第三節(jié)  天瑞滎陽循環(huán)風(fēng)機(jī)改造案例

　　天瑞滎陽建有一條12000t/d 熟料生產(chǎn)線，生料制備系統(tǒng)選用兩套三風(fēng)機(jī)工藝的ATOX50立磨，循環(huán)風(fēng)機(jī)采用國內(nèi)某知名企業(yè)規(guī)格為3050 DI BB50的大型離心風(fēng)機(jī)，其設(shè)計(jì)風(fēng)量920000m3/h、靜壓11000Pa、轉(zhuǎn)速994r/min、軸功率3749Kw，設(shè)計(jì)效率為81.5%。

　　在熟料綜合電耗分布中，生料制備的電耗占到50%左右。就立磨系統(tǒng)而言，與之配套的循環(huán)風(fēng)機(jī)電耗又占到生料電耗的40%以上，可見循環(huán)風(fēng)機(jī)效率的發(fā)揮對立磨系統(tǒng)的粉磨電耗有著重大影響。

　　天瑞滎陽立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)的效率到底怎么樣？滎陽公司對2015年1～7月份實(shí)際運(yùn)行的生料電耗進(jìn)行了單機(jī)統(tǒng)計(jì)，立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)的單機(jī)電耗見表19-04。單機(jī)統(tǒng)計(jì)表明，立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)平均電耗竟然高達(dá)8.0kwh/t生料，與了解的行業(yè)先進(jìn)水平的5.8kwh/t相比，存在較大的差距，應(yīng)該具有較大的節(jié)能改造空間。

　　表19-04 2015年立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)單機(jī)電耗

1、現(xiàn)場檢測及改造方案的制定

　　為了摸清底數(shù)、找準(zhǔn)問題所在，制定可行有效的改造方案，首先對立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行了實(shí)測標(biāo)定，其實(shí)測結(jié)果見表19-05。

 表19-05 立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)實(shí)測參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)的對比

　　從實(shí)測結(jié)果看，標(biāo)定風(fēng)機(jī)流量為828479m3/h，低于設(shè)計(jì)的920000m3/h；標(biāo)定全壓為9338Pa,低于設(shè)計(jì)全壓11500Pa；實(shí)際運(yùn)行效率只有61.5%，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)效率81.5%的水平。

　　注意，這并不足以說明風(fēng)機(jī)的質(zhì)量有問題，沒有達(dá)到它的設(shè)計(jì)效率；足以說明的是，風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)與現(xiàn)場實(shí)際存在較大的偏離，沒有運(yùn)行在風(fēng)機(jī)的最大效率點(diǎn)上。該風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型偏大，存在嚴(yán)重的大馬拉小車現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況嚴(yán)重偏離了風(fēng)機(jī)性能曲線。

　　依據(jù)現(xiàn)場標(biāo)定結(jié)果，以及對實(shí)際運(yùn)行工況的分析，有三個(gè)節(jié)電方案可供選擇，從可行性和投資效率上選擇了第三個(gè)方案。三個(gè)方案分別為：

　　● 方案一：風(fēng)機(jī)電機(jī)加裝串級(jí)調(diào)速裝置，投資約110萬元，設(shè)計(jì)、安裝施工周期約為3個(gè)月。變頻調(diào)速投資大、自耗電大、故障率高，故選用串級(jí)調(diào)速，天瑞已有成熟的串級(jí)調(diào)速使用經(jīng)驗(yàn)。

　　● 方案二：更換高效節(jié)能風(fēng)機(jī)，投資約60萬元，設(shè)計(jì)、安裝施工周期約為4個(gè)月，需要進(jìn)行管道、電機(jī)基礎(chǔ)的改造施工。應(yīng)該說這個(gè)方案比較徹底，投資也不算太高，但改造周期太長、生產(chǎn)經(jīng)營上時(shí)間不允許。

　　● 方案三：切削改造現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉輪,改造目標(biāo)是降低運(yùn)行功率200kW。從設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備到切削實(shí)施，計(jì)劃6天即可完成，而且不需要對現(xiàn)場管道進(jìn)行改造、需要投入的資金（18.6萬元）也很少。

　　切削現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉輪改造方案，具體由專業(yè)的風(fēng)機(jī)制造廠編制，與業(yè)主方討論認(rèn)可后實(shí)施。其理論依據(jù)是“中高比轉(zhuǎn)數(shù)（Ns=85～350）離心風(fēng)機(jī)葉輪切削定律”（楊詩成，王喜魁．泵與風(fēng)機(jī)[M]．北京：中國電力出版社）。

　　中高比轉(zhuǎn)數(shù)（Ns=85～350）離心風(fēng)機(jī)葉輪切削符合以下定律：

　　式中：P、N、D：分別代表葉輪切削前的壓差、功率、葉輪直徑；P1、N1、D1分別代表葉輪切削后的壓差、功率、葉輪直徑。

　　需要強(qiáng)調(diào)的是，上述切削公式是近似的方向性經(jīng)驗(yàn)公式，與各公司的實(shí)際情況可能有較大誤差，在具體實(shí)施上要留有余地、穩(wěn)妥的逐步推進(jìn)。因此，特提出以下注意事項(xiàng)：

　　●風(fēng)機(jī)葉輪切削節(jié)能改造，僅適用于中高轉(zhuǎn)速的（Ns=85～350）、葉輪前盤為錐形或弧形的離心式風(fēng)機(jī)；

　　●切削時(shí)應(yīng)留有余地，一般(D–D1)/D不超過8%。切割要分2～3次逐步推進(jìn)；每次切割后應(yīng)經(jīng)現(xiàn)場測試核算，以防切削過量致使風(fēng)機(jī)的出力不夠；

　　●具體切割葉輪時(shí),只車削葉片,而不要車削前盤、中盤。以保持葉輪外徑與導(dǎo)葉之間的間隙，維持對氣流的引導(dǎo)作用；

　　●由于葉輪在切割后原有的平衡被破壞，所以切割后必須重新做靜平衡或動(dòng)平衡試驗(yàn),否則會(huì)引起風(fēng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲。

　　2、改造方案的實(shí)施和效果

　　2015年9月，利用檢修停產(chǎn)機(jī)會(huì)對立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)分兩步實(shí)施了葉輪切削節(jié)能改造，總體上取得了預(yù)期的效果。

　　首次將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片長度切削了50mm。僅對葉片進(jìn)行局部切割，保留了原風(fēng)機(jī)的前盤和中盤，確保其對出口氣流起到引導(dǎo)整形作用。第一次切削后的葉輪如圖19-08上圖所示。

　　第一次切削完成后，開車運(yùn)行檢測實(shí)際運(yùn)行情況，確認(rèn)了改造方案的正確性。然后，再借停機(jī)時(shí)間對風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了第二次切削，又將轉(zhuǎn)子葉片長度切去30mm，第二次切削后的葉輪如圖19-09下圖所示。

圖19-09 生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)兩次切削后的葉輪

 　　立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)葉輪經(jīng)過兩次對轉(zhuǎn)子葉片切削改造后，大大改善了風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足工藝系統(tǒng)需求，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。改造前后的運(yùn)行對比詳見表19-06，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

　　●風(fēng)機(jī)的做工能力更接近生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)精度均有明顯提高，使用更加得心應(yīng)手；

　　●收到明顯的節(jié)電效果，正常滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)的循環(huán)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率下降約310kW，達(dá)到了降低200kW的改造目標(biāo)，生料電耗平均降低1.1kwh/t。

　　●從4個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行情況看，運(yùn)轉(zhuǎn)流量降低、電流減小、軸功率下降，經(jīng)濟(jì)效益明顯，經(jīng)測算每年可節(jié)約電費(fèi)128萬元。

表19-06 風(fēng)機(jī)改造前后的運(yùn)行對比

　　值得一提的是，改進(jìn)是一個(gè)逐步漸進(jìn)的摸索過程，不可能一勞永逸、不可以一步到位。通過本次改造，進(jìn)一步摸清了該風(fēng)機(jī)的特性和現(xiàn)場工況的特點(diǎn)，確認(rèn)了存在的問題和改進(jìn)的措施。

　　滎陽公司在與有關(guān)專家共同對本次改造進(jìn)行了總結(jié)分析后，又確定了進(jìn)一步的改造方案：在保留現(xiàn)有殼體和基礎(chǔ)不變的情況下，重新設(shè)計(jì)制作新的風(fēng)機(jī)葉輪，利用檢修時(shí)間只更換葉輪，投資約31萬元，目標(biāo)是再降低運(yùn)行功率200kW。