風機軸承冷卻係統的一種節水(shuǐ)方式

2013-01-07

黃奇 練(liàn)中軍 李國林
(神火集團佛光鋁業有限公司電解鋁二廠)
  摘 要:介紹電解(jiě)鋁廠煙氣淨化係統風機軸承高位自流式供水冷卻裝(zhuāng)置(zhì)的結構,該結構的應用節約了水電的消耗。
  關鍵詞:風機(jī);冷卻;節水;節電
  一、問(wèn)題的提出
  神火(huǒ)集團電解鋁二廠煙(yān)氣淨化(huà)係統(tǒng)中的主排煙風機、羅茨風機(jī),其軸承的冷卻係統原設計(jì)是廠區水網供水,水冷卻後(hòu)未加利用直接排放,存在嚴重的水資源浪費和電能消耗,不僅影響企業(yè)的經濟效益,而且違(wéi)背國家節水節能政策(cè)。該煙氣淨化係統設有8台主排煙風機和6台羅茨風機(一、二(èr)期各有4台主排煙風(fēng)機和(hé)3台羅茨風機)。
  1.單台風機冷卻用水量夏季(jì)接近(jìn)3m3/h,冬季一般在1m3/h左右(yòu),全年平均基本為1.5m3/h,即單台風機(jī)每天用水量1.5×24=36m3,一、二期各為36×7=252m3/h,兩期共(gòng)計504m3
  2.風(fēng)機水源來自加泵房,雖使用變(biàn)頻控製(zhì),風機在冷卻(què)用水時的負荷為80%,即37×80%=29.6kW。
  3.因管路(lù)破(pò)裂或(huò)其他原因停止供水時,風機須停止運行,這時大量物料飛(fēi)揚造(zào)成電解車間生(shēng)產環境極其惡劣,嚴重影(yǐng)響工(gōng)人身心健康(kāng),同時浪費了原料,也汙染了環境。該煙氣(qì)淨化係(xì)統風機,自運行以來已被迫停運10餘次。
  4.存在較大的安全隱患,水網突然停水或管路破裂,如若不能及時發現,將導致風(fēng)機(jī)事故的發(fā)生。
  二、節水節電措施
  針對上述問題進行了研究分析,決定對煙氣淨化係統增添循環水係統(tǒng),可較好地減少水量流失,節約水資源,但能否(fǒu)Z大程度地減少電能消耗是關鍵所在。Z終製定了高位(wèi)自流式(shì)供水(shuǐ)方案,並對(duì)該(gāi)方(fāng)案與(yǔ)水網(wǎng)供水和直(zhí)接循環供水方式(shì)進行了比較,此處以一期為例。
  1.廠區水網(wǎng)供水,運(yùn)行設計壓力0.15MPa,單(dān)台風機供水量達3m3/h,滿足了軸承冷(lěng)卻需求。
  2.直(zhí)接循環供水方式(圖1中①),考慮到夏季用水需求及設計餘量,選擇水泵的流量24m3/h、功率3.5kW,輸(shū)送壓力可達0.24MPa,單台風機供水(shuǐ)量(liàng)達3.42m3/h,能起到很好的冷卻作用,也節約了大量水資源。但水泵電(diàn)機必須時刻運轉,電能消耗一直存在,在節約電能上不是Z佳方案。

圖1 供水示意圖
(實線進水(shuǐ),虛線回水)
  3.高位自流式供水(圖1中②),循環水係統采用(yòng)雙水(shuǐ)池(chí)供水,選擇的水泵流量24m3/h、功率3.5kW。將地麵水池的水打到18m高處,當水下流時(shí),可產生0.18MPa的(de)壓力和5.70m3/h的流量。該流量由高度和水管直徑確定,並安裝閥門可根(gēn)據(jù)實際運行進行調節。高位水池的位置可設置在房屋或除(chú)塵器頂部,其容積根據現場條件確定,此處設計為39m3。其工(gōng)作方式是開動水泵,將地麵水池中的水泵進高位水池,水池盛滿水後關停(tíng)電機。經過煙氣淨化係統工作3h後水池中的水減為7.5m3,由下水池補水,水泵啟動並運行2.34h,然後(hòu)進入下一循環。一般水泵每天啟(qǐ)動4到5次,即累計(jì)運行時間平均10.5h。此方案利用水下流自重產生的壓力進行軸承冷卻,既能滿足冷卻目的,又能減少(shǎo)電能的消耗(hào)。同時,由於水源來自加壓泵房,增加水循環係統除全廠生活用水和水路消耗以外,不存在其他水量流失。加(jiā)壓泵房電機功率降(jiàng)到(dào)全負荷的70%左右,即37×70%=25.9kW,每天(tiān)可減(jiǎn)少電能(29.6-25.9)×24=88.8kW•h,考慮到循(xún)環水泵電機功率為3.5kW,流量24m3/h,實際每(měi)天間歇運行(háng)10.5h即滿足了生產需要,故一、二期采用此節能供水方(fāng)案(àn)後,每天可減少電耗3.5×(24-10.5)×2=94.5kW•h。
  4.高(gāo)位自流(liú)式供水係統與水(shuǐ)網供水綜合比較,年節水183960m3,節電32412kW•h。與直接循環供水方式綜合比較,年節電34492.5kW•h,且由於運行時間的縮短,大(dà)大延長了水泵的使用(yòng)壽命。
  5.該煙氣淨(jìng)化係統風機節能供水係統(tǒng),采用液位計進行上水池(chí)補(bǔ)水控製,並將信號(hào)接到主控室(shì),充分利(lì)用了現有自動化條件。
  運行(háng)以來多次避免了被迫(pò)停機(jī)事情的發生,解決了生產中存(cún)在的諸多問題,徹底整治了因突然缺水造成(chéng)重大設備事故發生的隱患,經濟效益顯著。
  三、冷卻(què)效(xiào)果的比較
  為確保係統安全穩定運行,要(yào)求對風機(jī)軸(zhóu)承(chéng)溫度進行(háng)不間斷的監測(cè),並作詳細的記(jì)錄,以3#主排煙風機2006年6月15日記錄數據為例,與2005年6月15的比較見表1。
  
表(biǎo)1  軸承壓(yā)力、流量、溫度比較
  從表1中可(kě)以看出,軸承(chéng)溫度(dù)基本變(biàn)化不(bú)大,隻是在中午時段稍有偏高,理論分析應該是外(wài)界環境溫度對池(chí)中水溫(wēn)的影響考慮到Z高環境溫度一般不高於40℃及風機軸承溫度要求不高於75℃,說明該係統可滿足風機運(yùn)行要求。
來源:《設備管理與維修》2007年04期
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