劉濟(jì)祥

（邯鋼能嘉鋼鐵有限公司  河北省邯鄲市涉縣龍西工業(yè)園區(qū)  056400）

摘要：為進(jìn)一步降低公司生產(chǎn)成本和提升現(xiàn)場(chǎng)崗位環(huán)境，對(duì)我公司燒結(jié)7臺(tái)配套環(huán)境除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。結(jié)合實(shí)際風(fēng)壓風(fēng)量需求和現(xiàn)有設(shè)備狀況，在現(xiàn)有風(fēng)機(jī)配套電機(jī)、基礎(chǔ)、管路不變的前提下，對(duì)該7臺(tái)風(fēng)機(jī)實(shí)施高效離心風(fēng)機(jī)節(jié)能改造，不盡提升風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，達(dá)到最佳節(jié)能效果，減少無(wú)效耗能，而且提升了現(xiàn)場(chǎng)崗位環(huán)境，進(jìn)一步滿足了環(huán)保要求，為鋼鐵行業(yè)風(fēng)機(jī)節(jié)能改造提供了可借鑒的實(shí)踐范例。

關(guān)鍵詞：除塵風(fēng)機(jī)；節(jié)能改造；運(yùn)行效率；環(huán)保要求

1  現(xiàn)狀

當(dāng)前原有7臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)已經(jīng)運(yùn)行數(shù)年，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率急劇下降，并且在風(fēng)門(mén)開(kāi)到滿足實(shí)際需要的工況下,電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，設(shè)備故障隱患大，難以保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在環(huán)保形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，對(duì)廠房、通廊進(jìn)行了封堵，風(fēng)壓風(fēng)量不能達(dá)到粉塵不能較好的被排走的效果，造成了崗位工作環(huán)境粉塵多，滿足不了環(huán)保要求，且影響職工健康。在鋼鐵行業(yè)面臨嚴(yán)峻市場(chǎng)形勢(shì)與環(huán)保壓力的背景下，為實(shí)現(xiàn)降本增效與環(huán)境改善雙重目標(biāo)，綜合考慮現(xiàn)有風(fēng)機(jī)現(xiàn)狀，決定對(duì)該7臺(tái)環(huán)境除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。

2  風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

為進(jìn)一步確定目前風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況以及是否有較大的節(jié)能改造空間，對(duì)這2臺(tái)燒結(jié)機(jī)配套的2臺(tái)配料除塵風(fēng)機(jī)、2臺(tái)機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)、2臺(tái)整粒除塵風(fēng)機(jī)以及1臺(tái)共用成品除塵風(fēng)機(jī)等共計(jì)7臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)通風(fēng)機(jī) 現(xiàn)場(chǎng)性能試驗(yàn)》進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)，其中，選取測(cè)量點(diǎn)在遠(yuǎn)離彎管的風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的直段上；流量測(cè)量采用皮托管橫動(dòng)法，在圓形管道內(nèi)按等環(huán)面積法劃分測(cè)量點(diǎn)，確保流量數(shù)據(jù)代表性；電動(dòng)機(jī)的輸入功率采用實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)電控柜顯示的電機(jī)電壓、電流、功率因數(shù)計(jì)算電機(jī)的有功功率，以上測(cè)試均在生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

圖1成品除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口靜壓測(cè)量孔示意圖

在進(jìn)口風(fēng)門(mén)前5厘米處開(kāi)4個(gè)靜壓測(cè)試孔，雙進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)每個(gè)進(jìn)風(fēng)口各4個(gè)，總計(jì)8個(gè)；在風(fēng)機(jī)出口后5厘米處開(kāi)4個(gè)靜壓測(cè)試孔；方形截面時(shí)孔開(kāi)在每面的中間。

經(jīng)過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)的實(shí)際參數(shù)標(biāo)定分析后，原風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率較低能耗較高，該7臺(tái)風(fēng)機(jī)經(jīng)測(cè)試，平均運(yùn)行效率55.73%，嚴(yán)重的2#整粒除塵風(fēng)機(jī)僅為50.25%，運(yùn)行能耗高。

表1　7臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)改造前測(cè)試結(jié)果

3  風(fēng)機(jī)改造的選型、應(yīng)用技術(shù)以及實(shí)施

3.1  風(fēng)機(jī)改造的選型

為節(jié)省改造成本、提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率、節(jié)約能源以及提高除塵滿足環(huán)保要求，改造保留原有電機(jī)、管路等系統(tǒng)，改造后的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)不變，仍采用原有風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。對(duì)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的工況參數(shù)進(jìn)行分析、研究，結(jié)合該系統(tǒng)管路流體力學(xué)特性，綜合考慮系統(tǒng)最佳運(yùn)行工況參數(shù)，量身定制高效節(jié)能風(fēng)機(jī)。其改造選用的風(fēng)機(jī)額定風(fēng)壓、額定風(fēng)量均與原有風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)相同。

3.2  風(fēng)機(jī)改造應(yīng)用技術(shù)

改造設(shè)備包括風(fēng)機(jī)設(shè)備整體及配套部件，主要部件有機(jī)殼、轉(zhuǎn)子（主軸、葉輪等）、 集流器、進(jìn)出口軟連接、調(diào)節(jié)門(mén)等。

（1）通過(guò)先進(jìn)空氣動(dòng)力模型，根據(jù)不同風(fēng)機(jī)工位參數(shù)，設(shè)計(jì)高效風(fēng)機(jī)，匹配最優(yōu)葉型， “量身定制”葉型并優(yōu)化進(jìn)出口角度，設(shè)計(jì)效率在82%~85%，使改造后風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)阻力波動(dòng)時(shí)仍保持效率≥80%，較傳統(tǒng)選型高效區(qū)拓寬30%。

圖2 常規(guī)風(fēng)機(jī)與高效風(fēng)機(jī)流場(chǎng)分布

（2）通過(guò)精密設(shè)計(jì)，“量身定制”高效低阻橄欖軸，軸材質(zhì)為 35CrMo合金鋼，較傳統(tǒng)階梯軸流體阻力小，軸向損失小，效率高，臨界轉(zhuǎn)速高（按工作轉(zhuǎn)速1.45～1.5倍設(shè)計(jì)），安全性高。

（3）集流器與葉輪間隙優(yōu)化至3mm~5mm使得更為合理，通過(guò)立車(chē)精密加工保證間隙均勻性，氣流穩(wěn)定性改善，有效降低風(fēng)機(jī)內(nèi)部容積損失，提高運(yùn)行效率。

圖3 入口集流器

（4）葉輪耐磨襯板采用進(jìn)口高硬度復(fù)合材料，使用貼附耐磨襯板和表面堆焊的葉輪防磨處理工藝，增強(qiáng)表面硬度，耐沖刷磨損，加工精度達(dá) G2.5 級(jí)動(dòng)平衡標(biāo)準(zhǔn)，較原葉輪G6.3級(jí)運(yùn)行穩(wěn)定性顯著提高，延長(zhǎng)使用壽命。

以2#整粒除塵風(fēng)機(jī)為例，其風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)風(fēng)量 350000m³ /h，風(fēng)壓5500Pa，運(yùn)行效率高達(dá)88.3%。其性能曲線見(jiàn)下圖4。

圖4 2#整粒除塵風(fēng)機(jī)改造后性能曲線

3.3  風(fēng)機(jī)改造的實(shí)施方案

風(fēng)機(jī)改造在現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，盡可能不動(dòng)基礎(chǔ)，現(xiàn)有電機(jī)不進(jìn)行更換，冷卻水管路用現(xiàn)有的管路冷卻設(shè)備。為不影響正常生產(chǎn)，提前做好充分的人員、工器具安排，分批次充分利用檢修機(jī)會(huì)，按照36小時(shí)進(jìn)行改造。

首先拆除原風(fēng)機(jī)、電機(jī)聯(lián)軸器、進(jìn)口調(diào)節(jié)門(mén)、進(jìn)出口軟連接、部分進(jìn)出口風(fēng)道,電機(jī)及軸承箱底座；然后安裝風(fēng)機(jī)、聯(lián)軸器、進(jìn)出口軟連接、連接進(jìn)出口風(fēng)道、電機(jī)及軸承箱底座、原電機(jī)及恢復(fù)原電機(jī)和風(fēng)機(jī)電氣部分；對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行試運(yùn)行，根據(jù)風(fēng)機(jī)試運(yùn)行情況，對(duì)風(fēng)機(jī)軸同心復(fù)核，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題處理及對(duì)所有的螺栓緊固做防松處理。

4  改造效果

4.1改造后在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況條件下風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)開(kāi)度可以達(dá)到100%（全負(fù)荷運(yùn)行）不超電機(jī)額定參數(shù)（電流、溫度）即電機(jī)不過(guò)載。系統(tǒng)最大運(yùn)行能力（100%風(fēng)門(mén)開(kāi)度）風(fēng)量、風(fēng)壓達(dá)到要求數(shù)值，改造后風(fēng)機(jī)在額定參數(shù)條件下的全壓效率達(dá)到80%以上。

4.2現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境提升明顯，顆粒排放達(dá)標(biāo)，滿足環(huán)保要求。

4.3 采用直接在用電設(shè)備上安裝三相有功電度表，在改造前后相同的工作負(fù)載條件下，7臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率下降1561kW，平均節(jié)電率為20.05%，按照年運(yùn)行8000小時(shí)，電費(fèi)0.55元/kWh計(jì)算，年節(jié)電1248.8萬(wàn)度，年節(jié)約686萬(wàn)元。

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