文章摘要： 0 前言為落實(shí)國家“開發(fā)與節(jié)約并重”的能源方針，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)和社會(huì)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，長期以來我們堅(jiān)持廠校合作，針對國內(nèi)一些企業(yè)的空調(diào)通風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)組織不合理或設(shè)備陳舊，造成能源浪費(fèi)并危害環(huán)境，分析和尋找問題的癥結(jié)，尤其是對相關(guān)企業(yè)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)與設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改進(jìn)和方案分析，說明能否從加快技術(shù)改造著手，達(dá)到對癥下藥、合理匹配和高效運(yùn)行是大型耗能企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造的關(guān)鍵問題之一。 1 系統(tǒng)技術(shù)改造分析 1.1 空調(diào)通風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì) 隨著我國各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、各類大型空調(diào)通風(fēng)耗能設(shè)備相繼投產(chǎn)，使其進(jìn)一步成為......

0 前言

為落實(shí)國家“開發(fā)與節(jié)約并重”的能源方針，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)和社會(huì)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，長期以來我們堅(jiān)持廠校合作，針對國內(nèi)一些企業(yè)的空調(diào)通風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)組織不合理或設(shè)備陳舊，造成能源浪費(fèi)并危害環(huán)境，分析和尋找問題的癥結(jié)，尤其是對相關(guān)企業(yè)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)與設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改進(jìn)和方案分析，說明能否從加快技術(shù)改造著手，達(dá)到對癥下藥、合理匹配和高效運(yùn)行是大型耗能企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造的關(guān)鍵問題之一。

1 系統(tǒng)技術(shù)改造分析

1.1 空調(diào)通風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)

隨著我國各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、各類大型空調(diào)通風(fēng)耗能設(shè)備相繼投產(chǎn)，使其進(jìn)一步成為典型的耗能大戶。如以國內(nèi)某石化腈綸廠為例，其年耗電近千萬度，其中不但存在由于空調(diào)通風(fēng)管網(wǎng)匹配不合理，使設(shè)備低效運(yùn)行而造成的損耗，同時(shí)還會(huì)影響其空氣處理和凈化效果并污染環(huán)境。例如在有害氣體高囪排放系統(tǒng)中，各車間大多采用多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行方式，實(shí)際運(yùn)行中往往出現(xiàn)多臺(tái)同時(shí)啟動(dòng)，系統(tǒng)的通風(fēng)效率無明顯區(qū)別，不能滿足大風(fēng)量工況的要求，這與系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)不盡合理有極大關(guān)系。

如圖1所示，上述石化腈綸廠的通風(fēng)系統(tǒng)中配用了多臺(tái)容量為40KW的排風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行的耗電量約為300萬度/年，圖中R為系統(tǒng)阻力特性曲線，P1－Q為單機(jī)運(yùn)行特性曲線，P2－Q、P3－Q 、P4－Q 、P5－Q 、P6－Q ……Pn－Q，分別為n臺(tái)機(jī)并聯(lián)時(shí)的運(yùn)行特性曲線。例如，假設(shè)六臺(tái)機(jī)并聯(lián)的流量為Q6，此時(shí)相應(yīng)單機(jī)流量為QB，可見，并聯(lián)臺(tái)數(shù)越多則增益就越小，由于通風(fēng)管網(wǎng)匹配不合理會(huì)導(dǎo)致單機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離高效運(yùn)行區(qū)域，使運(yùn)行效率從原來高效區(qū)的η’下降至低效區(qū)的η”。 據(jù)查此類空調(diào)通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行效率一般為80％左右，而此系統(tǒng)中單機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率通常只能達(dá)到原來高效值的30％，由于低效運(yùn)行所造成的電力浪費(fèi)約為一至二百萬度/年，同時(shí)帶來空氣污染問題。

即使這種高囪排放能將有害氣體的排放濃度控制在不超過國家有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[1] 的范圍內(nèi)，但畢竟仍將大量未凈化或凈化不完全的有害氣體直接排入了大氣層。因此，目前國內(nèi)外均不推薦這種排放方法。同時(shí)高囪的建設(shè)投資大，且目前采用的幾臺(tái)甚至十幾臺(tái)排風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，會(huì)帶來空調(diào)通風(fēng)管網(wǎng)系統(tǒng)的低效運(yùn)行和環(huán)保問題。只有通過針對性的系統(tǒng)技術(shù)改造,才能改善這種能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。以將這類并聯(lián)系統(tǒng)改造成獨(dú)立通風(fēng)除塵和空氣凈化系統(tǒng)為例，系統(tǒng)中單套排風(fēng)和除塵凈化裝置約為3～4萬元，整套技術(shù)改造投資在50萬元左右，投資回收期為半年左右的時(shí)間.

圖1 通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行特性曲線 圖2 兩種調(diào)節(jié)方式的特性比較

1.2 紡織空調(diào)系統(tǒng)除塵凈化風(fēng)機(jī)的節(jié)能技術(shù)改造

國內(nèi)紡織行業(yè)用于粗紗工序中含塵粒、纖維的空氣處理系統(tǒng)中，廣泛采用半開式離心葉輪，這種產(chǎn)品有利于防止細(xì)長織物被吸至風(fēng)機(jī)進(jìn)口纏繞與前盤上，但所帶來的問題是這種半開式離心葉輪的效率往往偏低，實(shí)際使用中又由于管網(wǎng)匹配不盡合理等因素，更是大大降低了國內(nèi)紡織行業(yè)所使用的粗紗機(jī)吸塵風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，經(jīng)對部分紡織行業(yè)現(xiàn)役粗紗工序通風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場檢測，其運(yùn)行效率大多僅為20～30％左右。

在此，我們以某紡機(jī)公司所生產(chǎn)的專用通風(fēng)機(jī)為對象，討論我們進(jìn)行的節(jié)能技術(shù)改造工作，根據(jù)對某型紡織粗紗機(jī)吸塵風(fēng)機(jī)具體運(yùn)行使用條件的分析，鑒于其進(jìn)口風(fēng)箱前設(shè)有能夠阻擋較大塵粒和纖維的網(wǎng)絲為40目的擋塵網(wǎng)，因此采用閉式葉輪設(shè)計(jì)方案完全能夠滿足細(xì)小塵粒和纖維的順利排除，同時(shí)在兼顧效率和改善積灰條件的前提下，盡量采用機(jī)翼型葉片，此外還通過增設(shè)蝸殼和出口擴(kuò)散導(dǎo)流器，減少了動(dòng)壓損失。表1為我們對原始裝置的風(fēng)機(jī)改進(jìn)后所進(jìn)行的現(xiàn)場測試結(jié)果的比較。

表1 改進(jìn)前后實(shí)際測試結(jié)果對比

根據(jù)測試結(jié)果可計(jì)算得出改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)效率達(dá)到原機(jī)效率的三倍，如以原機(jī)型達(dá)到改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)性能來進(jìn)行相似換算，則原機(jī)型需要5.2kW，相差約3kW。該企業(yè)目前在國內(nèi)紡織行業(yè)的粗紗紡機(jī)銷售量為500臺(tái)/年，假設(shè)運(yùn)行時(shí)間為24h×300天/年，以工業(yè)用電0.5元/度計(jì)算，則可節(jié)約540萬元/年。

1.3 電機(jī)改造和調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)系統(tǒng)中電機(jī)的應(yīng)用量和耗電量極大，約占整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)總耗電量的60％以上，統(tǒng)計(jì)表明目前正在運(yùn)行中的產(chǎn)品存在著電機(jī)與負(fù)載匹配不合理，采用比較落后的阻力調(diào)節(jié)方式，負(fù)載的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率較差且尚有不少屬于低效率的老型號產(chǎn)品。如圖

2所示，由于額定流量和功率是按照系統(tǒng)的高負(fù)荷來設(shè)計(jì)的，而系統(tǒng)的負(fù)荷卻常常是隨著工藝過程的需求而變化的。所以，在許多情況下，設(shè)備都運(yùn)行在額定容量以下，因此需要采用各種工況調(diào)節(jié)手段。用普通閥門通過增加流阻來調(diào)節(jié)工況，必然會(huì)消耗大量能源，同時(shí)存在調(diào)節(jié)范圍狹窄、閥門開度與流量成非線性關(guān)系，不利于自動(dòng)控制等缺點(diǎn)。而采用電機(jī)調(diào)速技術(shù)，使運(yùn)行特性曲線由n1趨向于n2，工況點(diǎn)則由1趨向于3。圖2所示普通閥門調(diào)節(jié)比應(yīng)用調(diào)速技術(shù)所增加的揚(yáng)程（壓頭）損失為H2－H3。目前的調(diào)速技術(shù)中有變頻調(diào)速、液壓耦合調(diào)速、電磁耦合調(diào)速和串級調(diào)速等，可根據(jù)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況合理選用，以應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)為

例，系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達(dá)到30～40％左右，且變頻調(diào)速具有效率高、調(diào)速范圍廣、速度變化平滑等特點(diǎn)，并可不用更換電機(jī)、影響正常生產(chǎn)。

隨著工業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，目前電機(jī)總裝機(jī)容量有了進(jìn)一步的增加，新增加部分一般都采用了新型號產(chǎn)品，同時(shí)對于運(yùn)行工況需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的場合大多采用了調(diào)速技術(shù)，負(fù)載的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率較高，取得了比較好的節(jié)電效果。表2為金山石化近年耗電設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，充分說明企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造的潛力是非常巨大的。的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況合理選用，以應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)為

表2 金山石化通風(fēng)凈化動(dòng)力設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造數(shù)據(jù)表

2 結(jié)束語

企業(yè)空調(diào)通風(fēng)與除塵凈化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，是一個(gè)多學(xué)科、多層次的長期工作。如上所述僅是近年來我們堅(jiān)持走產(chǎn)、學(xué)、研道路所取得的一些應(yīng)用性技術(shù)成果。對于空調(diào)通風(fēng)與除塵凈化等動(dòng)力設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造應(yīng)堅(jiān)持從管網(wǎng)系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)與匹配、設(shè)備改造更新和調(diào)節(jié)、調(diào)速技術(shù)的提高等多方面同時(shí)入手，才能取得更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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