淺析水泥企業(yè)的風(fēng)機節(jié)能降耗
水泥生產(chǎn)企業(yè)是國民經(jīng)濟生產(chǎn)中的能源消耗大戶,在當前國內(nèi)外能源供需矛盾突出的情況下,水泥生產(chǎn)企業(yè)必須通過各種途徑降低能耗,以獲得最佳的經(jīng)濟效益。風(fēng)機在現(xiàn)代水泥生產(chǎn)工藝中占有重要作用,風(fēng)機的裝機容量占到水泥廠總裝機容量的30-35%,因此做好風(fēng)機的節(jié)能降耗工作顯得極為重要。
水泥廠的風(fēng)機節(jié)能空間很大,不僅是風(fēng)機裝機容量占比大,而且節(jié)能比例也大。水泥廠大型風(fēng)機的效率一般在60-70%之間(小型風(fēng)機效率更低),如果大型風(fēng)機效率都能提高到81%以上,就有15-35%節(jié)電空間,噸熟料或水泥電耗下降3-4度電以上,這是一個不小數(shù)字。由此可見,風(fēng)機節(jié)能對降低水泥生產(chǎn)成本,提高企業(yè)競爭力,有著非常重要的意義。
一條中等規(guī)模的水泥生產(chǎn)線,僅大型風(fēng)機就有7-10臺,小型風(fēng)機百余臺。水泥生產(chǎn)線上的大型風(fēng)機分布如圖1-1所示。
圖1-1 水泥生產(chǎn)線上的大型風(fēng)機分布
一、風(fēng)機能耗高的原因分析
風(fēng)機選型不當。設(shè)計者和風(fēng)機廠家對所需要的風(fēng)量、風(fēng)壓層層加碼,導(dǎo)致風(fēng)機富余量很大,風(fēng)機運行工況點偏離高效區(qū)(設(shè)計點),就是人們常說的“風(fēng)機選大了”。
風(fēng)機系列型譜不全,沒有好的風(fēng)機模型可供選擇,只好選用其它低效風(fēng)機替代,也就是說風(fēng)機本身效率不高。
風(fēng)機制造精度不高,風(fēng)機安裝不符合要求。很多現(xiàn)場使用的風(fēng)機,葉輪進口偏心嚴重,以及進風(fēng)口插入葉輪深度不規(guī)范,葉輪旋轉(zhuǎn)起來與進風(fēng)口不刮擦就算“合格”,導(dǎo)致葉輪與進風(fēng)口徑向間隙過大,達到了20-30mm,有的甚至更恐怖---整個拳頭可以放進去,風(fēng)機內(nèi)泄漏嚴重,效率低下。
風(fēng)機管路設(shè)計、布局不合理。特別是風(fēng)機進出口管道連接處布局不合理,出現(xiàn)突然變大、突然變小、突然轉(zhuǎn)彎的連接。曾經(jīng)有個水泥企業(yè)原料磨循環(huán)風(fēng)機光出口管道改動了一下就創(chuàng)下每小時節(jié)電200kW的記錄(如圖2-2所示),由此可見,管道系統(tǒng)對風(fēng)機節(jié)能降耗有非常大的影響。
改造前
改造后
管道系統(tǒng)漏風(fēng)。管道系統(tǒng)漏風(fēng)不僅是毫無意義的,而且還會增加噪音、污染環(huán)境以及增加能耗。
風(fēng)機出口動壓過大也是風(fēng)機能耗較高的一個因素,只是比較隱蔽罷了,沒有引起大多數(shù)人的關(guān)注。
綜上所述,風(fēng)機能耗高主要是因為風(fēng)機運行效率低,但把風(fēng)機能耗高僅僅歸結(jié)于風(fēng)機效率低是不準確的,優(yōu)化管路減少系統(tǒng)阻力,減少漏風(fēng)量以及降低風(fēng)機出口動壓同樣也可以大幅度降低風(fēng)機的能耗。
二、風(fēng)機節(jié)能降耗途徑分析
風(fēng)機是否具有節(jié)能空間以及具有多大的節(jié)能空間,首先要選擇專業(yè)的機構(gòu)或風(fēng)機廠家對風(fēng)機進行現(xiàn)場標定。對于運行效率較低的風(fēng)機實施節(jié)能改造,通常采用以下幾種方法:
?、俑鼡Q高效風(fēng)機
通過現(xiàn)場實測來風(fēng)量風(fēng)壓來選擇高效風(fēng)機,是風(fēng)機節(jié)能改造普遍采用的方法。這種方法最為徹底,效果最好。
?、谧冾l調(diào)速
變頻器并不能提高風(fēng)機本身的內(nèi)效率,對于風(fēng)門開度大于85%的風(fēng)機,不建議采用變頻調(diào)速,變頻器特別是高壓變頻器價格昂貴,企業(yè)要考慮投入產(chǎn)出比。對于風(fēng)門開度小于85%的風(fēng)機可以考慮變頻調(diào)速,風(fēng)門開度越小,變頻節(jié)能效果越好。
③切割葉片
如果風(fēng)機本身是高效風(fēng)機,只是風(fēng)機選大了,導(dǎo)致風(fēng)門開度較小,這時候采用切割葉片法反而是最佳的選擇,經(jīng)濟、快捷、性價比極高。
檢查管道系統(tǒng)是否漏風(fēng),有的管道漏風(fēng)面積很大,很容易就能找到漏風(fēng)點。漏風(fēng)在絕大多數(shù)情況下既增加了風(fēng)機的能耗,又可能使產(chǎn)量受到影響。
對不合理的管道要進行優(yōu)化。去掉多余的管件、風(fēng)閥、三通及彎頭;管道截面不要發(fā)生突變,轉(zhuǎn)彎不要太急。優(yōu)化管道的目的就是盡可能降低系統(tǒng)的阻力。
三、風(fēng)機產(chǎn)品節(jié)能認識上的誤區(qū):
1、認為安裝了變頻器就肯定節(jié)能。變頻器節(jié)能的原理是通過降低風(fēng)機的轉(zhuǎn)速達到節(jié)電的效果,如果風(fēng)機沒有余量,變頻器就不能降低轉(zhuǎn)速,從而無法達到省電的目的,相反,還可能更耗電,因為變頻器本身也會消耗電能。2、已安裝變頻器的風(fēng)機,認為沒有必要改裝節(jié)能風(fēng)機,其實不然。變頻器只是調(diào)整風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,而風(fēng)機本身的性能(效率)并沒有因為安裝了變頻器而提高。比如,水泥廠的高溫風(fēng)機均采用變頻調(diào)速,而絕大多數(shù)的高溫風(fēng)機均有較大的節(jié)能改造空間。3、國內(nèi)對風(fēng)機產(chǎn)品節(jié)能的宣傳導(dǎo)向出現(xiàn)偏頗,夸大了電機節(jié)能的作用。電機不是耗能產(chǎn)品,它是能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)品,它的耗能只是將電能轉(zhuǎn)換為機械能過程中的電耗,而真正耗能的是被電機驅(qū)動的運轉(zhuǎn)機械,如泵、風(fēng)機、壓縮機等設(shè)備,我國推動節(jié)能產(chǎn)品重點應(yīng)放在這類產(chǎn)品上,國家的相關(guān)政策應(yīng)向這類節(jié)能產(chǎn)品的制造企業(yè)傾斜,鼓勵這類產(chǎn)品制造企業(yè)提高產(chǎn)品節(jié)能水平的積極性。4、認為高效節(jié)能風(fēng)機一定節(jié)能,有些風(fēng)機原本是節(jié)能風(fēng)機,可是應(yīng)用到工程上卻變得不節(jié)能了。出現(xiàn)這種情況的原因是系統(tǒng)匹配設(shè)計不合理,經(jīng)過設(shè)計院、風(fēng)機制造廠家對風(fēng)量和/或風(fēng)壓的層層疊加,風(fēng)機運行工況點偏離高效區(qū),造成原本是節(jié)能產(chǎn)品變成不節(jié)能了。
四、主要工藝風(fēng)機是節(jié)能改造的重點對象。
目前水泥行業(yè)主要工藝風(fēng)機型號系列表
原料磨循環(huán)風(fēng)機和窯尾高溫風(fēng)機是水泥企業(yè)耗電最多的風(fēng)機,是風(fēng)機節(jié)能改造的首選對象。這兩種風(fēng)機幾乎是BB24、BB50風(fēng)機一統(tǒng)天下,BB24、BB50風(fēng)機是上世紀英國引進技術(shù),在當時中國風(fēng)機工業(yè)技術(shù)相對落后情況下,引進這兩款風(fēng)機是非常正確和必要的,它為中國的風(fēng)機工業(yè),為中國的水泥、鋼鐵等行業(yè)立下了汗馬功勞。然而隨著時間的推移,更多更高效的替代風(fēng)機被研制出來,這兩款風(fēng)機正在被各種新型高效風(fēng)機加速替代。
頭排、尾排、煤磨這三大風(fēng)機主電機裝機容量也非常大,其節(jié)能改造省電空間也很可觀。
一、子公司:瑞金萬年青水泥有限責(zé)任公司風(fēng)機節(jié)能改造案例分析
通過對標同等規(guī)模兄弟企業(yè)的風(fēng)機能耗情況,我子公司江西瑞金萬年青有限責(zé)任公司大型風(fēng)機能耗普遍偏高。2017年10月,我子公司委托常山衛(wèi)邦風(fēng)機有限公司對我子公司部分大型風(fēng)機進行了數(shù)據(jù)采集,衛(wèi)邦技術(shù)人員與現(xiàn)場工作人員進行了詳細的溝通和核對。衛(wèi)邦公司給出了幾臺大型風(fēng)機節(jié)能改造方案。我子公司決定先改2#原料磨循環(huán)風(fēng)機和2#窯頭排風(fēng)機,由常山衛(wèi)邦公司2018年春節(jié)大修時實施改造,現(xiàn)改造好后運行狀況優(yōu),節(jié)能效果顯著。具體參數(shù)如下:
子公司:江西瑞金萬年青水泥有限責(zé)任公司現(xiàn)場安裝和中控截圖
?。?)2線循環(huán)風(fēng)機,型號2VBL42NO29F(常山衛(wèi)邦風(fēng)機有限公司設(shè)計制造)
循環(huán)風(fēng)機改造前中控截屏
循環(huán)風(fēng)機改造后中控截圖(磨產(chǎn)量530t/h,提升機電流240.1A)
(2)2線窯頭排風(fēng)機,型號2VBS66NO23.8F(常山衛(wèi)邦風(fēng)機有限公司設(shè)計制造)
頭排風(fēng)機改造前中控截屏
頭排風(fēng)機運行后中控截圖(窯產(chǎn)量6100t/d)
隨著國外新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),各水泥廠風(fēng)機節(jié)能改造已形成必然趨勢,以衛(wèi)邦
公司引進的英國和德國風(fēng)機技術(shù),在我子公司江西瑞金萬年青水泥有限責(zé)任公司改的二臺風(fēng)機為例,和原來老式風(fēng)機相比,其效率提高15%以上,節(jié)電效益相當可觀。各水泥廠風(fēng)機若能及時進行置換改造,很快就能收回投資并極大降低生產(chǎn)能耗。
六、加強系統(tǒng)管理、減少設(shè)備和風(fēng)機額外消耗
節(jié)能管理是永恒的話題,對于風(fēng)機的節(jié)能管理也是一樣,在此謹提醒需要注意的幾
個方面,一是杜絕或減少系統(tǒng)漏風(fēng),發(fā)現(xiàn)管道、風(fēng)機等漏風(fēng)應(yīng)及時堵漏;發(fā)現(xiàn)風(fēng)機振動值較大,應(yīng)及時查明原因進行排除,等等!均有利于主電機額外功率的消耗。
七、結(jié)束語
總之,水泥企業(yè)的風(fēng)機節(jié)能潛力很大。對此,我們有理由相信,隨著節(jié)能理念的深入人心,通過“水泥人與”風(fēng)機人“的共同努力,水泥企業(yè)的節(jié)能降耗工作必將邁上新的臺階?!惫?jié)能“也是一種能源,把節(jié)能視為第三能源,則是節(jié)能工作的最高準則。
編輯:俞垚伊
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