高效節(jié)能循環(huán)風(fēng)機(jī)在ATOX50立磨系統(tǒng)中的應(yīng)用

  節(jié)能環(huán)保是國(guó)家未來(lái)幾十年發(fā)展的必然趨勢(shì)，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(fēng)機(jī)規(guī)格也越來(lái)越大，裝機(jī)功率最大可達(dá)4?500 kW之巨，其電耗指標(biāo)一躍成為整個(gè)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(fēng)機(jī)實(shí)施的節(jié)能改造案例，來(lái)詳細(xì)闡述利用先進(jìn)CFD氣動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)的新型高效率循環(huán)風(fēng)機(jī)，是如何實(shí)現(xiàn)節(jié)電和平穩(wěn)運(yùn)行的。實(shí)踐證明采用整機(jī)更換高效率節(jié)能風(fēng)機(jī)，是降低立磨系統(tǒng)電耗非常實(shí)用的一種快捷方法。

  1 改造前原始數(shù)據(jù)

  我公司3號(hào)線（5?000 t/d）生料磨ATOX50采用三風(fēng)機(jī)工藝系統(tǒng)，配套的循環(huán)風(fēng)機(jī)系國(guó)內(nèi)早期引進(jìn)英國(guó)技術(shù)設(shè)計(jì)制造的BB系列產(chǎn)品，由于該系列機(jī)型問世距今有近40年的時(shí)間，歷史久遠(yuǎn)，其氣動(dòng)效率本身就比較低，導(dǎo)致循環(huán)風(fēng)機(jī)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(hào)生產(chǎn)線循環(huán)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。改造前循環(huán)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)見表2。

  特別說(shuō)明：風(fēng)機(jī)測(cè)試及計(jì)算分析時(shí)所采集的數(shù)據(jù)都是在使用現(xiàn)場(chǎng)讀取的數(shù)據(jù)，如變頻器的頻率、電流、電壓及實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)等；現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流、工作電壓等；測(cè)試所得的風(fēng)速、壓力等，均為在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的瞬時(shí)值，由于技術(shù)原因不可避免的存在一定的誤差，瞬時(shí)值與計(jì)算值及絕對(duì)值之間會(huì)有部分差異。

  考慮到系統(tǒng)電耗始終居高不下，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)高度重視節(jié)能降耗工作，決定選擇四平東大風(fēng)機(jī)工程有限公司的風(fēng)機(jī)對(duì)3號(hào)生產(chǎn)線立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)實(shí)施整機(jī)更換，進(jìn)行節(jié)能技改工作。我們對(duì)原風(fēng)機(jī)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)性能測(cè)試，在保證設(shè)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(fēng)機(jī)最大的風(fēng)量和風(fēng)壓，使改造后的風(fēng)機(jī)能夠滿足極端生產(chǎn)條件需要。

  根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)決定按照表3性能參數(shù)來(lái)選型新的高效率循環(huán)風(fēng)機(jī)，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(shí)間比較短，為此，原風(fēng)機(jī)土建基礎(chǔ)不變，保留原電動(dòng)機(jī)及底座，原風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)管道位置不變，更換全新設(shè)計(jì)的高效率循環(huán)風(fēng)機(jī)，采用空心主軸、低阻力進(jìn)風(fēng)口和一部分低阻力進(jìn)出風(fēng)口管道，使其阻力損失更低、整機(jī)效率更高。在風(fēng)機(jī)入廠后，包含拆裝、調(diào)試時(shí)間在內(nèi)的施工周期約15d。

  新高效率循環(huán)風(fēng)機(jī)的機(jī)殼出風(fēng)口部分蝸線比較大，我們不得不將原基礎(chǔ)的出風(fēng)口圍墻部分打開一個(gè)豁口并重新制作地腳支撐，才得以順利安裝新風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)安裝現(xiàn)場(chǎng)照片見圖1。

  3 改造效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

  1）節(jié)能降耗顯著

  我公司3號(hào)線改造后的循環(huán)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)，2017年2月5日即在開機(jī)72 h后磨投料量達(dá)441.6 t/h，循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度89.8%，此時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流181 A，比改造前節(jié)電52 A，改造后風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)功耗為2 697.25 kW，低于額定功率3?800 kW。改造前后循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行電耗對(duì)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(fēng)機(jī)，其他工藝系統(tǒng)未做改變，通過對(duì)整個(gè)生料系統(tǒng)的節(jié)電統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)噸熟料節(jié)電核算為2.26 kWh/t，對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行的單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)噸熟料節(jié)電核算為2.32 kWh/t。改造后循環(huán)風(fēng)機(jī)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(fèi)0.6元/kWh計(jì)算，年節(jié)電280.21萬(wàn)元，若高效率循環(huán)風(fēng)機(jī)售價(jià)在150萬(wàn)元，則回收期為5.81個(gè)月，可實(shí)現(xiàn)半年收回投資。

  3）運(yùn)行平穩(wěn)

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

  通過本次循環(huán)風(fēng)機(jī)的整機(jī)更換技改，實(shí)現(xiàn)了立磨系統(tǒng)高產(chǎn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，達(dá)到了預(yù)期的效果。

  4 總結(jié)及改進(jìn)

  1）水泥企業(yè)中的風(fēng)機(jī)，尤其是大功率的風(fēng)機(jī)是水泥企業(yè)中的電耗大戶，認(rèn)真挖掘設(shè)備的節(jié)能潛力，無(wú)論是設(shè)備單機(jī)電耗還是粉磨工序電耗都會(huì)有很大的節(jié)能空間。

  2）應(yīng)用東大風(fēng)機(jī)專有技術(shù)設(shè)計(jì)的特殊形線葉片可大幅度地減少在葉輪流動(dòng)中的阻力，從而有效提高風(fēng)機(jī)效率，能夠達(dá)到噸熟料節(jié)電2.3 kWh/t甚至以上，節(jié)電效果顯著。

  3）應(yīng)用了特殊設(shè)計(jì)空心軸技術(shù)的循環(huán)風(fēng)機(jī)在生產(chǎn)中運(yùn)行更為平穩(wěn)，使設(shè)備更安全，系統(tǒng)更易提高運(yùn)轉(zhuǎn)率。

  4）如果將該粉磨系統(tǒng)的管道及原風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口管道，再大膽地施加改造使得氣體流動(dòng)更流暢一些，進(jìn)一步降低系統(tǒng)阻力，我們認(rèn)為該循環(huán)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電耗會(huì)更低，還可繼續(xù)降低工序電耗。