作者:黄奇 练中军 李国林
(神火集团佛光铝业有限公司电解铝二厂)
摘 要:介绍电解铝厂烟气净化系统风机轴承高位自流式供水冷却装置的结构,该结构的应用节约了水电的消耗。
关键词:风机;冷却;节水;节电
一、问题的提出
神火集团电解铝二厂烟气净化系统中的主排烟风机、罗茨风机,其轴承的冷却系统原设计是厂区水网供水,水冷却后未加利用直接排放,存在严重的水资源浪费和电能消耗,不仅影响企业的经济效益,而且违背国家节水节能政策。该烟气净化系统设有8台主排烟风机和6台罗茨风机(一、二期各有4台主排烟风机和3台罗茨风机)。
1.单台风机冷却用水量夏季接近3m3/h,冬季一般在1m3/h左右,全年平均基本为1.5m3/h,即单台风机每天用水量1.5×24=36m3,一、二期各为36×7=252m3/h,两期共计504m3。
2.风机水源来自加泵房,虽使用变频控制,风机在冷却用水时的负荷为80%,即37×80%=29.6kW。
3.因管路破裂或其他原因停止供水时,风机须停止运行,这时大量物料飞扬造成电解车间生产环境极其恶劣,严重影响工人身心健康,同时浪费了原料,也污染了环境。该烟气净化系统风机,自运行以来已被迫停运10余次。
4.存在较大的安全隐患,水网突然停水或管路破裂,如若不能及时发现,将导致风机事故的发生。
二、节水节电措施
针对上述问题进行了研究分析,决定对烟气净化系统增添循环水系统,可较好地减少水量流失,节约水资源,但能否Z大程度地减少电能消耗是关键所在。Z终制定了高位自流式供水方案,并对该方案与水网供水和直接循环供水方式进行了比较,此处以一期为例。
1.厂区水网供水,运行设计压力0.15MPa,单台风机供水量达3m3/h,满足了轴承冷却需求。
2.直接循环供水方式(图1中①),考虑到夏季用水需求及设计余量,选择水泵的流量24m3/h、功率3.5kW,输送压力可达0.24MPa,单台风机供水量达3.42m3/h,能起到很好的冷却作用,也节约了大量水资源。但水泵电机必须时刻运转,电能消耗一直存在,在节约电能上不是Z佳方案。

图1 供水示意图
(实线进水,虚线回水)
3.高位自流式供水(图1中②),循环水系统采用双水池供水,选择的水泵流量24m3/h、功率3.5kW。将地面水池的水打到18m高处,当水下流时,可产生0.18MPa的压力和5.70m3/h的流量。该流量由高度和水管直径确定,并安装阀门可根据实际运行进行调节。高位水池的位置可设置在房屋或除尘器顶部,其容积根据现场条件确定,此处设计为39m3。其工作方式是开动水泵,将地面水池中的水泵进高位水池,水池盛满水后关停电机。经过烟气净化系统工作3h后水池中的水减为7.5m3,由下水池补水,水泵启动并运行2.34h,然后进入下一循环。一般水泵每天启动4到5次,即累计运行时间平均10.5h。此方案利用水下流自重产生的压力进行轴承冷却,既能满足冷却目的,又能减少电能的消耗。同时,由于水源来自加压泵房,增加水循环系统除全厂生活用水和水路消耗以外,不存在其他水量流失。加压泵房电机功率降到全负荷的70%左右,即37×70%=25.9kW,每天可减少电能(29.6-25.9)×24=88.8kW•h,考虑到循环水泵电机功率为3.5kW,流量24m3/h,实际每天间歇运行10.5h即满足了生产需要,故一、二期采用此节能供水方案后,每天可减少电耗3.5×(24-10.5)×2=94.5kW•h。
4.高位自流式供水系统与水网供水综合比较,年节水183960m3,节电32412kW•h。与直接循环供水方式综合比较,年节电34492.5kW•h,且由于运行时间的缩短,大大延长了水泵的使用寿命。
5.该烟气净化系统风机节能供水系统,采用液位计进行上水池补水控制,并将信号接到主控室,充分利用了现有自动化条件。
运行以来多次避免了被迫停机事情的发生,解决了生产中存在的诸多问题,彻底整治了因突然缺水造成重大设备事故发生的隐患,经济效益显著。
三、冷却效果的比较
为确保系统安全稳定运行,要求对风机轴承温度进行不间断的监测,并作详细的记录,以3#主排烟风机2006年6月15日记录数据为例,与2005年6月15的比较见表1。
表1 轴承压力、流量、温度比较
从表1中可以看出,轴承温度基本变化不大,只是在中午时段稍有偏高,理论分析应该是外界环境温度对池中水温的影响考虑到Z高环境温度一般不高于40℃及风机轴承温度要求不高于75℃,说明该系统可满足风机运行要求。
来源:《设备管理与维修》2007年04期