搜索
搜索

武汉市节能监察中心

武汉节能监察网
/
/
/
风机产品节能现状与趋势

能源技术

资讯分类

通知公告

风机产品节能现状与趋势

  • 分类:工业节能
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2013-11-03 09:28

风机产品节能现状与趋势

 

  一、概述

  风机是用于排送气体的机械的总称,根据其排气压力P的高低,分为通风机(P≤15000Pa)、鼓风机﹝15000Pa<P≤1.96×105 Pa和透平压缩机(P>1.96×105 Pa)。

  据1990年不完全统计,全国风机的拥有量约400万台,正在使用的约285万台。这些风机绝大多数采用电动机驱动,素有"电老虎"之称,因而风机的节能(无论是风机产品的设计制造方面,还是使用过程中)具有十分重要的意义。

  1、风机在节能中的地位和作用

  据1982年原机械工业部的调查,风机用电约占全国发电量的10%;另据1988年原冶金工业部的规划资料,我国金属矿山的风机用电量占采矿用电的30%;钢铁工业的风机用电量占其生产用电的20%;煤炭工业的风机用电量占全国煤炭工业用电的17%。冶金工业以沈阳冶炼厂为例,风机用电量占该厂用电的25%。由此可见,风机节能在国民经济部门中的地位和作用是举足轻重的。

  2、风机节能的国内外现状

  (1)国内风机节能现状

  ⑴造成风机电耗过大的因素

  A、制造厂的因素

  ①风机内效率低。国内风机行业生产的各类风机所处的效率水平见表1。可见,国内生产的风机,大部分内效率较低。

  表1 国内风机效率水平

  种类相当年代水平所占比例(%)

  通风机40~5040

  60~7050

  8010

  离心鼓风机5040

  6060

  507

  罗茨鼓风机6054

  7039

  离心压缩机6050

  7030

  8020

  ②风机品种不全。由于风机,特别是通风机的品种和系列不全,用户选用风机时在产品目录和样本上找不到适宜的品种和机号,因而被迫选用代用型号的风机,结果导致了多耗电能。

  ③风机装置效率低。一是风机的变速机构比较落后,如V带、蜗轮副等还广泛应用于风机的传动上,使风机的传动效率低;二是调节方法比较落后,大部分还是采用调节门调节。由于上述原因,尽管有的风机内效率较高(达86%以上),但其装置效率并不甚高。

  B.非制造厂的因素

  ①风机的实际工作点偏离最高效率工况点。例如,由于通风工程设计者对管网阻力计算不准确,选用风机的人员又担心计算压力和流量不能满足工况需要,故选用过大的安全裕量,或者无适宜性能的风机规格可选而选用风机的高档性能区。结果,由于层层加码,造成所选用风机的额定风量远远超过工况实需性能。这时风机操作者只好采用节流来增加阻力,由于人为地阻力增加,致使风机使用效率低,导致浪费电能。

  ②风机的配套电动机容量选取偏大。由于国产电动机的规格难以完全满足风机的配套,采购时往往选取高档额定功率的电动机,造成大马拉小车,降低了电动机的负荷率,浪费了电能。

  ③管路系统设计不合理,增加了管网阻力,降低了风机使用效率。

  ④风机使用中采用了不适宜的或效率低的调节方法,降低了风机的调节效率。

  ⑤管理不善。无严格、科学的停机规定及措施。过早开机或过晚停机都将造成电能的浪费。

  据某煤炭公司对148台矿井主通风机的调查,运行效率在70%以上的仅占10%左右;运行效率低于55%的竞达59%。据某钢铁联合企业的调查,通风机的平均运行效率只有40%左右。某发电厂锅炉鼓引风机的最高运行效率只有67.5%,最低为45.2%。

  ⑵国内在风机节能工作中采取的主要措施

  A.推广使用高效节能风机。改造低效的旧式风机,开发高效的系列化的节能风机,并在国民经济各个领域推广使用,是风机节能的根本措施。

  B.更换使用中的旧风机。对使用效率低,又没有改造价值的风机,采取逐步淘汰的措施。

  C.尽可能地采用经济性好的调节方法。

  D.利用引进技术开发高效节能风机。

  (2)国外风机节能现状

  ⑴矿用通风机节能

  ① 矿井主通风机节能。美国煤矿使用的主风机以轴流式为主,近年来开始采用在运行中可以改变叶片角度的液压式动叶可调风机,节能效果好。

  德国以TLT公司为代表,采用液压式动叶调节的轴流通风机,其运行效率可保持在83%~88%。

  俄罗斯是以使用离心式矿井风机为主的国家。由于致力于改进气动性能,使其最大静压效率从72%增加到88%,平均静压效率从52%增至75%。

  ② 矿用局部通风机(局扇)节能。以日本三井三池制作所为代表的低噪声混流式局部通风机,可通过改变叶高和叶片安装角度获得所需要的性能。该风机的最高效率接近80%。

  ⑵烧结引风机节能

  日本荏原公司生产的叶轮直径为5m的烧结引风机,其全压效率可达90%。

  ⑶高温风机节能

  英国Sirocco公司生产的高温风机,采用桨式叶轮(无盖盘径向直叶片),其全压效率可达75%。

  ⑷排尘风机节能

  德国的研究结果表明,为避免积灰,叶片宜采用弧面或斜面,叶片角控制在38°~58°。其全压效率可达87%。

  ⑸曝气鼓风机节能

  瑞士苏尔寿公司生产的超大型离心式曝气鼓风机,其调节范围为额定流量的35%~107%,多变效率达82%,平均节能率为2.5%~5.1%。而全静叶可调轴流式曝气鼓风机的年节能率则可达6.7%~15.7%。

  ⑹高炉鼓风机节能

  国外高炉鼓风机用的轴流式压缩机,多变效率最高达90%,采用全静叶可调机构后使操作范围扩大到额定流量的55%~110%。

  ⑺离心式压缩机节能

  有代表性的多轴组装式压缩机是美国英格索兰公司制造的Centac型压缩机,其等温效率可达74%。日本日立公司的DH型压缩机的等温效率已达82%,居同类产品前列。日本神户制钢所在引进美国VC型离心压缩机的基础上,经过改进制成了大流量半开式三元叶轮,叶轮的绝热效率为94%。

  3.风机节能技术的发展趋势

  (1)通风机

  通过应用叶轮、扩压器及蜗壳等元件的研究成果,以及进一步提高制造精度,力求使各种通风机的效率平均提高5%~10%。目前,离心式通风机有的已采用了三元叶轮,效率提高10%;大型离心式通风机出现了采用较大直径和较窄宽度叶轮、较高转速的高效结构,其最高效率可达87%以上,效率较高的轴流式通风机,最高效率已达92%。从而使产品本身就是节能产品。

  在调节节能方面,除了采用较先进的动叶可调、双速电动机、液力耦合器及交流电动机调速外,对大型通风机又出现了调速节能的新装置-多级液力变速传动装置MSVD(Muiti Stage Variable Speed Drive)。

  (2)鼓风机

  未来将会大力开展节能型鼓风机的研制工作。如日本对蜗壳及叶轮等通流部分的形状作了适当改进,有效地防止了涡流及流动分离的产生,其绝热效率比原来的鼓风机提高5%~10%;瑞士制造的大流量离心式鼓风机,每级均设有进口导叶,其多变效率亦达82%;日本制造的多级离心式鼓风机,采用进口导叶连续自动调节后,节能率达20%。高速单级离心式鼓风机采用高周速、高压比、半开式径向三元叶轮后,其效率可提高10%。还有的在鼓风机主轴的另一端设有尾气透平,回收尾气排放时的膨胀功来达到节能目的。

  (3)离心式压缩机

  将会越来越多地采用三元流动叶轮,使效率平均提高2%~5%。如美国研制出的管线压缩机的三种大流量三元叶轮,叶轮效率可达94%~95%;日本的单轴多级离心式压缩机的效率水平也进一步提高,其首级的大流量半开式三元叶轮的绝热效率达94%。

  其调节方式将会更多地采用汽轮机驱动,以改变转速来达到节能目的。

  二、风机节能的途径

  风机的节能技术可分为两大类。一类是从产品设计来提高风机在设计点和变工况区的效率;另一类是从产品在现场实际运转的情况来尽可能地提高实际运行效率。其总目标都是减少功耗。其主要节能措施分如下两类。

  1.恒速机组 高效风机换低效风机;小叶轮换大叶轮;截短叶轮外径;减少级数,拆摘叶片减少其数目;前(中、后)导叶控制,静叶可调;改变动叶安装角,动叶可调;台数组合控制,串----并联;ON-OFF开关控制;进口或出口节流;变叶片宽度;变扩压器安装角;联合调节微机控制;其它。

  2.变速机组 变频调速;调压调速;电磁调速;变极对数调速;串级调速(或转子串电阻);无换向器电动机调速;汽轮机或燃气轮机等原动机的变速;液力耦合器;液力调速离合器;机电一体化装置(如微机控制等);多级液力变速传动装置(MSVD);其它(如带传动等)。

  三、风机调速节能实例与经济效益分析

  1.采用液力耦合器节能实例

  以转炉风机为例。转炉炼钢生产循环中,装料、出钢时产生的烟气很少,而吹氧冶炼时则产生大量烟气,因此要求排烟风机随工艺流程变化风量。上钢五厂使用YDT450型调速耦合器进行风量调节,高速时风机功率323kW,低速时仅105kW,一年可节电70万kW·h,半年即可回收全部技术改造投资。

  2.变频调速装置的节能实例

  对于一台3.5kW的风机,如采用调压调速每年可节电4100kW·h,而采用变频器调速每年可节电6480 kW·h,节电率达50%以上。

  四、风机行业节能产品的开发与应用

  为适应节能的需要,风机行业先后开发了多种节能新产品,现简单介绍几种具有典型代表意义的产品。

  1.BKJ66-1系列矿井局扇

  该系列产品是沈阳鼓风机厂与山东矿业学院合作开发的节能产品,其最高效率为92%。与老式局扇相比每台风机每年可节电1.5~2.5万kW·h。

  2.VARIAX动叶可调轴流通风机

  该系列风机是沈阳鼓风机厂引进丹麦诺文科公司技术生产的。当电厂锅炉100%负荷时最高效率为86.5%。若选用ASN3000/2000型代替离心式引风机,两台可节电355.7万kW·h。

  3.TLT动叶可调轴流通风机

  该系列风机是上海鼓风机厂引进德国透平通风公司技术生产的,其运行效率可保持在83%~88%。以30万kW机组为例,代替离心式送引风机,每年可节电560万kW·h。

  4.KKK AN系列静叶可调轴流通风机

  该系列风机是成都电力机械厂和沈阳鼓风机厂引进德国KKK公司技术生产的,其最高效率为86%。以30MW电厂每台锅炉两台风机为例,与双吸单速离心通风机相比,每年耗电减少687万kW·h。

  5.4-71型高效低噪声离心通风机

  该型风机是沈阳鼓风机厂研究所于1992年为中低压离心通风机更新换代而开发的高效节能新产品,其最高效率达90.5%,比老式风机提高4%,所以平均每台风机的年节电量约为2000 kW·h。

  五、风机节能的潜力

  1.风机制造厂的潜力

  据风机行业协会2002年度的统计,全国风机行业企业会员单位的产量为26.7万台,如在设计制造方面设法使每台风机的效率提高1%,平均每台按20kW,年工作时间按3000 h计算,则可年节电1.6亿kW·h左右。

  2.风机用户的潜力

  提高风机本身的效率当然是基本的、重要的。现在,风机研究单位和风机制造厂努力搞三元流动叶轮设计,CAD/CAM一体化等项目,为使风机效率提高1%~3%而绞尽脑汁;可是,现场使用中很多风机效率丢失10%~30%却没有引起广泛地重视。也就是说,风机使用单位的节能潜力更大。设计、制造单位与用户密切配合,找出风机使用中存在的问题,是挖掘风机节能潜力最有效的途径。

  风机使用中经常存在如下几个主要问题

  ⑴风机选型不当。

  ⑵风机不检测,运行中无调节或调节不完善。

  ⑶风机管网布置不合理,造成损失太大。

  ⑷科学管理水平低。

  据东北、内蒙古煤炭工业联合公司的调查,国务院提出风机运行效率应达到70%以上,而合格者竞不足10%;运行效率低于55%者却高达60%之多。负荷率大于76%的仅占15%,而低于60%的竞达65%以上。由此可见,节能潜力极大。

  另据对某钢铁公司12个工厂的调查表明,在风机的总拥有量661台中,属于应淘汰之列的竞达457台,占总数的69.1%。

  另外,在不需要风机时,风机仍在恒速运行的现象亦并非罕见。

  此外,对节能的重要意义认识不足,基础资料不完整,管理机构不健全,规章制度不完善,也是管理水平低的一些表现。

  总之,我国风机产品节能潜力很大。国家能源短缺,一方面要开发能源,另一方面也要大力节能。把节能视为第三能源,是节能工作的最高准则。

关键词:

友情链接

武汉市节能监察中心

中心成立于1982年12月,原名武汉市节能监测中心, 2005年10月中心由武汉市经委划归武汉市发展和改革委员会管理,2012年5月经市编办批准更名为武汉市节能监察中心,为公益一类正处级事业单位。内设:办公室、节能监察科、法制监督科、综合培训科。

组织机构

主管:武汉市发展和改革委员会
主办:武汉市节能监察中心

鄂ICP备13014031号-2    
网站建设:中企动力 武汉二分

武汉节能监察网
武汉节能监察网

微信公众号二维码

公司地址:武汉市江岸区青岛路鄱阳街43号    电话:027-82757715     传真:027-82797739      页面版权所有 © 武汉市节能监察中心

公司地址:武汉市江岸区青岛路鄱阳街43号

电话:027-82757715     传真:027-82797739

页面版权所有 © 武汉市节能监察中心