浅析水泥企业的风机节能降耗
水泥 江西万年青水泥股份有限公司李世锋 孙林 2018-10-18
水泥生产企业是国民经济生产中的能源消耗大户，在当前国内外能源供需矛盾突出的情况下，水泥生产企业必须通过各种途径降低能耗，以获得最佳的经济效益。风机在现代水泥生产工艺中占有重要作用，风机的装机容量占到水泥厂总装机容量的30-35%，因此做好风机的节能降耗工作显得极为重要。
水泥厂的风机节能空间很大，不仅是风机装机容量占比大，而且节能比例也大。水泥厂大型风机的效率一般在60-70%之间（小型风机效率更低），如果大型风机效率都能提高到81%以上，就有15-35%节电空间，吨熟料或水泥电耗下降3-4度电以上，这是一个不小数字。由此可见，风机节能对降低水泥生产成本，提高企业竞争力，有着非常重要的意义。
一条中等规模的水泥生产线，仅大型风机就有7-10台，小型风机百余台。水泥生产线上的大型风机分布如图1-1所示。
图1-1 水泥生产线上的大型风机分布
一、风机能耗高的原因分析
风机选型不当。设计者和风机厂家对所需要的风量、风压层层加码，导致风机富余量很大，风机运行工况点偏离高效区（设计点），就是人们常说的“风机选大了”。
风机系列型谱不全，没有好的风机模型可供选择，只好选用其它低效风机替代，也就是说风机本身效率不高。
风机制造精度不高，风机安装不符合要求。很多现场使用的风机，叶轮进口偏心严重，以及进风口插入叶轮深度不规范，叶轮旋转起来与进风口不刮擦就算“合格”，导致叶轮与进风口径向间隙过大，达到了20-30mm,有的甚至更恐怖---整个拳头可以放进去，风机内泄漏严重，效率低下。
风机管路设计、布局不合理。特别是风机进出口管道连接处布局不合理，出现突然变大、突然变小、突然转弯的连接。曾经有个水泥企业原料磨循环风机光出口管道改动了一下就创下每小时节电200kW的记录（如图2-2所示），由此可见，管道系统对风机节能降耗有非常大的影响。
改造前
改造后
管道系统漏风。管道系统漏风不仅是毫无意义的，而且还会增加噪音、污染环境以及增加能耗。
风机出口动压过大也是风机能耗较高的一个因素，只是比较隐蔽罢了，没有引起大多数人的关注。
综上所述，风机能耗高主要是因为风机运行效率低，但把风机能耗高仅仅归结于风机效率低是不准确的，优化管路减少系统阻力，减少漏风量以及降低风机出口动压同样也可以大幅度降低风机的能耗。
二、风机节能降耗途径分析
风机是否具有节能空间以及具有多大的节能空间，首先要选择专业的机构或风机厂家对风机进行现场标定。对于运行效率较低的风机实施节能改造，通常采用以下几种方法：
①更换高效风机
通过现场实测来风量风压来选择高效风机，是风机节能改造普遍采用的方法。这种方法最为彻底，效果最好。
②变频调速
变频器并不能提高风机本身的内效率，对于风门开度大于85%的风机，不建议采用变频调速，变频器特别是高压变频器价格昂贵，企业要考虑投入产出比。对于风门开度小于85%的风机可以考虑变频调速，风门开度越小，变频节能效果越好。
③切割叶片
如果风机本身是高效风机，只是风机选大了，导致风门开度较小，这时候采用切割叶片法反而是最佳的选择，经济、快捷、性价比极高。
检查管道系统是否漏风，有的管道漏风面积很大，很容易就能找到漏风点。漏风在绝大多数情况下既增加了风机的能耗，又可能使产量受到影响。
对不合理的管道要进行优化。去掉多余的管件、风阀、三通及弯头；管道截面不要发生突变，转弯不要太急。优化管道的目的就是尽可能降低系统的阻力。
三、风机产品节能认识上的误区：
1、认为安装了变频器就肯定节能。变频器节能的原理是通过降低风机的转速达到节电的效果，如果风机没有余量，变频器就不能降低转速，从而无法达到省电的目的，相反，还可能更耗电，因为变频器本身也会消耗电能。2、已安装变频器的风机，认为没有必要改装节能风机，其实不然。变频器只是调整风机的转速，而风机本身的性能（效率）并没有因为安装了变频器而提高。比如，水泥厂的高温风机均采用变频调速，而绝大多数的高温风机均有较大的节能改造空间。3、国内对风机产品节能的宣传导向出现偏颇，夸大了电机节能的作用。电机不是耗能产品，它是能量转换产品，它的耗能只是将电能转换为机械能过程中的电耗，而真正耗能的是被电机驱动的运转机械，如泵、风机、压缩机等设备，我国推动节能产品重点应放在这类产品上，国家的相关政策应向这类节能产品的制造企业倾斜，鼓励这类产品制造企业提高产品节能水平的积极性。4、认为高效节能风机一定节能，有些风机原本是节能风机，可是应用到工程上却变得不节能了。出现这种情况的原因是系统匹配设计不合理，经过设计院、风机制造厂家对风量和/或风压的层层叠加，风机运行工况点偏离高效区，造成原本是节能产品变成不节能了。
四、主要工艺风机是节能改造的重点对象。
目前水泥行业主要工艺风机型号系列表
原料磨循环风机和窑尾高温风机是水泥企业耗电最多的风机，是风机节能改造的首选对象。这两种风机几乎是BB24、BB50风机一统天下，BB24、BB50风机是上世纪英国引进技术，在当时中国风机工业技术相对落后情况下，引进这两款风机是非常正确和必要的，它为中国的风机工业，为中国的水泥、钢铁等行业立下了汗马功劳。然而随着时间的推移，更多更高效的替代风机被研制出来，这两款风机正在被各种新型高效风机加速替代。
头排、尾排、煤磨这三大风机主电机装机容量也非常大，其节能改造省电空间也很可观。
一、子公司：瑞金万年青水泥有限责任公司风机节能改造案例分析
通过对标同等规模兄弟企业的风机能耗情况，我子公司江西瑞金万年青有限责任公司大型风机能耗普遍偏高。2017年10月，我子公司委托常山卫邦风机有限公司对我子公司部分大型风机进行了数据采集，卫邦技术人员与现场工作人员进行了详细的沟通和核对。卫邦公司给出了几台大型风机节能改造方案。我子公司决定先改2#原料磨循环风机和2#窑头排风机，由常山卫邦公司2018年春节大修时实施改造，现改造好后运行状况优，节能效果显着。具体参数如下：
子公司：江西瑞金万年青水泥有限责任公司现场安装和中控截图
（1）2线循环风机，型号2VBL42NO29F（常山卫邦风机有限公司设计制造）
循环风机改造前中控截屏
循环风机改造后中控截图（磨产量530t/h，提升机电流240.1A)
（2）2线窑头排风机，型号2VBS66NO23.8F（常山卫邦风机有限公司设计制造）
头排风机改造前中控截屏
头排风机运行后中控截图（窑产量6100t/d）
随着国外新技术的不断涌现，各水泥厂风机节能改造已形成必然趋势，以卫邦
公司引进的英国和德国风机技术，在我子公司江西瑞金万年青水泥有限责任公司改的二台风机为例，和原来老式风机相比，其效率提高15%以上，节电效益相当可观。各水泥厂风机若能及时进行置换改造，很快就能收回投资并极大降低生产能耗。
六、加强系统管理、减少设备和风机额外消耗
节能管理是永恒的话题，对于风机的节能管理也是一样，在此谨提醒需要注意的几
个方面，一是杜绝或减少系统漏风，发现管道、风机等漏风应及时堵漏；发现风机振动值较大，应及时查明原因进行排除，等等！均有利于主电机额外功率的消耗。
七、结束语
总之，水泥企业的风机节能潜力很大。对此，我们有理由相信，随着节能理念的深入人心，通过“水泥人与”风机人“的共同努力，水泥企业的节能降耗工作必将迈上新的台阶。”节能“也是一种能源，把节能视为第三能源，则是节能工作的最高准则。
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