离心风机效率为啥上不去,这篇文章说明白了!

浏览数量:115     作者:本站编辑     发布时间: 2020-07-24      来源:转自水泥人网公众号


 

离心风机效率为啥上不去,这篇文章说明白了!

 

离心风机是一种依靠输入机械能(气体进入旋转的叶片通道,在离心力的作用下被压缩并跑向叶轮外缘)提高气体压力并排送气体的机械,广泛运用于水泥生产线各需要空气动能的领域,在水泥工业生产中扮演着十分重要的角色,离心风机在使用过程能耗高,属于大型高耗能机械。国家在十一五期间提出了节能减排政策措施开始,到十三五期间国务院印发的《十三五节能减排综合工作方案》。节能降耗已经成为近些年来水泥生产中的重点改进方向。而离心风机的能耗在整个生产能耗中占比极大,从而离心风机的降耗改造工作成为了工作重心。传统离心风机运行能耗太高最主要的原因是风机实际运行效率偏低。离心风机运行效率低下主要是因为一下两个方面的原因:

一、风机的设计与制作

1、气动模型老旧

风机设备生产厂家气动模型老旧,本身设计效率偏低。风机的气动模型基于自身动力学方程与运动学方程,描述了其姿态、速度、位置等运动参数与风机叶轮气动参数之间的关系。并直接决定了风机运行效率。建国初期我国工业基础薄弱,风机行业作为新生行业同样不例外,为了满足市场需求我国风机设备生产厂家的气动模型主要引进于国外企业的淘汰品类,而我国的经济形势造成了大部分风机生产企业一直使用这些老旧落后的气动模型进行初始设计。没有对模型进行更新升级,本身设计效率偏低。

2、系列型谱不全

型谱数据稀少,多采用替代模型设计,设计时就已经存在偏差。所谓型谱(图1为锅炉引风机系列型谱)是对于不同的风机运行参数有对应模型机与之对应,这样才能保证风机的设计符合风机的实际工况。若找不到相对应的风力模型,风机设计就没有理论数据支撑。一般的风机厂家会选择在相近的风力模型中进行替代设计,实际运行工况与设计工况有较大的偏差。导致风机实际运行效率偏低。

图片1

3、制作加工精度

行业传统制作加工精度不足,累计误差较大,产品不能达到设计要求,导致实际产品运行工况偏离设计工况,风机运行点偏离设计高效点。离心风机主要制作工序流程为:下料、成型、铆接、焊接、热处理、校正、机加工、装配、外观处理。在风机设备生产制作过程中每一道工序都存在着制作误差。风机生产厂家的制作加工精度决定了实际产出的产品与产品设计要求的符合度。传统制作模式中由于制作工艺落后、生产设备陈旧等因素的影响较大成品误差,而行业内生产厂商多沿用传统的生产工艺、设备更新滞后导致实际产品与设计要求相差甚远,风机运行效率远远达不到设计效率。

4、生产线建立时原始风机设计富余量过大

在生产线建设初始设计时为了保证生产系统能正常运行,设计单位会对所有设备的设计参数留有一定的富余量。而风机设计参数余量系数过大,则实际运行参数远低于设计参数。下表为6000t/d产量规模的水泥熟料生产线(窑尾高温风机以及生料磨循环风机)原始设计参数与实际运行参数对比:

图片2

  我们通过大量的风机测定数据统计分析,实际风机实际运行参数均远远小于设计参数,严重偏离风机高效运行区间点。以福建塔牌水泥有限公司(该公司拥有25000T/D水泥熟练生产线)为例,实测2#窑尾高温风机风量为680000m³/h,远低于额定风量860000m³/h;该公司1#生料磨循环风机每小时实测风量为620000m³/h,远低于额定风量860000m³/h。风机严重偏离设计额定工况点,风机运行不在高效的运行区间。

5、系统管网设计不合理

系统管网设计不合理,导致系统阻力增加,从而直接导致风机偏离实际设计工况点(如图3)。部分生产系统初始建造时由于资金或建造面积等客观因素的影响,基于当时的生产工艺设计时造成管网布局不合理,系统阻力增大;部分生产系统则是因为生产工艺的革新,在后续改造过程中造成了管网系统布局不合理,系统阻力增大。图片3

二、风机的运行与维护

1、调节方式不合理

出于成本考虑,部分企业采用进口风门方式进行风机的流量调节。调节风门本身就有压力损失,即使在调节风门全开的情况下系统阻力依然有一定数值的增加,而采用调节风门作为调节手段,大部分情况下调节风门是未全开的,这种情况下系统阻力的增加量极大。并且部分劣质风门在使用过程中出现风门叶片内部变形,增加系统阻力的同时,还导致风机进口流场紊乱,流体进入风机叶轮角度严重偏离原始设计角度。对于还在使用进口风门调节,且风门开度较低的厂家建议将风门更换变频器调节。以衡阳红狮水泥有限公司为例,2016年实测该公司生料磨循环风机风门阻力为900Pa。在去掉风门,改用变频器调节方式以后,风机每小时运行功率降低500KW,同时震动大幅度降低。

2、现场安装施工不达标

严格意义上讲风机设备的现场安装才是风机设备的最后一道装配工序。部分相对尺寸精度要求较高,需要严格按照设计要求进行装配安装。现场安装施工不达标,达不到设计尺寸要求,同样会影响风机的实际运行效率。现目前大多数企业都是采用的外协施工单位进行设备安装,而大部分外协施工单位并不是专业的风机安装队伍,如果又遇到用户企业和设备厂商在安装过程监管不到位,验收不严格。就会出现安装误差。例如叶轮进口与进风口集风器的间隙尺寸要求。这一配合尺寸需要根据风机的实际运行环境,考虑到热变形量的影响,计算出严格相对位移量,才能确定冷态安装时的间隙尺寸。然而很多安装队伍、用户企业和设备厂商仅仅以互相之间不擦壳为标准进行要求和验收。这种情况下设备正常运行时此间隙尺寸与设计时偏差太大,会造成风机内部流体型线改变、叶轮内外两个区域的窜风等问题,影响风机实际运行效率。这样的配合尺寸还有很多如转子的水平度、转子与壳体的垂直度等。

3、检修不及时、运行管理不到位

漏风、堵塞:由于自然损耗的影响,会出现管网大量漏风。从工艺角度来说,这本身就是增加了离心风机的无用功;管网堵塞、积灰的道理同第一点第五条。磨损:特别是高温或者粉尘含量较多的环境中,很容易出现风机进口集流器以及叶轮的磨损。使用厂家不及时检查,对于磨损部位不能及时检修,导致风机内部流体型线发生变化,内部密封性能破坏。特别值得注意的是风机进口集流器,一旦磨损,流体在风机内部做内循环,大大降低风机实际运行效率。形变:形变主要是发生在高温环境下,风机设备由于材料选择出现热变形的情况,某些地方发生相对位移,很多配合尺寸发生改变。后续检修中没有考虑这一因素,导致形变越来越大。影响风机实际运行效率。建议按计划及时排查管路系统和离心风机零部件,并彻底修复堵塞、磨损部位,周期性请风机厂家对离心风机进行专业的性能评估。

总结:企业的主体是人,节能减排的主导也必须是人,节能减排必须从每一个基本的点来抓起。是的,要想使我们生活在一个美妙而和谐的世界,我们不仅只是认识到环保的重要性,更要付诸于行动。风机运行效率提高是一个值得关注的话题,期待有更多行业革新及开拓的领域,促进行业发展。

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