高效節(jié)能循環(huán)風機在ATOX50立磨系統(tǒng)中的應用

  節(jié)能環(huán)保是國家未來幾十年發(fā)展的必然趨勢，也是今后水泥企業(yè)生存和發(fā)展的主要方向。新型干法線采用立磨系統(tǒng)制備生料，隨著科技的發(fā)展立磨朝大型化及超大型化發(fā)展，與之配套的循環(huán)風機規(guī)格也越來越大，裝機功率最大可達4?500 kW之巨，其電耗指標一躍成為整個立磨系統(tǒng)電耗非常重要的一環(huán)。本文將以一套ATOX50立磨配套的循環(huán)風機實施的節(jié)能改造案例，來詳細闡述利用先進CFD氣動技術設計的新型高效率循環(huán)風機，是如何實現(xiàn)節(jié)電和平穩(wěn)運行的。實踐證明采用整機更換高效率節(jié)能風機，是降低立磨系統(tǒng)電耗非常實用的一種快捷方法。

  1 改造前原始數(shù)據(jù)

  我公司3號線（5?000 t/d）生料磨ATOX50采用三風機工藝系統(tǒng)，配套的循環(huán)風機系國內(nèi)早期引進英國技術設計制造的BB系列產(chǎn)品，由于該系列機型問世距今有近40年的時間，歷史久遠，其氣動效率本身就比較低，導致循環(huán)風機的電耗比較高，成為水泥生產(chǎn)中能耗最高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。3號生產(chǎn)線循環(huán)風機設計參數(shù)見表1。改造前循環(huán)風機實際運行情況統(tǒng)計見表2。

  特別說明：風機測試及計算分析時所采集的數(shù)據(jù)都是在使用現(xiàn)場讀取的數(shù)據(jù)，如變頻器的頻率、電流、電壓及實時功率數(shù)據(jù)等；現(xiàn)場電動機的運行電流、工作電壓等；測試所得的風速、壓力等，均為在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的瞬時值，由于技術原因不可避免的存在一定的誤差，瞬時值與計算值及絕對值之間會有部分差異。

  考慮到系統(tǒng)電耗始終居高不下，企業(yè)領導高度重視節(jié)能降耗工作，決定選擇四平東大風機工程有限公司的風機對3號生產(chǎn)線立磨循環(huán)風機實施整機更換，進行節(jié)能技改工作。我們對原風機按照相關標準規(guī)定，進行現(xiàn)場性能測試，在保證設備安全的前提下盡可能將立磨產(chǎn)量加大，以取得循環(huán)風機最大的風量和風壓，使改造后的風機能夠滿足極端生產(chǎn)條件需要。

  根據(jù)測試數(shù)據(jù)決定按照表3性能參數(shù)來選型新的高效率循環(huán)風機，做到既滿足現(xiàn)有生產(chǎn)的要求又兼顧極限產(chǎn)能的發(fā)揮。

  2 改造方法

  由于檢修時間比較短，為此，原風機土建基礎不變，保留原電動機及底座，原風機進出風管道位置不變，更換全新設計的高效率循環(huán)風機，采用空心主軸、低阻力進風口和一部分低阻力進出風口管道，使其阻力損失更低、整機效率更高。在風機入廠后，包含拆裝、調(diào)試時間在內(nèi)的施工周期約15d。

  新高效率循環(huán)風機的機殼出風口部分蝸線比較大，我們不得不將原基礎的出風口圍墻部分打開一個豁口并重新制作地腳支撐，才得以順利安裝新風機。風機安裝現(xiàn)場照片見圖1。

  3 改造效果及經(jīng)濟效益分析

  1）節(jié)能降耗顯著

  我公司3號線改造后的循環(huán)風機實現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)，2017年2月5日即在開機72 h后磨投料量達441.6 t/h，循環(huán)風機風門開度89.8%，此時風機運行電流181 A，比改造前節(jié)電52 A，改造后風機實時功耗為2 697.25 kW，低于額定功率3?800 kW。改造前后循環(huán)風機運行電耗對比見表4，生料系統(tǒng)電耗見表5。

  由于本次技改只是更換了新的高效率循環(huán)風機，其他工藝系統(tǒng)未做改變，通過對整個生料系統(tǒng)的節(jié)電統(tǒng)計，實現(xiàn)噸熟料節(jié)電核算為2.26 kWh/t，對循環(huán)風機進行的單獨統(tǒng)計，實現(xiàn)噸熟料節(jié)電核算為2.32 kWh/t。改造后循環(huán)風機電耗占生料系統(tǒng)電耗的46.82%，比改造前下降了4.87%。

  2）投資回收期短

  按熟料平均產(chǎn)量6?100 t/d，噸熟料節(jié)電2.32 kWh/t，電費0.6元/kWh計算，年節(jié)電280.21萬元，若高效率循環(huán)風機售價在150萬元，則回收期為5.81個月，可實現(xiàn)半年收回投資。

  3）運行平穩(wěn)

  特別值得關注的是，由于該循環(huán)風機采用了空心軸及主軸表面強化加工處理工藝，改造后的風機獲得了非常平穩(wěn)的運行狀態(tài)，軸承箱各方位最大振動速度均小于1.75 mm/s。

  通過本次循環(huán)風機的整機更換技改，實現(xiàn)了立磨系統(tǒng)高產(chǎn)節(jié)能降耗的目標，達到了預期的效果。

  4 總結及改進

  1）水泥企業(yè)中的風機，尤其是大功率的風機是水泥企業(yè)中的電耗大戶，認真挖掘設備的節(jié)能潛力，無論是設備單機電耗還是粉磨工序電耗都會有很大的節(jié)能空間。

  2）應用東大風機專有技術設計的特殊形線葉片可大幅度地減少在葉輪流動中的阻力，從而有效提高風機效率，能夠達到噸熟料節(jié)電2.3 kWh/t甚至以上，節(jié)電效果顯著。

  3）應用了特殊設計空心軸技術的循環(huán)風機在生產(chǎn)中運行更為平穩(wěn)，使設備更安全，系統(tǒng)更易提高運轉率。

  4）如果將該粉磨系統(tǒng)的管道及原風機的出風口管道，再大膽地施加改造使得氣體流動更流暢一些，進一步降低系統(tǒng)阻力，我們認為該循環(huán)風機的運行電耗會更低，還可繼續(xù)降低工序電耗。