桑榮香

在環保形勢異常嚴峻的今天，各行各業都在想辦法節能減排，以達到改善環境的目的。對于水泥行業來說，一方面通過治理跑冒滴漏、使用更好的收塵設備、更好的科技手段減少粉塵等污染物的排放；一方面通過節煤、節電以達到節約資源，減少上游污染，同時達到降低成本的目的。水泥行業是煤電消耗大戶，節能降耗是水泥企業的重大課題。近年來水泥企業在粉磨節電、煅燒回收熱能方面做出了可喜的成績，因而有很多文章見諸報端，但在風機節能方面相對較少。

近幾年一些企業對循環風機、高溫風機進行了性能改造或置換取得了較好的效果，但筆者認為推廣的力度仍然不夠，仍需要付出更大的努力。

原因很簡單，一個完整的水泥生產線，風機的裝機功率幾乎占總裝機功率的一半，若各類風機做功效率能夠提高 1% ，噸熟料或水泥電耗能降 1.5 度電以上，這是一個不小的數字。下面筆者根據自己經驗談談風機節能的途徑和方法，望能引起更多的關注。

1、風機做功效率低的原因

1.1、風機選型設計與系統阻力不匹配

a: 作為一般風機選型設計，是設計者參照經驗或系統阻力計算對風機的風量與壓力進行確定，然后參照手頭風機樣本進行選型，因此很多風機在選型階段就沒考慮風機的高效運行問題，制作廠家根據所選型號對風機進行設計制造，期間包括設計者以及制造廠家等一般都留有較大的富余（偏小的為少數或個別現象），使用單位以閥門調節來保證系統壓力及風量的平衡，這就使得有效的功率消耗在了閥門上。

b: 由于理論計算的系統參數與實際系統參數存在較大誤差，即使閥門處于全開狀態運行，也不能保證風機在高效區運行，這就是高效風機低效運行的主要原因，也是我國大部分在線風機的運行現狀。

1.2 風機本身的效率不高

我國目前在線運行的各類離心風機大部分是八十年代推廣的節能產品，因設計不同（如蝸殼形式不同、進出風口形狀不同、葉片形式差異、流道差異等）做功效率出入較大，有高有低，如果選擇了設計效率低的風機，就會使能耗增大，這是風機本身帶來的缺陷。

1.3 制造原因造成的效率下降

即使風機設計效率很高，如不精心制造比如葉片的流線不好、流道誤差大、進風集流器流線誤差大、導流效果差、進風口與葉輪間隙大等，同樣會造成運行效率的差異。

1.4 安裝精度不足引起效率下降

風機制造完成就是安裝投用，安裝精度對功耗的影響也很大，比如：集流器安裝不到位、對運輸或其它形式造成的損傷不修整、間隙不均勻等就會使氣流紊亂、偏載，使無效功耗增加；密封不到位同樣會增加功耗，比如軸頭、機殼漏風；還有聯軸器的對中誤差偏大、基礎不牢、機座水平及同軸度不好等，會引起振動，這些都會使風機的能耗增加。

1.5 管理缺失功耗增大

管理缺失主要指無所謂的思想，比如機殼漏風、軸頭漏風懶得去堵，認為不影響生產；風葉沾灰引起振動，也不做不清理，地腳松了也不緊固，聯軸器對中跑了也不去調整，認為運行還可以，不會出事，緩作調整等等。實際上振動也好、漏風也罷、別勁也是，都會增大無為的消耗。

2、降低風機功耗的方法

以上簡單闡述了風機效率低下及功耗浪費的原因，下面簡單談談降低風機功耗的途徑。

2.1 關于系統額外阻力的消除或降低

因設計或空間原因，額外阻力普遍存在，只是或多或少而已。比如管道過細風速過高；還有風管彎頭角度小甚至采用90度彎頭，風換向阻力很大；還有螺旋收塵器進口形狀不合適、出氣管插入過深，結果分離效率沒有提高多少，反倒阻力增加不小等等，這些無形中就增加了風機的負荷，這就需要相關人員細心觀察，對照相關規范進行適時改造，消除或降低阻力，使風機輕快工作，減少消耗。

2.2 對風機的匹配性改造

為解決設計與風機選型與實際系統工況存在的差異以及系統本身的變工況需求問題，以前我們均采用閥門、耦合器來進行平衡或變工況調節。這些調節廣泛存在于工況變化大或風機能力相對較大的系統。

風機通過閥門調節，增大了阻力浪費了電能；調速耦合器效率低也造成電力的浪費。近幾年，為了解決閥門、耦合器調節所造成的電力損失，大部分行業進行了節能改造，即用變頻器替代閥門或耦合器來實現節能。但這并不能解決風機本身效率低下、高效風機低效運行及管網設計原因等造成的耗能問題，因此對在線使用風機進行綜合節能改造勢在必行。

另外，變頻器雖通過調速來實現平衡與節約閥門所消耗的電能，但自身也消耗約3%~5%電能，因此除了系統工況變化大必須用變頻器調節的場合外，對于系統相對穩定的場合進行風機節能改造后并不推薦使用變頻器進行調節。

筆者曾經對多臺水泥線在用風機進行節能改造并取得了很好的效果。

2017年對河南一水泥企業的5000噸熟料生產線的生料磨循環風機進行了改造，實現了每小時節電 500 度的成績，與過去比，效率提高了23%。改造后變頻器運行頻率50Hz。還對另一水泥企業3500噸熟料生產線的生料磨循環風機改造，實現每小時節電 250 度的效果。盡管效率的提升幅度與原系統的合理性有關，但通過改造使得系統更加匹配，達到節約能耗的目的。

近幾年，很多風機企業通過蝸殼流線、葉輪流道、進出氣口、集流器等的改進，使得風機效率得到了很大提升，且高效區較寬，節電效果可觀。更重要的是通過對在線風機進行標定并進行特殊設計制作的風機可以大大提高風機的運行效率，Z高可節電20%以上。因此若能即時對在線使用風機進行標定評估，從而進行綜合節能改造，很快就能收回投資。

2.3 加強管理、小改小革減少風機額外消耗

節能管理是永恒的話題，對于風機的節能管理也是一樣，在此謹提醒需要注意的幾個方面：

一是杜絕或減少系統漏風，發現管道、風機等漏風應及時堵漏；

二是管道設計是否合理？是否存在風速過大及彎頭太陡情況，如有應進行改進；

三如發現風機因制造、安裝原因引起的流線不自然、局部變形等阻風或不順暢情況時應及時修復或改正；發現風機振動較大偏離正常偏差時，及時查明原因進行排除，等等，均有利于額外功率的消耗。

關于小改小革需要視情況而定，比如若能把集流器與葉輪間隙與葉輪直徑的比值由 0.5%縮小到 0.05%，風機機械效率即可提供 3-4%等。

3、結束語

對于水泥企業，風機的總裝機功率比重很大，運行質量的高低直接影響企業效益，但由于筆者對風機的認知有限，也不免錯誤，只是想引起大家對風機管理、改造的重視或關注，達到節能的目的，不足之處敬請大家批評指正。

作者簡介：桑榮香，1989年浙江大學流體力學研究生班畢業，風機專委會委員，，現就職于河南恒通風機有限公司，任總經理、總工程師。

（來源：智慧水泥）