離心式通風機選型與降本增效研究

尹建新，劉明國，王希華，王珍珍

（濱化集團股份有限公司，山東 濱州 256000）

化學工業(yè)及復合材料的快速發(fā)展的同時也存在高溫、高壓、腐蝕等復雜環(huán)境下化學中間氣體排放這一新問題。如何開發(fā)適用于特殊復雜工況的尾氣凈化處理機械裝備是當前風機制造企業(yè)的攻堅方向。玻璃鋼風機是指用玻璃纖維材質(zhì)為主的風機，其最大特點是耐腐蝕，耐酸堿，廣泛應用于化工石油行業(yè)領域，是各類通風機中防腐效果最為明顯的一種風機。然而，其制造成本相對于傳統(tǒng)碳鋼風機略高，因此也受到了質(zhì)疑。為此，以公司項目建設為例，探討化工行業(yè)離心式通風機的選型及降本增效策略。

1 離心式通風機選型

六氟磷酸鋰是鋰離子電池電解液的重要組成物質(zhì)，在有機溶劑中溶解度大，電導率高，安全環(huán)保，是最重要的鋰鹽電解質(zhì)。然而，六氟磷酸鋰合成難度高，涉及高低溫、強腐蝕等極端工況條件，因此需要尾氣風機以排放廢氣。

然而，在尾氣風機材質(zhì)的選型上存在爭論，部分工程師認為碳鋼風機可完全滿足使用要求，且成本低；而另一部分工程師認為碳鋼風機在HF腐蝕環(huán)境下，無法長時間可靠穩(wěn)定工作。為此，濱化集團與通風機行業(yè)龍頭企業(yè)合作研發(fā)，對比選型適用的尾氣風機。

如表1所示，六氟磷酸鋰項目輸送介質(zhì)中含有少量的氫氟酸HF和鹽酸HCL，這對風機耐腐蝕性能提出一定要求?，F(xiàn)給出本項目的工況條件。

表1 六氟磷酸鋰項目工作環(huán)境

1.1 測試環(huán)境

為確保試驗準確性，如圖1所示，選用碳鋼風機與玻璃鋼風機選用外形尺寸與參數(shù)一致，即風量為15000CMH，靜壓為5000Pa，功率為37kW，振動4.5mm/s，噪音105dBA；電機參數(shù)取電壓380V，電流70A，頻率為50Hz，全開電流為64.7A；測試位置面積0.282m2，溫度35℃，大氣密度1.09，最高靜壓5650Pa。

圖1 離心式尾氣風機

1.2 測試結果

針對碳鋼風機與玻璃鋼風機的出風量、軸功率、電流和震動作詳細對比。

如圖2(a)所示，隨著靜壓的增大，出風量總體呈減少趨勢，在相同靜壓條件下，由于碳鋼風機重量較大，其出風量小于玻璃鋼風機的出風量；

圖2(b)所示為相同靜壓條件下的軸功率對比示意圖，可知玻璃鋼風機軸功率相對較小，可歸因于質(zhì)量輕；

圖2(c)所示為相同靜壓條件下的電流對比圖，可知玻璃鋼風機所需電流小，功耗??；

圖2(d)所示為碳鋼風機與玻璃鋼風機震動實測量柱狀圖，可知碳鋼風機與玻璃鋼風機在不同位置處的振動量不存在顯著的差異。

綜上所述，相比碳鋼風機，相同型號的玻璃鋼風機其出風量、能耗方面也具有一定的優(yōu)勢，鑒于耐腐蝕性能考慮，六氟磷酸鋰項目采用玻璃鋼尾風機的效果更佳。

圖2 碳鋼風機與玻璃鋼風機測試結果

2 離心式通風機降本增效

濱化集團新上項目工藝生產(chǎn)過程中，環(huán)境、氣象及體質(zhì)條件復雜，其極端最高氣溫達40.9℃，極端最低氣溫達-22.8℃，年平均最高相對濕度達81%，年最大降雨量達953.9mm，最大風速達28.3m/s，風壓達0.5kPa，抗震設防烈度7度，地震水平加速度達0.1g。

為降本增效，本項目由濱化集團聯(lián)合國內(nèi)一流先進風機生產(chǎn)單位共同開發(fā)，設計助燃風機、引風機和廢氣風機，設計使用壽命10年，連續(xù)運行時間大于8000小時，零部件使用壽命大于3年，轉(zhuǎn)子動平衡符合JB/T 9101規(guī)范之2.5mm/s，風機機組振動符合JB/T 8689規(guī)范之4.5mm/s等級。

2011～2017年濱化集團使用該公司產(chǎn)通風機使用成本如表2所示，相比改進前的原方案，該公司產(chǎn)的通風機成本可降低44.22%，降本增效明顯。

表2 2011～2017年濱化集團使用某公司產(chǎn)通風機降本增效對比

3 結語

本文從濱化集團六氟磷酸鋰項目及其他新上項目所需的通風機入手，詳細對比相同型號碳鋼風機與玻璃鋼的風機出風量、軸功率、電流和振動，闡明玻璃鋼風機的優(yōu)勢，發(fā)現(xiàn)玻璃鋼風機具有顯著的優(yōu)勢。在此基礎上，對比分析項目改造前后的風機使用成本，結果表明，通過優(yōu)化通風機選擇可以達到降本增效目的，使濱化集團風機使用成本降低達44.22%，為化工行業(yè)風機選擇提供了借鑒和指導。