文章摘要： 0 前言為落實國家“開發(fā)與節(jié)約并重”的能源方針，促進經(jīng)濟、生產(chǎn)和社會環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，長期以來我們堅持廠校合作，針對國內(nèi)一些企業(yè)的空調(diào)通風管網(wǎng)系統(tǒng)組織不合理或設(shè)備陳舊，造成能源浪費并危害環(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)通風系統(tǒng)與設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改進和方案分析，說明能否從加快技術(shù)改造著手，達到對癥下藥、合理匹配和高效運行是大型耗能企業(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)通風管網(wǎng)系統(tǒng)的合理設(shè)計 隨著我國各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大、各類大型空調(diào)通風耗能設(shè)備相繼投產(chǎn)，使其進一步成為......

0 前言

為落實國家“開發(fā)與節(jié)約并重”的能源方針，促進經(jīng)濟、生產(chǎn)和社會環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，長期以來我們堅持廠校合作，針對國內(nèi)一些企業(yè)的空調(diào)通風管網(wǎng)系統(tǒng)組織不合理或設(shè)備陳舊，造成能源浪費并危害環(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)通風系統(tǒng)與設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改進和方案分析，說明能否從加快技術(shù)改造著手，達到對癥下藥、合理匹配和高效運行是大型耗能企業(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)通風管網(wǎng)系統(tǒng)的合理設(shè)計

隨著我國各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大、各類大型空調(diào)通風耗能設(shè)備相繼投產(chǎn)，使其進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)通風管網(wǎng)匹配不合理，使設(shè)備低效運行而造成的損耗，同時還會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并聯(lián)運行方式，實際運行中往往出現(xiàn)多臺同時啟動，系統(tǒng)的通風效率無明顯區(qū)別，不能滿足大風量工況的要求，這與系統(tǒng)總體設(shè)計不盡合理有極大關(guān)系。

如圖1所示，上述石化腈綸廠的通風系統(tǒng)中配用了多臺容量為40KW的排風機并聯(lián)運行，系統(tǒng)運行的耗電量約為300萬度/年，圖中R為系統(tǒng)阻力特性曲線，P1－Q為單機運行特性曲線，P2－Q、P3－Q 、P4－Q 、P5－Q 、P6－Q ……Pn－Q，分別為n臺機并聯(lián)時的運行特性曲線。例如，假設(shè)六臺機并聯(lián)的流量為Q6，此時相應(yīng)單機流量為QB，可見，并聯(lián)臺數(shù)越多則增益就越小，由于通風管網(wǎng)匹配不合理會導致單機運行工況點遠離高效運行區(qū)域，使運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)通風設(shè)備的運行效率一般為80％左右，而此系統(tǒng)中單機的實際運行效率通常只能達到原來高效值的30％，由于低效運行所造成的電力浪費約為一至二百萬度/年，同時帶來空氣污染問題。

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)生標準規(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。同時高囪的建設(shè)投資大，且目前采用的幾臺甚至十幾臺排風機并聯(lián)運行，會帶來空調(diào)通風管網(wǎng)系統(tǒng)的低效運行和環(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和環(huán)境污染問題。以將這類并聯(lián)系統(tǒng)改造成獨立通風除塵和空氣凈化系統(tǒng)為例，系統(tǒng)中單套排風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間.

圖1 通風機并聯(lián)運行特性曲線 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)除塵凈化風機的節(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)品有利于防止細長織物被吸至風機進口纏繞與前盤上，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)所使用的粗紗機吸塵風機的運行效率，經(jīng)對部分紡織行業(yè)現(xiàn)役粗紗工序通風機的現(xiàn)場檢測，其運行效率大多僅為20～30％左右。

在此，我們以某紡機公司所生產(chǎn)的專用通風機為對象，討論我們進行的節(jié)能技術(shù)改造工作，根據(jù)對某型紡織粗紗機吸塵風機具體運行使用條件的分析，鑒于其進口風箱前設(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)計方案完全能夠滿足細小塵粒和纖維的順利排除，同時在兼顧效率和改善積灰條件的前提下，盡量采用機翼型葉片，此外還通過增設(shè)蝸殼和出口擴散導流器，減少了動壓損失。表1為我們對原始裝置的風機改進后所進行的現(xiàn)場測試結(jié)果的比較。

表1 改進前后實際測試結(jié)果對比

根據(jù)測試結(jié)果可計算得出改進后的風機效率達到原機效率的三倍，如以原機型達到改進后的風機性能來進行相似換算，則原機型需要5.2kW，相差約3kW。該企業(yè)目前在國內(nèi)紡織行業(yè)的粗紗紡機銷售量為500臺/年，假設(shè)運行時間為24h×300天/年，以工業(yè)用電0.5元/度計算，則可節(jié)約540萬元/年。

1.3 電機改造和調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)系統(tǒng)中電機的應(yīng)用量和耗電量極大，約占整個工業(yè)系統(tǒng)總耗電量的60％以上，統(tǒng)計表明目前正在運行中的產(chǎn)品存在著電機與負載匹配不合理，采用比較落后的阻力調(diào)節(jié)方式，負載的經(jīng)濟運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)的高負荷來設(shè)計的，而系統(tǒng)的負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，必然會消耗大量能源，同時存在調(diào)節(jié)范圍狹窄、閥門開度與流量成非線性關(guān)系，不利于自動控制等缺點。而采用電機調(diào)速技術(shù)，使運行特性曲線由n1趨向于n2，工況點則由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)濟運行狀況合理選用，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，并可不用更換電機、影響正常生產(chǎn)。

隨著工業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，目前電機總裝機容量有了進一步的增加，新增加部分一般都采用了新型號產(chǎn)品，同時對于運行工況需要進行調(diào)節(jié)的場合大多采用了調(diào)速技術(shù)，負載的經(jīng)濟運行效率較高，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)濟運行狀況合理選用，以應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)為

表2 金山石化通風凈化動力設(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)通風與除塵凈化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造是一個龐大的系統(tǒng)工程，是一個多學科、多層次的長期工作。如上所述僅是近年來我們堅持走產(chǎn)、學、研道路所取得的一些應(yīng)用性技術(shù)成果。對于空調(diào)通風與除塵凈化等動力設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造應(yīng)堅持從管網(wǎng)系統(tǒng)合理設(shè)計與匹配、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入手，才能取得更大的社會和經(jīng)濟效益。

參考文獻

1. GB3095-82 大氣環(huán)境質(zhì)量標準.北京:中國標準出版社,1982

2. 茅清希. 工業(yè)通風. 上海：同濟大學出版社，1998

3. B．埃克. 通風機. 北京：機械工業(yè)出版社，1993

4. 揚詩成,王喜魁. 泵與風機. 北京：中國電力出版社，1990