離心風機是一種依靠輸入機械能(氣體進入旋轉(zhuǎn)的葉片通道，在離心力的作用下被壓縮并跑向葉輪外緣)提高氣體壓力并排送氣體的機械，廣泛運用于水泥生產(chǎn)線各需要空氣動能的領域，在水泥工業(yè)生產(chǎn)中扮演著十分重要的角色，離心風機在使用過程能耗高，屬于大型高耗能機械。
國家在“十一五”期間提出了節(jié)能減排政策措施開始，到“十三五”期間國務院印發(fā)的《十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》。節(jié)能降耗已經(jīng)成為近些年來水泥生產(chǎn)中的重點改進方向。而離心風機的能耗在整個生產(chǎn)能耗中占比極大，從而離心風機的降耗改造工作成為了工作重心。
傳統(tǒng)離心風機運行能耗太高最主要的原因是風機實際運行效率偏低。離心風機運行效率低下主要是因為一下兩個方面的原因：
一、風機的設計與制作
1、氣動模型老舊
風機設備生產(chǎn)廠家氣動模型老舊，本身設計效率偏低。
風機的氣動模型基于自身動力學方程與運動學方程，描述了其姿態(tài)、速度、位置等運動參數(shù)與風機葉輪氣動參數(shù)之間的關(guān)系。并直接決定了風機運行效率。
建國初期我國工業(yè)基礎薄弱，風機行業(yè)作為新生行業(yè)同樣不例外，為了滿足市場需求我國風機設備生產(chǎn)廠家的氣動模型主要引進于國外企業(yè)的淘汰品類，而我國的經(jīng)濟形勢造成了大部分風機生產(chǎn)企業(yè)一直使用這些老舊落后的氣動模型進行初始設計。沒有對模型進行更新升級，本身設計效率偏低。
2、系列型譜不全
型譜數(shù)據(jù)稀少，多采用替代模型設計，設計時就已經(jīng)存在偏差。
所謂型譜(圖1為鍋爐引風機系列型譜)是對于不同的風機運行參數(shù)有對應模型機與之對應，這樣才能保證風機的設計符合風機的實際工況。若找不到相對應的風力模型，風機設計就沒有理論數(shù)據(jù)支撐。一般的風機廠家會選擇在相近的風力模型中進行替代設計，實際運行工況與設計工況有較大的偏差。導致風機實際運行效率偏低。
圖1
3、制作加工精度
行業(yè)傳統(tǒng)制作加工精度不足，累計誤差較大，產(chǎn)品不能達到設計要求，導致實際產(chǎn)品運行工況偏離設計工況，風機運行點偏離設計高效點。
離心風機主要制作工序流程為：下料、成型、鉚接、焊接、熱處理、校正、機加工、裝配、外觀處理。在風機設備生產(chǎn)制作過程中每一道工序都存在著制作誤差。
風機生產(chǎn)廠家的制作加工精度決定了實際產(chǎn)出的產(chǎn)品與產(chǎn)品設計要求的符合度。
傳統(tǒng)制作模式中由于制作工藝落后、生產(chǎn)設備陳舊等因素的影響較大成品誤差，而行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)廠商多沿用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、設備更新滯后導致實際產(chǎn)品與設計要求相差甚遠，風機運行效率遠遠達不到設計效率。
4、生產(chǎn)線建立時原始風機設計富余量過大
在生產(chǎn)線建設初始設計時為了保證生產(chǎn)系統(tǒng)能正常運行，設計單位會對所有設備的設計參數(shù)留有一定的富余量。
而風機設計參數(shù)余量系數(shù)過大，則實際運行參數(shù)遠低于設計參數(shù)。下表為6000t/d產(chǎn)量規(guī)模的水泥熟料生產(chǎn)線(窯尾高溫風機以及生料磨循環(huán)風機)原始設計參數(shù)與實際運行參數(shù)對比：
我們通過大量的風機測定數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，實際風機實際運行參數(shù)均遠遠小于設計參數(shù)，嚴重偏離風機高效運行區(qū)間點。
以福建塔牌水泥有限公司(該公司擁有2條5000T/D水泥熟練生產(chǎn)線)為例，實測2#窯尾高溫風機風量為680000m³/h，遠低于額定風量860000m³/h;該公司1#生料磨循環(huán)風機每小時實測風量為620000m³/h，遠低于額定風量860000m³/h。風機嚴重偏離設計額定工況點，風機運行不在高效的運行區(qū)間。
5、系統(tǒng)管網(wǎng)設計不合理
系統(tǒng)管網(wǎng)設計不合理，導致系統(tǒng)阻力增加，從而直接導致風機偏離實際設計工況點(如圖3)。
部分生產(chǎn)系統(tǒng)初始建造時由于資金或建造面積等客觀因素的影響，基于當時的生產(chǎn)工藝設計時造成管網(wǎng)布局不合理，系統(tǒng)阻力增大;部分生產(chǎn)系統(tǒng)則是因為生產(chǎn)工藝的革新，在后續(xù)改造過程中造成了管網(wǎng)系統(tǒng)布局不合理，系統(tǒng)阻力增大。
二、風機的運行與維護
1、調(diào)節(jié)方式不合理
出于成本考慮，部分企業(yè)采用進口風門方式進行風機的流量調(diào)節(jié)。
調(diào)節(jié)風門本身就有壓力損失，即使在調(diào)節(jié)風門全開的情況下系統(tǒng)阻力依然有一定數(shù)值的增加，而采用調(diào)節(jié)風門作為調(diào)節(jié)手段，大部分情況下調(diào)節(jié)風門是未全開的，這種情況下系統(tǒng)阻力的增加量極大。
并且部分劣質(zhì)風門在使用過程中出現(xiàn)風門葉片內(nèi)部變形，增加系統(tǒng)阻力的同時，還導致風機進口流場紊亂，流體進入風機葉輪角度嚴重偏離原始設計角度。
對于還在使用進口風門調(diào)節(jié)，且風門開度較低的廠家建議將風門更換變頻器調(diào)節(jié)。以衡陽紅獅水泥有限公司為例，2016年實測該公司生料磨循環(huán)風機風門阻力為900Pa。在去掉風門，改用變頻器調(diào)節(jié)方式以后，風機每小時運行功率降低500KW，同時震動大幅度降低。
2、現(xiàn)場安裝施工不達標
嚴格意義上講風機設備的現(xiàn)場安裝才是風機設備的最后一道裝配工序。部分相對尺寸精度要求較高，需要嚴格按照設計要求進行裝配安裝?，F(xiàn)場安裝施工不達標，達不到設計尺寸要求，同樣會影響風機的實際運行效率。
現(xiàn)目前大多數(shù)企業(yè)都是采用的外協(xié)施工單位進行設備安裝，而大部分外協(xié)施工單位并不是專業(yè)的風機安裝隊伍，如果又遇到用戶企業(yè)和設備廠商在安裝過程監(jiān)管不到位，驗收不嚴格。就會出現(xiàn)安裝誤差。
例如葉輪進口與進風口集風器的間隙尺寸要求。這一配合尺寸需要根據(jù)風機的實際運行環(huán)境，考慮到熱變形量的影響，計算出嚴格相對位移量，才能確定冷態(tài)安裝時的間隙尺寸。然而很多安裝隊伍、用戶企業(yè)和設備廠商僅僅以互相之間不擦殼為標準進行要求和驗收。這種情況下設備正常運行時此間隙尺寸與設計時偏差太大，會造成風機內(nèi)部流體型線改變、葉輪內(nèi)外兩個區(qū)域的竄風等問題，影響風機實際運行效率。這樣的配合尺寸還有很多如轉(zhuǎn)子的水平度、轉(zhuǎn)子與殼體的垂直度等。
3、檢修不及時、運行管理不到位
漏風、堵塞：由于自然損耗的影響，會出現(xiàn)管網(wǎng)大量漏風。從工藝角度來說，這本身就是增加了離心風機的無用功;管網(wǎng)堵塞、積灰的道理同第一點第五條。
磨損：特別是高溫或者粉塵含量較多的環(huán)境中，很容易出現(xiàn)風機進口集流器以及葉輪的磨損。使用廠家不及時檢查，對于磨損部位不能及時檢修，導致風機內(nèi)部流體型線發(fā)生變化，內(nèi)部密封性能破壞。特別值得注意的是風機進口集流器，一旦磨損，流體在風機內(nèi)部做內(nèi)循環(huán)，大大降低風機實際運行效率。
形變：形變主要是發(fā)生在高溫環(huán)境下，風機設備由于材料選擇出現(xiàn)熱變形的情況，某些地方發(fā)生相對位移，很多配合尺寸發(fā)生改變。后續(xù)檢修中沒有考慮這一因素，導致形變越來越大。影響風機實際運行效率。
建議按計劃及時排查管路系統(tǒng)和離心風機零部件，并徹底修復堵塞、磨損部位，周期性請風機廠家對離心風機進行專業(yè)的性能評估。
總結(jié)：企業(yè)的主體是人，節(jié)能減排的主導也必須是人，節(jié)能減排必須從每一個基本的點來抓起。是的，要想使我們生活在一個美妙而和諧的世界，我們不僅只是認識到環(huán)保的重要性，更要付諸于行動。
風機運行效率提高是一個值得關(guān)注的話題，期待有更多行業(yè)革新及開拓的領域，促進行業(yè)發(fā)展。