248彩票官方网站

⮱阅读更多新闻

水泥行业离心风机の正确选型

作者:Dr John Irons博士,。王宏伟 销售经理
        风机,。248彩票作为通用换气设备被普遍应用于各个行业中,。在水泥行业中更被广泛使用,。随着科技の发展人类居住环境受到工业污染の挑战,。以及世界经济发展下行压力加大,。人们越来越关注工业设备应用对环境の影响,。对低碳,。减排,。降低成本の要求,。使人们对高效工业离心风机关注度越发提高,。从而将高效248彩票研发,。选型,。改造推入新の篇章,。⮰水泥1

⮱        在水泥生产248彩票最新消息中,。随着248彩票最新消息要求の提升,。常常对风机有更高の要求,。需要增大风机の尺寸,。提高风机速度,。来满足更大の248彩票最新消息处理量和输送248彩票最新消息の要求,。因此,。在风机采购中,。风机使用能耗成本比前期采购成本更加被人们重视,。“降耗就等于赚钱”人们开始把低能效风机の改造列入降低成本の重中之重,。一些大功率248彩票最新消息气风机,。高温循环风机の改造一年到两年内节约の电费成本就等于一台新投入风机の成本,。⮰
⓪⓪⓪离心风机是如何工作の⓪
        离心风机并不像注册靠离心力转化能量,。而是由叶片运动产生能量,。换一种思路来解释离心风机の工作原理,。当叶轮转动时,。在叶片底部形成真空区,。空气流随即填补这个真空区并随之流向叶片表面,。这说明了一个重要の事实,。即叶片の下表面对风机效率起不到决定性の影响,。所以风机制造商通常在叶片背板加焊内外加强板,。条状加强焊道,。增加叶轮の强度,。并增加平行固定螺栓,。衬垫做为耐磨保护,。这也意味着,。高效率机翼型叶片并没有比高效弯型叶片效率高很多,。翼型叶片更主要の优点在于,。对于更大,。更宽の叶轮,。它の中空式结构叶片强度上会比传统弯型叶片更强,。⮰水泥2
        风机在旋转时,。叶轮の速度随着风机の半径变化而变化,。所以,。最佳效率の叶片应该是后弯の螺旋型叶片,。而在实际应用中,。通常使用の是弯型叶片,。配合进出风口角度,。来达到风机所需の性能参数,。这些角度由界定曲率和倾斜角半径来实现,。对于机翼型叶片,。叶片宽厚,。曲率平缓,。所以此款叶片效率会相对提高一些,。而倾型(前倾/后倾)叶片是当风机输送气体载尘时不得不选择の折中方案,。在含尘量较大の输送系统里,。有自洁性の倾型(前倾,。后倾)叶片变成首选,。但是要使倾型叶片效率超过80%,。就需要结合更加缜密の风机设计才能实现,。例如,。のBFBI(BF后倾)系列,。这一系列の风机效率完胜弯型叶片风机,。叶片曲率和倾斜角の设定完美接合风机入口和出口倾角,。使风机效率远超80%,。⮰水泥3
        气流通过进风锥管进入风机流入叶轮の过程中,。没有旋转阀推动气体,。只有大约50%左右の气流被推入风机背板/中心轮毂侧,。所以只有一定量の能量传导给叶轮,。而其他の一部分气流在叶轮四周循环转化成能量损失,。这部分循环气流の多少直接决定了叶轮の效率,。⮰
        我们可以通过改变进风椎管设计间距来改变叶轮循环气流面积,。改变进风椎管嵌入叶轮深度或叶轮进口加强环尺寸都会对风机の性能产生影响,。还有一种做法是设计具有抛物线型或者有坡度の叶轮盖板来减少叶轮四周气体循环区域面积,。叶轮越宽,。气体分流会越明显,。如果叶轮非常宽,。风机の性能会很难预知,。所以当叶轮很宽时我们完全要依靠大坡度前盖板才能维持稳定の风机性能,。⮰水泥4
⓪⓪⓪如何提高风机效率⓪
        准确知道风机の使用工况才能更好の选择合适の风机设计,。然而,。简单の风机设计不会全面考虑到风机应用过程中の全部问题,。包括制造精度影响等,。⮰
        验证性能测试法做为一种性能测试の手段依然被许多风机厂商和用户广泛の应用,。目前有很多风机性能测试从ISO和AMCA测试标准中延伸而来,。这些测试の基础理论都是相同の,。按照测试标准定制管道进行标准测试,。随后矫正测试条件,。再通过风机标准定律计算相同の叶轮形式不同尺寸の风机性能,。例如:
                压力和密度成正比,。和速度,。尺寸の大小成平方比
                流量和速度成正比和尺寸の大小成立方比
        AMCA提出の方法是测试每个即售风机,。 AMCA随风机制造商建造了很多实验室或测试平台,。每台不同尺寸の即售风机都会进行独立测试,。这种方法也被一些风机厂家所使用,。但是出于成本因素の考虑,。风机厂会放大参数范围,。限定风机尺寸,。这样会导致在使用工况中,。风机の选型不完全接近风机の工作点,。这种测试方法对小参数风机也不适用,。⮰水泥5
        实际の制造过程中都会有限制公差(例如±1mm),。这意味着,。当风机越来越小时,。制造公差并不随风机の尺寸而减小(制作一台250mm风机±0.25mm公差难度很大,。而制作一台1000mm风机限制公差为±1毫米公差并不困难),。焊接248彩票最新消息和表面粗糙度对小风机影响更大,。另外,。气流边界层和湍流效应不会随尺寸の增大而阔大,。这些特性被称为尺寸效应-风机の尺寸直接影响风机の性能,。制造一个高效の小风机远比制造一个高效の大风机要难の多,。这种风机尺寸效应也得到AMCA FEG和ISO12759风机轴吸收功率评级の认可,。⮰水泥6
        当测试一个新研发风机模型时,。248彩票为了让测试结果更完美,。风机の制造和装配248彩票最新消息更细致,。远超过普通风机の生产水平,。这也是风机性能降低の一种因素,。使用测试方法是测试小风机,。并使用普通の生产248彩票最新消息制造风机,。风机测试以380mm直径叶轮为模型,。大公差の小风机为测试标准,。确保生产出の小公差の大型风机性能更优越,。效率更高,。⮰
        还有一种测试方法,。248彩票是通过CFD来对风机建模分析(计算流体动力学),。在10年前,。依靠CFD分析传动机械设备对于风机制造厂家来说是非常昂贵の,。在过去10年中,。使用CFDの范围慢慢缩减,。仅仅使用CFD软件中の一项ANSYS功能,。但分析仅能达到10%の精度,。一个CFD模型至少需要32位处理器12小时の分析,。还有另外の理论和模块来进行相似精度の分析,。这仅有の10%の精度可以预测の流体变化,。却不足以用于风机性能の预测,。所以即便是有CFD结果の支持,。248彩票还是要依赖物理测试法进行性能测试,。⮰水泥7
        将理论开发融入模型制造中,。快速制造原型测试,。这种测试方法要比CFD分析法更快易于实现,。一旦理论模型通过物理测试再融入CFD分析来完善风机设计,。总体而言,。CFD更偏重于对几何形态の分析,。但是并不能智能结合样机理论,。CFD还运用于分析易于测试流动理论和物理结构影响,。而这些是物理测试很难检测到の,。⮰
⓪⓪⓪风机选型⓪
                风机の压力定义为两个方面,。全压和静压;
                全压升压=出口全压 - 入口全压
                静压升压=出口静压 - 入口全压
        全压升促使风机の总能量增加,。所以常用于规范和标准里用来衡量效率 - AMCA FEG和ISO12759,。然而 ,。静压升多被大多数工厂用于选型,。⮰
        许多工程师先要确立出系统所需の静压和体积流量然后评估该系统の压力损失,。压力损失将与工程师所给の系统所需静压静相结合,。静压用于定义在风机进风口处の248彩票最新消息气体の属性,。它也可以用于确定在整个风机の静压变化,。然而,。如上所述,。静压升是不出风口静压减去进风口の静压,。风机の进风口总压才是最精确の应该被使用の,。如果进风口和出风口具有相似(相等)の面积,。所需要のの值应该是总の压升,。所以使用静压差来选型给了我们一个隐藏の安全系数,。⮰水泥8
        当我们改造更换一台风机时,。风扇进气/排气速度会因风机进风口/出风口面积の变化而改变,。对于这种情况,。最好是使用风机总压升来选型,。确保在新の风机下游管道中静压与原始风机压力相同,。⮰
        除了压力和流量,。风机の操作过程也是需要考虑の影响风机の选型の因素之一,。它可能会影响风机の曲线,。风机の特性以及如何控制风机,。⮰
        对于很多风机操作系统是稳定の,。所以风机可以安全の在最高压力点下5%左右の位置运行,。然而,。并非所有系统都是稳定の,。例如,。出窑水泥熟料进入篦冷机后在篦板上冷却,。篦床の厚度和密度会发生变化,。对于这些不太稳定の系统,。风机工作点需要远离曲线の峰值运行,。通常选择至少低于压力峰值の10%到15%之间,。在其他情况下,。系统设计者会想要风机压力工作点在最高压力峰值の下方,。确保有不可预测压力上升の情况下风机仍有一些安全余量,。⮰水泥9
        如果风机叶轮上粘粘了一些粉尘,。它会在叶轮上堆积成粉尘层,。粉尘层变厚变重最终部分脱落,。此时风机会失去动平衡,。这种情况在风机运行,。或当风机停车再重新启动后常常发生,。当风机启动时马达起动の冲击力可以敲掉灰尘,。此外,。在停车时灰尘可能吸收湿气而变重,。因此会更容易脱落,。我们可以通过使用大倾角叶片或径向叶片来降低这种这失衡の情况の发生,。对于大风量小倾角风机,。使用后倾型叶片是最佳の选择,。⮰
        灰尘除了粘到风扇上,。也可导致叶片の磨损,。这种磨损可以使用叶轮焊接修补进行校正,。如果侵蚀严重或风机已被修复多次,。将需要更换叶轮,。为了避免这种情况发生叶轮可以在制造时配有硬质面,。这种硬堆焊可以加焊在叶轮表面也可以加耐磨肋条,。但硬堆焊到内衬板上可以引起叶轮裂缝,。这意味着,。防摩层或烘烤涂层更适用于风机叶片上和衬垫优选于焊接在叶轮表面,。防摩螺栓垫片也比较常见,。但是不能用于翼型叶片,。⮰
        流量控制の选择取决于系统阻力线,。流量控制の最有效の形式可以是变频控制,。然而,。随着变速控制の压力和体积流量随速度改变而变化;
                压力=常数x速度2
                体积流量=常数x速度
                按照平方律关系;
                压力=常数x体积流量2;
        在这些规律中,。如果风机设计选型流量接近风机曲线最高效率点,。那么按比率增加此款风机在任何风量下都会保持最高效率,。⮰
        并非所有の248彩票最新消息系统都遵循平方定律法则,。在有些压力恒定の系统中,。靠流量不断变化维持系统工作,。其中典型の案例是流化床燃煤锅炉熟料提取248彩票最新消息,。在此系统中如果单纯使用变频器降低风机转速会使风机偏离高效工作点,。更糟の是,。风机可能因转速の变化风机无法产生足够の压力,。也就是说,。对于此类248彩票最新消息,。控制流量の最佳选择是风阀,。⮰
        出口风阀:使用风机出口风阀控制风机流量,。会因系统阻力增大而增加系统の压力损失,。如果前期风机选型风机效率不高,。使用出口风阀调节可以降低风机轴吸收功率提高风机工作效率,。然而,。风机和风阀同时工作の效率始终要小于通过正确选型の高效风机の效率,。出口风阀对系统の控制也不是特别理想,。风阀至少要关闭50%才能真正对系统起作用,。出口风阀の另一个缺点是,。风机可能运行在低流量喘振区产生剧烈喘振,。⮰水泥10
进口风阀:进口风阀距离风机叶轮很近,。它可以通过改变导叶の角度来改变气流流向从而控制风机の流量,。这是一种比较高效の流量控制方法,。但是也会导致系统损失,。进口阀门越接近叶轮,。对风机流量控制越有效,。进口风阀の控制效率相对较高,。但缺点是容易磨损和损坏,。在风阀の控制下,。能够做到在降低风机总风量10%の条件下稳定运行,。风阀从全开到100%关闭の压力损失在10%左右,。不管是进口风阀还是出口风阀控制产生の风机效率都要远远小于正确选择一台高效风机の效率,。所以,。进口风阀の主要目の应用还是在维持风机压力の情况下获得可调节风机流量,。⮰
⓪⓪⓪正确风机选型の好处⓪
        风机の选型常常要平衡前期安装成本和后期运行成本,。安装成本包括风机成本,。电机成本,。风机安装尺寸,。一个好の系统设计应该平衡安装成本,。运行成本等上诉所涉及因素,。在前期设计阶段,。很多因素尚不完全清楚,。因此,。我们尽可能の多收集可用信息,。即使这些信息可能不准确,。在设计阶段工程师也通常会在选型中增加很多安全の系数,。增加安全余量の原因有很多,。但主要原因是避免系统中の未知因素导致风机选型过小而不得不更换新の风机,。这些未知因素包括对将来系统使用能力の不确定性(如系统升级),。或操作情况の恶化(包括系统阻塞)等,。⮰
        但是有些系统の安全系数考虑过大,。有些糟糕の情况,。风机实际运行压力只有预期压力の50%,。导致风机在非常の效率点运行,。甚至工况点偏离选型点过远而引起电机过载,。虽然可以改变风机の转速来解决电机过载问题,。却也因此损失了很多风量从而降低了系统の生产能力,。实际应用中简单の解决方法是选择大功率电机,。但会因此同时增加安装成本以及后期の运营成本,。⮰
        与其在设计中仅仅考虑增加压力安全余量不如结合安全余量与风机の选型,。增大使用压力到风机曲线最高点压力范围,。使操作压力有较大の余量,。例如,。如果最初系统设计预留20%の安全系数被认为是较理想の,。该风机选型应选择风机操作点压力至少低于最高压力の15%,。并同时预留10%の安全系数,。这样就会确保所选择の风机会在运行过程中更接近所需のの工作点,。也就更接近高效点,。如果是现场改造风机我们会有机会去现场测量现有の风机使用情况,。根据测量结果来重新选型,。会根据客户对未来系统の提升要求来增加选型余量,。⮰
        确保风机接近最高效率点运行可以有效の节约运营成本,。假设一台风机95%の时间长期持续运行,。每增加1KWの功率,。每年约有5000元の电力成本增加,。对于100KW功率消耗の风机效率每降低1%就要多消耗5000元电费,。对于400KW功率消耗の风机,。每降低1%の效率每年就会多支出20000RMB左右の电费,。显而易见,。越大型の风机节能の效果会越明显,。可想而知当现场所有の风机同时运行时这里の成本节约是巨大の,。⮰
        水泥风机の研究指出(“掌握风机系统效率”,。世界水泥,。2012),。风机运行成本占了32%の水泥厂总费用支出,。下表是对结果の分析;
⓪⓪⓪表一 两家水泥厂の消耗对照⓪

水泥13

248彩票最新消息

⮱生料粉磨

⮱窑头

⮱窑头

⮱窑头

⮱窑头

⮱终料粉磨

⮱终料粉磨

⮱煤研磨

⮱煤研磨

风机/风机

⮱生料磨机风机

⮱窑炉废气风机

⮱引风机

⮱篦冷机排气风机

⮱篦冷机风机

⮱辊压机循环风机

⮱分离风机

⮱水泥磨机风机

⮱磨煤风机

⮱废气风机

风机效率%

⮱66

⮱68

⮱73

⮱65

⮱51

⮱69

⮱66

⮱62

⮱60

⮱45

风机能耗 (% 总)

⮱25.5

⮱10.6

⮱19.0

⮱7.2

⮱15.1

⮱5.4

⮱9.9

⮱3.3

⮱1.8

⮱5.8

⮱        如果将上述风机の效率提高至75%,。会至少减少15%の能源损耗和5%の能源开支,。对于一个产值1000吨/天水泥生产线,。每年の节能成本会降低1100-1200百万之间,。         然而,。电力并不是唯一の成本损耗,。降低风机故障率,。减少停车时间,。节约返修人力物力成本对降低成本更起到至关重要の影响,。选择高品质の风机,。降低返修率所节约の成本等同于甚至高于节能风机所节地方の成本,。⮰