崔雷 ，王建光 ，于玉 ，張永林 ，伍先舟

1 前言

中國鐵路物資安徽鐵鵬水泥有限公司擁有一條5 000t/d熟料生產(chǎn)線，其原料磨循環(huán)風機運行效率較低，實際使用電耗較高，存在較大的節(jié)能空間。經(jīng)實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于氣體含塵濃度較高，葉輪磨損嚴重，風機振動較大，直接影響了原料磨產(chǎn)量，增加了設備運行維護成本，急需進行技術(shù)改造。

2 風機參數(shù)測量

2.1 原有風機設計參數(shù)

風機入口流量：900 000m3/h；

風機全壓升：11 500Pa；

風機轉(zhuǎn)速：978r/min；

風機入口溫度：90～100℃。

2.2 風機實際參數(shù)測量

在試驗工況下，對風機的進出口靜壓、流量、介質(zhì)溫度和電機功耗等進行測量：采用壓力計測量風機進、出口膨脹節(jié)附近氣體靜壓；采用速度場法和標準皮托管測量截面的流量，在風機入口處的直段煙道上，沿風道圓周方向裝設8個流量測孔，每個測孔測量3個點，共測24個點。用皮托管和微壓計測量截面上各網(wǎng)格點的動壓，取動壓均方根的平均值作為該截面的平均動壓Pd[1]。計算公式為：

式中：

Pd——流量測量截面處平均動壓，Pa

Pdi——流量測量截面上各測量點動壓的時間平均值，Pa

采用數(shù)字溫度計測量流量測量截面處的介質(zhì)溫度；采用皮托管和微壓計測量流量測量截面處的氣體靜壓。流量測量截面處的流量按式（2）計算：

式中：

qv——測量截面處流量，m3/s

A——流量測量截面處面積，m2

ρ——流量測量截面處介質(zhì)密度，kg/m3

式中：

ρ0——標準狀態(tài)下介質(zhì)的密度，kg/m3（標）

Pa——當?shù)卮髿鈮毫?，Pa

Ps——流量測量截面處靜壓，Pa

t——流量測量截面處介質(zhì)溫度，℃

2.3 改造前風機測量結(jié)果（表1）

表1 改造前風機測量結(jié)果

3 風機改造

3.1 風機改造原則及設計方案

通常，如果試驗工況為風機長期正常運行工況，為了最大限度地節(jié)能，同時兼顧測量時可能存在的誤差，可將試驗參數(shù)考慮一定的余量作為設計點進行風機選型[2]。在滿足風機性能參數(shù)的前提下，風機改造范圍應盡量少，盡可能利用現(xiàn)有的土建基礎和氣體輸送管道?；谝陨显瓌t，我公司確定了風機選型方案，如表2所示。

根據(jù)方案給定的風機參數(shù)，在充分考慮風機使用性能的基礎上，量身定制了如下設計：

表2 風機選型

（1）氣體含塵量較大，風機葉輪襯板采用高硬度復合耐磨材料，風機機殼蝸殼處增加防磨襯板，以抵御含塵氣體的沖刷。

（2）考慮到原有電機仍需利用，為此需要提供新風機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量和啟動動力矩曲線，方便電機廠家確認原電機啟動是否滿足新風機的要求。

（3）考慮采用變頻電機，為確保機組穩(wěn)定運行，需要進行軸系扭振計算，確保風機在運行時避開共振區(qū)間。

（4）在出廠之前，需對風機轉(zhuǎn)子做動平衡實驗，確保平衡精度達到G2.5。

（5）為方便現(xiàn)場葉輪的檢修，風機殼體采用分體設計，并在機殼適當位置設置檢修門和排水孔。

基于以上設計，再加上風機主軸和葉輪材質(zhì)的剛度和強度足夠，風機的使用性能得到了提升，維護成本降低，風機設計使用壽命延長至15年。

3.2 高效風機安裝及測試

3.2.1 風機安裝

選擇專業(yè)的施工隊伍，以確保設備的安裝精度，為后期系統(tǒng)運行打下良好的基礎。施工過程中需關(guān)注重要節(jié)點的安裝調(diào)整，并做好詳細記錄，主要包括：

（1）主軸和集流器吊裝就位后，調(diào)整軸承在軸承座的位置，保證驅(qū)動側(cè)軸承居中，非驅(qū)動側(cè)在設計預偏量內(nèi)（如圖1所示）。

（2）下機殼精調(diào)、定位后，對集流器間隙進行精調(diào)、定位。

圖1 調(diào)整軸承位置

（3）精確軸承定位，檢查主軸水平度，清洗軸承及軸承座內(nèi)腔，加蓋軸承座。

（4）上機殼吊裝組合、封頂完成緊固連接（如圖2所示）。

圖2 上殼體封頂

通過精準協(xié)調(diào)和科學管理，最大限度保留了風機基礎及相關(guān)輔助設備，縮短了改造工期，僅用15d風機即安裝到位且具備試車條件。

3.2.2 風機測試

安裝調(diào)試合格后進行性能測試，選取風機改造前后生產(chǎn)工況相同的某段時間內(nèi)的風機電耗進行對比，測試參數(shù)見表3。

表3 改造前后風機測試數(shù)據(jù)對比

由表3可知，改造后風機每小時節(jié)電量為3 933kWh-3 350kWh=583kWh；按原料磨循環(huán)風機年運行時間6 000h計算，年可節(jié)電量為583×6 000=349.8×104kWh，節(jié)能效益可觀。

4 結(jié)語

我國水泥生產(chǎn)線中不少風機均存在運行效率低、能耗高的情況，節(jié)能空間很大。自高效循環(huán)風機投入生產(chǎn)以來，風機運行平穩(wěn)，節(jié)能效益顯著，日前中國鐵路物資安徽鐵鵬水泥有限公司與我公司又簽訂了高溫風機和窯尾排風機的改造合同?？梢灶A見，未來該生產(chǎn)線水泥綜合電耗將進一步降低，節(jié)能效益將穩(wěn)步提升。

[1]趙孝保.工程流體力學[M].南京：東南大學出版社，2004.

[2]嚴生，常捷，程麟.新型干法水泥廠工藝設計手冊[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2007.■