苏晓龙：换代升级，节能降耗--冀东日彰风机技改案例介绍

  9月13日，在山东泰安召开的2015第三届中国水泥节能环保交流大会上自动化专场上，冀东日彰节能风机制造有限公司研发部副部长苏晓龙以《换代升级，节能降耗--冀东日彰风机技改案例介绍》将会议带入了尾声。在会上，苏晓龙通过分析风机电耗高的三个主要原因提出了降低风机电耗的措施。

冀东日彰节能风机制造有限公司研发部副部长苏晓龙

  目前，水泥行业产能过剩已是不争的事实，设备的节能降耗、换代升级是水泥企业在经济新常态下走出困境的重要途径。水泥厂电能的30%~45%消耗在风机上，因此选用高效节能风机降低电耗，可使水泥企业降低生产成本、提升竞争力、维持生存发展。

  冀东日彰节能风机制造有限公司专门设计制造销售高效节能离心风机，承接各种通风系统的节能改造项目。由公司专业定制的水泥生产线风机可实现同比节能10%-30%以上，风机现场测试最高效率可达80%以上。以日产2500/5000吨熟料生产线为例，风机系统整体节能技改可实施风机装机容量为10000kW左右，按15%节能率和80%运转率计算，可实现年节电量700万kW·h以上和吨熟料节电4到8度电。

  怎样降低风机电耗——了解风机电耗高的主要原因

  第一，风机本身效率低——技术落后，结构老化；

  第二，系列化生产——标准型号风机，存在选型空档；

  第三，风机系统问题——系统阻力，未在高效区运行。

  从第一点来讲，目前国内使用的还是沿用国内五六十年代的风机技术，最先进的技术也是80年代初期引进英国豪顿的技术，导致技术落后、结构老化。日彰风机在这方面有优质的结构，和国内的不同。

  风机作为流体输送机械，输送的介质在流动过程中合理的流场是保证输送机械在工作中减少流动损失提高效率的关键，各个零部件形状、结构的细小变化都会对风机的流场产生影响。

  日彰风机经过长期的研究工作，并将新的空气动力学理论分析方法引入风机的开发中来，针对不同形式不同型号的风机的各个零部件详细地进行空气动力学计算及分析，进而寻找出了最佳的气动结构设计。

  日彰风机叶轮立体图

  独特的叶轮结构——圆弧直板叠加型叶片、锥弧形前盘、锯齿形中盘。

  国内的要不是直板的要不就是弧形的，没有圆弧直板叠加的结构。圆弧直板叠加型结构的优点在于气体进入叶片的时候比较流畅，后边的直板可以使气体加速。前盘是弧形和锥形叠加，原理与叶片相同。锯齿形中盘的作用是减少转轴转面的同时也避免了气体冲突液流时的稳流和分离损失。

  除了结构优势，在选材与保护方面也进行了独特的设计。叶轮采用S700MC高强度钢板焊接而成。耐磨处理根据含尘浓度，采用喷涂、堆焊耐磨材料、使用耐磨复合板、镶嵌陶瓷片等方式进行。

  壳体

  第二个是壳体。空间和曲线与叶轮良好匹配是保证风机性能的关键，也是效率的保证。因此若要改造就要配套，不能单换一个，否则既降低了效率又有电耗。日彰风机的壳体全部使用等离子下料，保证了壳体的精准尺寸和它的外观体验。

  调风门

  调风门，调风门与性能也大有关系。风机进口的第一个部件就是调风门。筏板的结构采用的是双板扣合菱形结构，哪怕风机使用的是电频调速，把风门全开的时候气体介质也可以均匀地通过筏板两侧，刚性好、灵活、密封性好、阻力小。

  风机电耗高的第二个原因是系列化生产。这对风机厂来说是好的，它可以降低它的生产成本，而且还可以拓展它的风机。但是对于水泥企业来讲它是不好的，标准型号风机存在选型空档，如果厂家选择的参数可能与水泥窑使用的不是很配，对水泥厂，即适用方是不利的。

  第三个风机电耗高的原因就是系统问题，在设计之初的工况与实际工况是不尽相同的。系统阻力会使风机运转在非高效区。针对这点，日彰风机采取的办法就是量身定制，通过先行测试并根据实际况设计风机，使提供的风机更贴合实际使用工况，根据生产线运转情况及用户要求对每台风机进行一对一定做。

  在现场测试时会了解海拔、生产情况、工艺参数、电耗等，在测试风量风量、风压、温度等期间核，会对地基及风机旋向等安装尺寸进行测试，保证改造后的安装尺寸也是方便的。

  测试报告会根据测试数据，详细分析风机运转情况，与用户沟通技改意向及要求，进行经济技术分析，最后形成测试报告。

  然后是确定方案，根据确定好的参数，结合现场情况及客户意见，提出技改方案，该方案完全针对用户的工艺状况，专属设计相适用的机型与机号，保持原电机不变，原基础不做更改。

  因此需要的技改周期是1个月技术准备+2个半月生产周期+10天安装周期。

  日彰风机为保障品质所做的工作

  有了良好的设计结构和量身定做的设计理念是不够的，对于一台高品质的风机还需要有品质的保障。为了保障产品的品质，日彰风机轴承、轴承座全部使用进口轴承SKF\FAG\TIMKEN，转子根据运转情况选用强制润滑或水冷却。主轴全部选用42CrMo，调质后精加工。临界转速安全系数全部在1.35以上；联轴器全部选用膜片联轴器。

  所有钢板均使用等离子设备下料，保证了精度高、尺寸准确、应力小、不变形。

  主轴及叶轮中所有焊缝，包括主板与轮毂、叶片与前盘中盘等均进行超声波、着色探伤检测。

  叶轮与主轴采用自主研制的500t压力机压装，避免热装产生应力变形。

  日彰风机的转子动平衡质量严格控制在G2.5以上，远超国家标准，现场实际运转中，现场使用风机振动值2mm/s左右，有的风机可达1mm/s以下。

  风机出厂前在所有的部件均要做组装试验，壳体之间组装时打入销子调整，现场安装时仅按销子组对即可；叶轮与集风器的插深是影响风机性能的主要安装尺寸，在组对实验时将对其实际调整组对，并作记号，保证现场安装无问题。

  日彰风机以打造高品的风机产品为己任，生产高端产品为目标，从产品研发设计、制造、涂装、运输到交付使用及服务，整个过程严格按照质量管理程序执行。

  技改案例

  目前，冀东日彰具有在国内行业中最多的节能风机应用成功案例，拥有在用超过20条水泥生产线整体节能改造应用经验，成功应用于冀东水泥、金隅水泥、东华水泥、高争建材、南方水泥等。

  日彰风机在水泥厂针对的主要目标是原料磨循环风机、窑尾排风机、煤磨排风机、窑头排风机和水泥磨排风机等的改造。

  案例一：窑尾高温风机用于富阳南方水泥有限公司5000t/d生产线

  以下数值，技改后取2014年4月1日测试，技改前取自2013年11月11日测试，具体数值见下表：

  由上表数据可知技改前后，

  1、电机功率共计减少576kW；考虑产量减少影响电机功率26.79kW,实际功率减少

  2、按照年运转率85%，用电价0. 6元/度计算，

  3、技改后年节电量为：549×24×365×0.85＝409万度电

  4、年实现节能效益为：409×0. 6＝245万元

  改造前中控数据截图

  改造后中控数据截图

  案例二：2#原料循环风机用于山东东华水泥有限公司5000t/d生产线

  以下数值，技改后取2014年3月12日测试，技改前取自2013年11月21日测试，具体数值见下表：

  由上表数据可知技改前后，

  3、电机功率共计减少260kW；

  4、按照年运转率80%，用电价0. 6元/度计算，

  技改后年节电量为：260×24×365×0.8＝182万度电

  年实现节能效益为：182×0. 6＝109.2万元

  表1：2013年10月至2014年3月2#循环风机熟料电耗统计（数据采集于能源管理系统）

  表2：2014年3月26至4月10日2#循环风机熟料电耗统计（数据采集于能源管理系统）

  电量分析

  时间选择：生产相对稳定前提，2#循环风机运行正常。

  改造前：2013年10月至12月，现场生产稳定的情况下，2#循环风机在熟料电耗为13.68kW·h/t；

  2#循环风机于2014年2月初完成改造

  改造后： 2014年3个月份，现场生产稳定的情况下，2#循环风机熟料电耗为13kW·h/t，同时从2014年3月26日至4月10日统计看，2#循环风机熟料电耗尽为11.24kW·h/t；

  分析结论：相比改造前，2#循环风机熟料平均电耗减少0.68KWh/t，电耗差值达2.44kW·h/t，实现了节能降耗。

  案例三：窑尾高温风机用于富阳山亚南方水泥有限公司5000t/d生产线

  以下数值，技改后取2014年3月8日测试，技改前取自2013年11月7日测试，具体数值见下表：

  由上表数据可知技改前后，

  1、、电机功率共计减少514kW；考虑产量减少影响电机功率37kW,实际功率减少

  2、、按照年运转率85%，用电价0. 6元/度计算，

  3、技改后年节电量为：477×24×365×0.85＝355万度电

  4、年实现节能效益为：355×0. 6＝213万元

  其他案例：

  诸葛南方水泥有限公司煤磨排风机（5000t/d）

  1、效率提升近一倍，电机功率共计减少245kW；

  2、按照年运转率85%，用电价0. 6元/度计算，

  3、技改后年节电量为：245×24×365×0.85＝182.427万度电

  4、年实现节能效益为：182.427×0.6＝109.456万元

  江西永丰南方水泥有限公司窑尾高温风机（5000t/d）

  1、电机功率共计减少309kW；

  2、按照年运转率85%，用电价0. 6元/度计算，

  3、技改后年节电量为：309×24×365×0.85＝230.0814万度电

  4、年实现节能效益为：230.0814×0. 6＝138.0488万元

  冀东水泥秦岭有限公司原料循环风机（5000t/d）

  风机传动组振动下降至1mm/s以下，风机产量达标运转良好，同时电流下降至350A，后续有待验收测试。

  江西永丰南方水泥有限公司窑尾高温风机（5000t/d）

  风机运转良好，产量因其他设备原因差20t/h，原风机运转电流160A,现风机运转电流下降至120A，后续有待验收测试。

  湖北大冶尖峰水泥有限公司原料循环风机（5000t/d）

  新建辊压机生料循环系统风机。35t。

  溧阳天山水泥有限公司窑尾排风机（5000t/d）

  垃圾焚烧项目并电改袋技改。后续有待验收测试。

  宜兴天山水泥有限公司窑尾排风机（2500t/d）

  电改袋项目，目前还未发货。

  溧水天山水泥有限公司窑尾排风机（5000t/d）

  电改袋项目。