选烧厂主抽风机转子三元流节能技术改造
水泵、风机节能改造首选射流-尾迹三元流技术
变 频 调速减 小 了阀 门 的节流 损失 ，因而 减 小了 电机 功 率损耗 ，是一种节 能 措施 。但如 果 泵 的运行 工况
是稳 定 的 （ 力 、 量 稳 定 ）变 频 调 速 方 案 就 不 可 压 流 ，
取 。只有针对工况变化频繁或较频繁的水泵采用变
频 调速 才 是可取 的。
术 改 造 产 生 的 节 能效 益 中按 一 定 的 比例 分 成 给 服 务公司。
求 时 ，可 以 采用 的方 式只 有切 割叶轮 或整 体 更换新
泵 。切 割叶轮 是在 流 量 、 扬程 都 减小 时使 用 的方法 ，
技术 改造 工作 流程 见 图 ２
此 时 电机 功 率会减 小 ， 人们 往往 以 为这 样 就会 节能 。
图 １ 叶轮 、 柱 坐 标 （ 中、 及 流 动 速 度 Ｗ 园 Ｒ、 Ｚ）
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维普资讯
风 机 的节能 改造 中发 挥举 足轻 重 的节能 作 用 。从 供
但 要 知道 由于 流 量 的减 小 ， 耗 （ 水 电耗 ） 单 吨 不但 不
减， 反而 会增 加 ， 因为水 泵 自身 的水 力 效 率 已下 降 。
换 装 新泵 ， 于管路 、 座甚 至 电路 、 底 电机都 要 改变 ，
高效三元流技术对高扬程大流量离心泵叶轮的节能改造
高效三元流技术对高扬程大流量离心泵叶轮的节能改造赵文辉【摘要】The operating point deviation, low efficiency and high power consumption problem exist in the running of high lift and large flow rateof horizontal centrifugal pump, the impeller is designed and manufactured through the application of three dimensional flow technology, the impeller is only replaced in the case of original water pump and motor remaining the case, parameter measurement is compared, the efficiency of the pump significantly is improved, which achieves energy saving effect significantly. At the same time, it provides the reference for the efficient way of energy saving for same type water pump and system.%高扬程大流量卧式离心泵运行中存在工况点偏离，效率低下，耗电量大等问题，通过三元流技术对叶轮重新设计制造，在原有水泵及配套电机不变的情况下只更换叶轮，运行中进行参数测试比较，水泵运行效率明显提高，达到显著的节能效果。
同时为同类型水泵及系统的高效节能改造提供借鉴途径。
【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P190-191,213)【关键词】高扬程大流量;双吸泵;三元流技术;改造【作者】赵文辉【作者单位】甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰 730400【正文语种】中文【中图分类】TH3110 引言甘肃省景电工程一期泵站装有16台32Sh-9型双吸离心泵，这些泵是保证景泰川灌区30万亩农田和20万人畜饮水的关键设备。
烧结三元流转子工艺流程21.3.23
10.2 清理工作场地“5S”达标。
1、准备工作：
1.1、根据生产计划任务借阅图纸资料。
1.2、准备加工用刀具、量具、刃具，检查使用设备完好，调整设备加工范围。
1.3、检查吊具安全防范、合理选用吊具、吊绳。
1.4、检查来料毛坯尺寸。
2、实施工作：
2.1、夹主轴一端架中心架，分别按图车削主轴两端面，打中心孔。
2.2、按图粗车各部位尺寸，留半精车、精车余量，转外协热处理、调质。
2.3、半精车各外圆台阶，留精车余量（半精车表面粗糙度达，进行超探35CrMo、40Cr 材料的主轴半精车后进行热处理、稳定处理工序）。
2.4、精车、找正打表、检查中心孔并修研。
表面粗糙度的外圆，端面车至尺寸。
以上外圆端面留磨量0.6～0.7mm。
2.5、检查中心孔、并修研、按主轴轴径处打表。
磨及以上外圆端面达到要求。
注：长度≥4500mm，外圆直径≥600mm的主轴在车床上装磨头工装磨削各外圆及端面。
2.6、清根、修圆角、倒角。
2.7、铣各键槽达到图纸要求。
2.8、若主轴图纸中有振动测量部位，则要求用专用工具对电气不圆度部位进行滚压其方法按照GY0306执行。
3、后序工作：
3.1、自检主轴加工各部位，申请专检，并做专检项记录。
3.2、主轴轴颈部位探伤检查。
3.3、清洁工作现场及机器设备现场“5S”达标。
3.4、图纸、资料、工具、量具归还入库。
三元流技术在循环水泵节能技术改造中的应用实践
案例1三元流多级离心鼓风机技术应用案例
主要技术指标
改变电动机输入频率，以调节电动机的出力
技术来源
项目建成规模
项目建设条件
主要建设和改造内容
对两台机组的六台凝结水泵电动机进行变频改造，采用一拖一 ”
一拖二”设计，电机固定由变频器单独驱动、两台电机、任何时候
附件上海市重点推广节能低碳技术产品简介（年）案例 三 元流多级离心鼓风机技术应用案例
项目名称地点
湖北十堰神定河污水处理厂
关键应用技术名称
三元流多级离心鼓风机
技术内容
.技术原理
、鼓风机进气室的型线以及分流筋片是基于三元流理论进行优化设 计，分流筋片在进气室布置使气流更流畅地进入叶轮，减少了气体 的流动损失。
项目投资回收期（年）
只有一台由变频器驱动，另一台可工频备用。任意一台电机都可以
运行在变频状态也可以运行在工频状态。
主要设备
加装四套电机变频系统
项目投资额（万兀）
项目建设期（月或年）
个月
项目年节能量（折吨标
准煤，电力折标系数吨
标准煤万千瓦时）
项目可形成的年经济
效益（万元）
项目投资回收期（年）
案例 注塑机电机变频改造技术应用案例
更换二台普通多级离心鼓风机为三兀流节能型多级离心鼓风机。
主要备
三元流多级离心鼓风机
项目投资额（万兀）
项目建设期（月或年）
个月
项目年节能量（折吨标 准煤，电力折标系数吨 标准煤万千瓦时）
项目可形成的年经济 效益（万元）
项目投资回收期（年）
案例电机变频调速技术应用案例
应用三元流技术改造循环水泵 实现节能降耗
应用三元流技术改造循环水泵实现节能降耗摘要：胜利石化总厂供排水车间第二循环水场于97年投入运行，正常生产运行3-4台循环水泵，随着机泵长周期的运行，机泵内部部件腐蚀、磨损严重，高耗低效问题日益突出。
为此，车间提出应用三元流技术对8台循环水泵叶轮进行改造，改造后机泵效率得到大幅提升，年节电497万度，减少电费支出326万元，实现节能降耗目的。
关键词：三元流改造叶轮降耗一、石化总厂供排水车间循环水系统现状及存在的问题供排水车间第二循环水场于1997年3月份建成投产，供石化总厂常减压、加氢、焦化、重油催化、气分、空分、硫磺等装置水冷换热设备和机泵设备的冷却用水。
日平均耗电量为50000kWh左右，占全厂耗电总量的10%，是全厂用电大户。
车间有7台型号为600S75B的单级双吸离心循环水泵，设计参数为功率560kW、转速970r/min，流量2710m3/h、额定电流67.9A，1台型号为12sh-9单级双吸离心循环水泵，设计参数为功率220KW，流量790m3/h。
正常生产情况下运行3-4台循环水泵。
随着机泵长周期的运行，机泵内部部件腐蚀、磨损严重，高耗低效问题日益突出：一方面机泵效率逐渐降低，供水能力逐步减少，外送水量由设计值2710m3/h降至目前2090m3/h左右。
另一方面，电耗较高，部分电机发生电流超设计值的情况，不符合目前设备节能降耗的要求。
如何提高机泵的效率，延长其使用寿命，大幅度降低电耗，实现节能任务成为当前急需解决的问题。
为此，车间决定对循环水泵叶轮进行“三元流”改造。
二、叶轮机械“三元流动理论”原理叶轮机械三元流动理论即对径流、混流两类流面适当组合、相互迭代，然后完整地得出气流流过叶轮机械叶片槽道空间的三维变化。
三元流技术是用数学方法和模型来模拟分析叶轮机械复杂的内部流动，使泵的叶轮设计比以前有了改善，设计更合理，所以泵的效率得到了提高。
“射流—尾迹三元流动”理论，把叶轮内部的三元立体空间无限地分割，通过对叶轮流道内的各工作点的分析，建立起完整、真实的叶轮内流动的数学模型。
“三元流”新技术在改造煤矿主水泵节电中的应用(7)
“五小”实用技术项目申报表申报单位: 企管办填报时间：2011年9月5日项目名称“三元流”新技术在改造煤矿主水泵节电中的应用实施时间2011年个人项目姓名性别出生年月文化程度职称工作岗位集体项目参与完成人员黄儒林主要负责人姓名柳建性别男出生年月1970.08 文化程度本科职称高工工作岗位企管办节能环保主要负责人工作节能环保等工作。
项目简述一、概述。
运用“三元流”新技术可对煤矿各类大型水泵进行改造，能显著提高水泵的运行效率，达到节约用电及减少开泵数量的的。
该新技术也是国际上流行的一种简易而行的新技术。
目前国内部分钢铁企业大型循环水泵已运用该技术进行了改造，取得了成功，创造了显著的节能经济效益。
二、运用新技术途径与措施。
煤矿井下大水泵以及地面水厂、水源井水泵等，大型水泵多数没有运用变频调速节电技术实施改造，也受到电压高（如6KV）和投资大等因素的影响。
这些水泵运行中，效率非常低（有的低于70%），电耗高，存在很大的节电空间。
运用“三元流”叶轮改造水泵，能显著提高效率，平均节电率在30%左右，视如变频节电调速技术，它无需庞大的控制设备，免去了设备自身的能耗了，同时又不受防爆条件的限制。
运用该技术还能提高水泵扬程与流量。
三、改造效果。
单台300KW水泵应用“三元流”叶轮改造，投资约20万元。
如朔里矿改造前，1#、2#泵（300KW、400KW）同时运行，日工作18小时，系统运行效率（含负载率）按75%，改造平均节电率按30%计算，那么年节电量就达103.48万度，按0.70元/度电价计算，年节约电费72.43万元。
类似集团公司20家企业推广应用，每单位仍按此容量和数量计算（成本仅1000万元以内即可），一年可节电2069.55万度，创经济效益1448.68万元，扣除1000万元的成本，一年还可获利448.68万元。
那么一年之后每年就可获得1448万元以上的纯利润了。
（计算及改造方案详见附件1、2）可展示形式该新技术项目，主要创新特点集中体现如下：一是该新技术结构简单，无需庞大的控制设备；二是运用该技术不受环境条件的限制（比如防爆要求、电压等级要求、空间和位置要求、环境温度与潮湿情况等），自身无能耗；三是节电率高（水泵效率明显得到提高，节电率达到30%以上）；三是投资小（比同等条件下的变频调速控制投资要小）；四是具有技术好、新颖、先进的特点。
应用三元流技术提高风机效率
至在科教书中也写明：“ 垂直烧结速度和产量与通 过料层的风量近似成正比关系。”据资料介绍，烧 结产量和有效风量有关，数据如表 1 所示。
图1
图2
所以垂直烧结速度和产量与通过料层的风量近 似成正比关系，风量每增加 1%，产量增加 1%。
China 中国 Plant 设备
Engineering 工程
应用三元流技术提高风机效率
张立冬 （山东莱钢股份有限公司炼铁厂，山东 莱芜 271104）
摘要：主抽风机是烧结生产工艺中的关键设备，主要作用是为烧结机提供有效的风量进行抽风烧结，风量大小直接影 响烧结矿的产量，此次将对风机定子和转子的构造进行改造，风机进气箱和叶轮进风口分别采用分流技术使其进气气流均 匀分布，减小气流湍流回旋损失。同时通过叶轮内部的三元立体空间无限分割及对叶轮流道内各工作点的分析，建立起完整、 真实的叶轮内流体流动的数学模型，依据三元流动理论设计出来的叶片形状为不规则曲面形状，叶轮叶片的结构可适应流 体的真实流态，提高了风机整机的运行效率和烧结矿产量。
表 2 SJ9500-1.0/0.855 改造 SJ10500-1.0/0.855——改造前后数据对比表
项目 测试地平均大气压
电机额定电流 电机额定功率 电机运行电流 入口烟气温度 入口烟气密度 入口平均总压 入口测点平均风速 入口测点截面积 入口平均流量 出口平均总压 风机静压升
符号 P Ie Ne Is tj ρ
-11800 50.766 3.4636（DN2100） 10550
864 12664
改造前数值 97600 360.2 3200 310 115 0.747 -11130 45.373 DN2100
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（２）各主抽风机在系统中耗电情况见表 ２。
张和平（１９７２—），男，高级工程师，７３５１００甘肃省嘉峪关市雄关 东路 １２号。
２ 节能改进原理及工业试验方案
２．１ 节能技术原理 应用射流一尾迹三元流动理论，将叶轮内部的
三元立体空间无限地分割，通过对叶轮流道内各工 作点的分析，建立起完整、真实的叶轮内流动的数学
关键词 主抽风机 三元流节能改造 降低电耗 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０１９．０９．０７８
酒钢选烧厂目前有 １＃、２＃、３＃、４＃烧结机，其对应 口形成硬冲击，导致流道不畅，叶片形状为直叶片，
的主抽风机转子均采用传统二元流技术设计的离心 同一截面上流速分布不均匀，易产生紊流，风机叶轮
依据三元流动理论设计出来的叶片形状为不规则曲 问题。但在改造为三元流叶轮过程中，由于受结构
面形状，叶 轮 叶 片 的 结 构 可 适 应 流 体 的 真 实 流 态 所限，新风机转子质量将增重 １２％ ～１８％。为避免
（图 ２），能够控制叶轮内部全部流体质点的速度分 布，叶轮出口 为 射 流 和 尾 迹 （漩 涡 ）的 流 动 特 征，在
２５１
总第 ６０５期
现代矿业
２０１９年 ９月第 ９期
表 ２ 选烧厂烧结系统及主抽风机耗电情况
烧结机规格
系统名称
／ｍ２
系统正常电量 ／（ｋＷｈ／ｄ）
抽烟机 名称
主抽风量 ／（ｍ３／ｍｉｎ）
电机型号
主抽正常电量 ／（ｋＷｈ／ｄ）
系统占比 ／％
１＃烧结机 ２＃烧结机 ３＃烧结机 ４＃烧结机
１３０ １３０ １３０ ２６５
鼓风机叶轮，风机效率低下只有 ７８％ ～８１％；风机 磨损快、主抽风机叶轮更换周期一般为 １～３ａ；同时
旋转时气流与叶片进口形成硬冲击，导致流道不畅， 运行中噪声大，能耗偏高。传统二元流叶轮三维模
风机叶轮磨损快、运行噪声大，能耗偏高。烧结主抽 型见图 １。
风 机 作 为 烧 结 工 序 耗 能 大 户，吨 矿 电 耗 量 占 比
５９１２ ４６５１ ７５８３８ ９８０６８ １４５７１１ １３２４２２
６５．４８ ４９．０１ ４５．１３ ５３．２４
模型［２］。通过这一方法，对叶轮流道分析可做得十 换，该方案除经济型可取外，由于采用原有风机旧
分准确，反映流体的流场、压力分布也最接近实际。 轴，所以转子和轴瓦轴向及径向安装尺寸不会出现
（１）主抽风机设备的配置规格及技术性能参数 见表 １。
表 １ 选烧厂烧结主抽风机配置规格型号
系统名称
１＃烧结机 ２＃烧结机 ３＃烧结机
烧结机规格 ／ｍ２
１３０ １３０ １３０
抽烟机名称
规格型号
转子直径 ×长度 转子吨位
／ｍｍ×ｍｍ
／ｔ
电机型号
电压 ／Ｖ
１＃抽烟机 ２＃抽烟机 ３＃抽烟机
ＴＤ１４３／７５００ ＴＤ１４３／７５００
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０５ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０５期 ２０１９年 ９月第 ９期
选烧厂主抽风机转子三元流节能技术改造
张和平
（酒钢集团宏兴股份公司选烧厂）
摘 要 酒钢选烧厂为了降低烧结工序的电力消耗，通过对烧结工序耗能大户主抽风机转子 的结构原理进行分析，引进新技术风机转子的三元流节能设计，通过改造上线实际生产应用，运行 数据验证能大幅降低转子运行的电耗，得出通过三元流节能改造可实现节电率在 １３．８％以上。
１４．３ Ｔ４０００６／１７３０（４０００ｋＷ） １５００ １５００ １０００
１０００
４＃烧结机
２６５
１＃主抽烟机
ＳＪ１４５０００．８６
／０．６９
３８２０×５７００
２＃主抽烟机
ＳＪ１４５０００．８６
／０．６９
３８２０×５７００
１８ Ｔ６１００６／１７３０（６１００ｋＷ） １００００ １０００ １８ Ｔ５４００６／１７３０（５４００ｋＷ） １００００ １０００
Ｌ３Ｎ３０００
２５００×３９００ ２５００×３９００ ３４００×４２００
６．５ Ｔ２０００４／１４３０（２０００ｋＷ） １００００ ６．５ ＴＤ１４３／６９４（２０００ｋＷ） １００００ １２．４ Ｋ８００２２４０Ｊ（３３５０ｋＷ） １００００
４＃抽烟机
ＳＪ１４０００１．０４１７
／０．８８４７
３６００×４２００
改造实施中不确定的风险，４台烧结机主抽风机节 能改造项目先选取 ４＃烧结机 １＃、２＃主抽风机作为前
设计计算中得以体现，其三元流叶轮的三维模型见 期试点，上线数据验证达到节能指标后，再在其他系
图 ３。因此，设计的叶轮也能更好地满足工况要求， 统主抽推广。
效率显著提高。
图 ２ 三元流叶片各部位适应流体的真实流态
图 ４ 普通风机集流器
图 ３ 三元流叶轮的三维模型
三元流转子技术已趋于成熟，已广泛应用到宁 夏钢铁（集团）有限责任公司 ＳＪ２１０００、唐山东海钢 铁集团有限公司 ＳＪ１８５００、新疆昆仑钢铁有限公司 ＳＪ１８０００、山 西 高 义 钢 铁 有 限 公 司 ＳＪ１８０００等 钢 厂 （同等工况下节电 ８％以上），借鉴经验在烧结主抽 风机上推广应用三元流节能技术，可显著提高风机 效率且降低功耗，节能效果显著。 ２．２ 节能技术改造方案选择
１６１３００ １５５０００ ２１７３００ ５２２３６６．２５
１＃抽烟机 ２＃抽烟机 ３＃抽烟机 ４＃抽烟机 １＃主抽烟机 ２＃主抽烟机
７５００ ７５００ １３５００ １４０００ １４５００ １４５００
Ｔ２０００４／１４３０（１０ｋＶ／２０００ｋＷ） ＴＤ１４３／６９４（１０ｋＶ／２０００ｋＷ） Ｋ８００２２４０Ｊ（１０ｋＶ／３３５０ｋＷ） Ｔ４０００６／１７３０（１０ｋＶ／４０００ｋＷ） Ｔ６１００６／１７３０（１０ｋＶ／６１００ｋＷ） Ｔ５４００６／１７３０（１０ｋＶ／５４００ｋＷ）
４５１３％ ～６５４８％，降低烧结主抽风机电耗是节能
降耗的主攻方向，值得广大烧结工程技术人员研究。
１ 主抽现状及配置参数
国内传统二元流技术设计的离心鼓风机叶轮旋
转时，充满叶片之间的气体在叶片的推动下随之高
速运转，使气体获得大量能量，在惯性离心力的作用
图 １ 传统二元流叶轮的三维模型
下气体的动能和压能增加，从蜗形外壳流出，出口具 有 一定静压的风流［１］。风机旋转时气流与叶片 进