，會對地基及風(fēng)機(jī)旋向等安裝尺寸進(jìn)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(xì)分析風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，與用戶溝通技改意向及要求，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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(jī)型與機(jī)號，保持原電機(jī)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(zhǔn)備+2個半月生產(chǎn)周期+10天安裝周期。

  日彰風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)還需要有品質(zhì)的保障。為了保障產(chǎn)品的品質(zhì)，日彰風(fēng)機(jī)軸承、軸承座全部使用進(jìn)口軸承SKF\FAG\TIMKEN，轉(zhuǎn)子根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況選用強(qiáng)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(zhǔn)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(jìn)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(jī)壓裝，避免熱裝產(chǎn)生應(yīng)力變形。

  日彰風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子動平衡質(zhì)量嚴(yán)格控制在G2.5以上，遠(yuǎn)超國家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，現(xiàn)場使用風(fēng)機(jī)振動值2mm/s左右，有的風(fēng)機(jī)可達(dá)1mm/s以下。

  風(fēng)機(jī)出廠前在所有的部件均要做組裝試驗(yàn)，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(fēng)器的插深是影響風(fēng)機(jī)性能的主要安裝尺寸，在組對實(shí)驗(yàn)時將對其實(shí)際調(diào)整組對，并作記號，保證現(xiàn)場安裝無問題。

  日彰風(fēng)機(jī)以打造高品的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品為己任，生產(chǎn)高端產(chǎn)品為目標(biāo)，從產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、制造、涂裝、運(yùn)輸?shù)浇桓妒褂眉胺?wù)，整個過程嚴(yán)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(fēng)機(jī)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(yàn)，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(fēng)機(jī)在水泥廠針對的主要目標(biāo)是原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、煤磨排風(fēng)機(jī)、窯頭排風(fēng)機(jī)和水泥磨排風(fēng)機(jī)等的改造。

  案例一：窯尾高溫風(fēng)機(jī)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(jī)功率共計減少576kW；考慮產(chǎn)量減少影響電機(jī)功率26.79kW,實(shí)際功率減少

  2、按照年運(yùn)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(shí)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(fēng)機(jī)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(jī)功率共計減少260kW；

  4、按照年運(yùn)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(shí)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)運(yùn)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(fēng)機(jī)在熟料電耗為13.68kW·h/t；

  2#循環(huán)風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)熟料平均電耗減少0.68KWh/t，電耗差值達(dá)2.44kW·h/t，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。

  案例三：窯尾高溫風(fēng)機(jī)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(jī)功率共計減少514kW；考慮產(chǎn)量減少影響電機(jī)功率37kW,實(shí)際功率減少

  2、、按照年運(yùn)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(shí)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(fēng)機(jī)（5000t/d）

  1、效率提升近一倍，電機(jī)功率共計減少245kW；

  2、按照年運(yùn)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(shí)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(fēng)機(jī)（5000t/d）

  1、電機(jī)功率共計減少309kW；

  2、按照年運(yùn)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(shí)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(fēng)機(jī)（5000t/d）

  風(fēng)機(jī)傳動組振動下降至1mm/s以下，風(fēng)機(jī)產(chǎn)量達(dá)標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，同時電流下降至350A，后續(xù)有待驗(yàn)收測試。

  江西永豐南方水泥有限公司窯尾高溫風(fēng)機(jī)（5000t/d）

  風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，產(chǎn)量因其他設(shè)備原因差20t/h，原風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流160A,現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流下降至120A，后續(xù)有待驗(yàn)收測試。

  湖北大冶尖峰水泥有限公司原料循環(huán)風(fēng)機(jī)（5000t/d）

  新建輥壓機(jī)生料循環(huán)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)。35t。

  溧陽天山水泥有限公司窯尾排風(fēng)機(jī)（5000t/d）

  垃圾焚燒項目并電改袋技改。后續(xù)有待驗(yàn)收測試。

  宜興天山水泥有限公司窯尾排風(fēng)機(jī)（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(fēng)機(jī)（5000t/d）

  電改袋項目。