DB5104T 54.2-2022 節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范 第2部分：風(fēng)機系統(tǒng)　

27.01027.010CCSCCSF01DB5104ICSICS--攀枝花市市場監(jiān)督管理局IDB5104/T54.2—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起本文件由攀枝花市經(jīng)濟和信息化局提出。本文件由攀枝花市經(jīng)濟和信息化局歸口。本文件主要起草單位：攀枝花鋼城集團有限公司。本文件參與起草單位：攀枝花學(xué)院、攀枝花鋼城集團瑞天安全環(huán)保有限公司、四川省節(jié)能協(xié)會、攀枝花瑞杰節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰尽１疚募饕鸩萑耍褐x永生、朱勝良、李子敬、盛士新、陳剛、羅天軍、張敬東、王聰、袁亮、吉平、鄧軍、趙瑋、易景波、唐城、黃啟福、李靜。本文件首次制定發(fā)布。1DB5104/T54.2—2022節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范第2部分：風(fēng)機系統(tǒng)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)通用風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，提出了改造過程涉及的風(fēng)機系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測、能效判定、改造技術(shù)路徑、改造實施、改造效果評定等過程管理。本標(biāo)準(zhǔn)適用于攀枝花地區(qū)工業(yè)風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能改造。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3956電纜的導(dǎo)體GB/T10178工業(yè)通風(fēng)機現(xiàn)場性能試驗GB/T12497三相異步電動機經(jīng)濟運行GB/T13466交流電氣傳動風(fēng)機（泵類、空氣壓縮機）系統(tǒng)經(jīng)濟運行通則GB18613電動機能效限定值及能效等級GB19761通風(fēng)機能效限定值及能效等級3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1風(fēng)機draughtfan一種保持氣體連續(xù)流動的旋轉(zhuǎn)機械。3.2管道duct氣流速度與風(fēng)機進口或出口氣流速度相當(dāng)?shù)娘L(fēng)道。3.3大氣壓力PatmosphericpressureP風(fēng)機平均髙度上，自由大氣的絕對壓力。3.4表壓PegagepressurePe2DB5104/T54.2—2022基準(zhǔn)壓力為測量點的大氣壓力時的壓力值。3.5絕對壓力PjdabsolutepressurePjd相對于周圍空氣靜止時測試點相對于絕對零壓力的壓力。3.6風(fēng)機靜壓PjyfanstaticpressurePjy通常規(guī)定為風(fēng)機壓力與經(jīng)馬赫系數(shù)修正的風(fēng)機動壓之差。3.7風(fēng)機動壓PdfandynamicpressurePd此壓力由測試點的空氣密度、速度計算得到?？捎蓽y量表測出。3.8測試點的全壓PqtotalpressureattestpointPq風(fēng)機靜壓和風(fēng)機動壓的代數(shù)和。3.9電機輸入功率PrpowerinputtomachinePr電機驅(qū)動裝置端子上供給的有功功率。3.10風(fēng)機效率ηffunefficiencyηf風(fēng)機風(fēng)功率與風(fēng)機輸入軸功率之比。3.11電機效率ηdmotorefficiencyηd電機輸出功率與電機輸入功率之比。3.12傳動機構(gòu)效率ηctransmissionefficiencyηc電機與風(fēng)機之間的聯(lián)軸器、減速器、液偶等傳動裝置的效率。3.13風(fēng)機系統(tǒng)總效率ηfxtotalefficiencyoffansystemηfx3DB5104/T54.2—2022修正后的風(fēng)機系統(tǒng)效率，風(fēng)機修正風(fēng)功率與電機修正輸入功率之比。4風(fēng)機系統(tǒng)參數(shù)測量4.1測試要求4.1.1對風(fēng)機的運行參數(shù)檢測，應(yīng)包括風(fēng)機在企業(yè)生產(chǎn)全流程、全過程的跟蹤檢測，風(fēng)機與流量和壓力測量面之間的風(fēng)道應(yīng)無明顯的內(nèi)、外漏氣現(xiàn)象。4.1.2為減少氣流脈動對測試特性的影響，可在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)進行多次重復(fù)測量，使計算的平均值更真實。4.1.3壓力、流量等安裝位置及檢測次數(shù)按GB/T10178執(zhí)行。4.1.4測量工具應(yīng)符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如對測量工具、結(jié)論有異議且協(xié)調(diào)無法解決的，可委托具有相應(yīng)法定資質(zhì)的第三方檢測機構(gòu)進行檢測。4.2壓力及流量的測量4.2.1測量工具皮托管（畢托管）、文丘里管、擺葉式風(fēng)速計、熱線風(fēng)速儀等。4.2.2壓力的測量4.2.2.1為測量風(fēng)機的壓力，測量儀應(yīng)盡可能平行于風(fēng)流，正對風(fēng)流方向，測量點選擇靠近風(fēng)機的進口（>1.5D，D為管徑）和出口（>5D）且氣流平穩(wěn)的直管截面測定，直接測量風(fēng)機全壓，測量位置如圖1中3和4點所示。測量截面與風(fēng)機之間的壓力損失根據(jù)規(guī)定的摩擦系數(shù)進行計算，以盡量減少風(fēng)機壓力的測量誤差。4.2.2.2風(fēng)機系統(tǒng)的全壓等于風(fēng)機進出口全壓差。4.2.2.3如現(xiàn)場測量點不能選出距離風(fēng)機的進口（>1.5D）和出口（>5D）的測量面時，測量位置應(yīng)由各方協(xié)商選取，測量結(jié)果須經(jīng)各方商定。1——風(fēng)機進口平面2——風(fēng)機出口平面3——進口測試點，1-3距離不小于1.5D4——出口測試點，2-4距離不小于5D5——風(fēng)機本體圖1壓力測量位置示意圖4.2.3流量的測定4DB5104/T54.2—20224.2.3.1速度場法測量界面上各個點的速度,計算出平均速度，再根據(jù)速度及截面積計算出流量。該方法測量的時間較長且需精確處理，必須進行初試以確定量程和觀察時間等試驗條件。4.2.3.2差壓裝置法由差壓裝置（孔板、文丘里管、噴咀）產(chǎn)生的壓差和流量時間平均值，間接獲取。適用于風(fēng)管有一定直線長度的圓截面風(fēng)管。4.3溫度的測定4.3.1測量平均滯止溫度，應(yīng)將一個或數(shù)個探頭，以管道軸線為中心，對稱布置，直立在適當(dāng)截面內(nèi)不同高度的直徑上；探頭應(yīng)屏蔽受熱表面的輻射。4.3.2如果不能滿足上述要求，探頭應(yīng)置于風(fēng)道內(nèi)水平直徑上，至少距管壁100mm或風(fēng)道直徑的1/3處（取較小者）。4.4電能的測定4.4.1測定范圍對風(fēng)機的電力運行參數(shù)的檢測，應(yīng)包括風(fēng)機在企業(yè)生產(chǎn)全流程、全過程的跟蹤檢測。包括輕載、重載等工況的檢測，識別負荷屬于平穩(wěn)性負荷、波動性負荷等。4.4.2測量工具電能質(zhì)量測試儀、帶有功及功率因數(shù)測量功能的鉗形表、多功能電能表和累時器。4.4.3電能的測量4.4.3.1受限于風(fēng)機工作場景，通常無法測量直接風(fēng)機的輸入軸功率。本標(biāo)準(zhǔn)采用測量風(fēng)機拖動電機輸入功率的方式來計算風(fēng)機系統(tǒng)的效率。4.4.3.2測量電機輸入功率應(yīng)盡量靠近電機本體出線端，若不能滿足，則應(yīng)在靠近電機最近的配電箱進行檢測。最大程度避免線路損耗計入電機輸入功率，影響測量準(zhǔn)確度。4.4.3.3電能的測量參數(shù)應(yīng)包含電壓U、電流I、有功功率P、功率因數(shù)cosφ、諧波總畸變率等。5風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能改造判定5.1風(fēng)機系統(tǒng)效率5.1.1電機輸入功率根據(jù)對電能參數(shù)的測量，按公式(1)計算風(fēng)機配套電機的輸入功率：……Prcosφ……Prcosφ式中：U——運行電壓，單位為伏特(V)；5DB5104/T54.2—2022I——運行電流，單位為安培(A)；cosφ——功率因數(shù)。5.1.2風(fēng)功率（空氣功率）根據(jù)對風(fēng)機壓力及流量的測量，按公式(2)計算風(fēng)機風(fēng)功率：……式中：Pkq——風(fēng)機風(fēng)功率、空氣功率，單位為千瓦(kW)；Q——風(fēng)機運行壓力，等于進出口全壓差，單位為帕(Pa)；W——風(fēng)機運行流量，單位為立方米每小時(m3/h)。5.1.3風(fēng)機系統(tǒng)功率根據(jù)電機的輸入功率及風(fēng)機系統(tǒng)風(fēng)功率，按公式(3)計算風(fēng)機系統(tǒng)的總效率：……5.2測量數(shù)據(jù)修正5.2.1對輸入功率的修正5.2.1.1對于電能測量點靠近電機本體出線端的，測量值不需要修正。5.2.1.2對于電機安裝現(xiàn)場不具備檢測條件的，應(yīng)核算配電柜至電機端的線損，對輸入功率進行按公式(4)修正。s=I2P……式中：PXS——電機至配電柜位置線損，單位為千瓦(kW)；ρ——電阻率，單位為歐姆·平方毫米每千米(Ω·mm2/km)；L——導(dǎo)線或電纜長度，單位為米(m)；S——導(dǎo)線或電纜截面積，單位為平方毫米(mm2)；T——電阻溫度常數(shù)(銅線取234.5℃,鋁線取228℃)；t1——實測繞組溫度，單位為攝氏度(℃)；t0——換算溫度(20℃)。6DB5104/T54.2—20225.2.1.3工業(yè)生產(chǎn)用電纜大部分為第2種導(dǎo)體，修正系數(shù)參考線纜材質(zhì)、線纜截面積、線纜長度、環(huán)境溫度及線纜運行溫升，應(yīng)符合GB/T3956的規(guī)定。5.2.2對風(fēng)功率的溫度修正5.2.2.1實際風(fēng)道中氣體的溫度并不相同，溫度越高，空氣密度越低，氣體密度與標(biāo)況下的密度存在較大差異。測試環(huán)境的空氣密度由公式(5)計算得到:……式中：t——測試環(huán)境中的空氣溫度，單位為攝氏度(℃)；Pa——大氣壓，單位為千帕(kPa)；Pv——空氣中的水蒸氣分壓，單位為千帕(kPa)；Rv——干空氣的氣體常數(shù)R=287，單位為焦每千克開爾文[J/(kg·K)]5.2.2.2對于標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)道或類似風(fēng)道系統(tǒng)中，將公式(5)化簡，則得到測試環(huán)境中的氣體密度為：……式中：ρ——測試環(huán)境中的氣體密度，單位為千克每立方米(kg/m3)；Ρ0——標(biāo)準(zhǔn)空氣密度?？諝饷芏热?.29kg/m3，煙氣密度取1.30kg/m3；P——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ手?9kPa；Pjy——測試點的靜壓，單位為千帕(kPa)；t——煙氣溫度℃,單位為攝氏度(℃)。5.2.3修正后的風(fēng)機系統(tǒng)效率ηfx由公式(7)計算：ηfx=……5.3可節(jié)能改造的條件5.3.1風(fēng)機系統(tǒng)額定效率風(fēng)機系統(tǒng)額定效率按公式(8)計算：ηe=ηfe×ηC×ηd……（8）式中：7DB5104/T54.2—2022ηe——風(fēng)機系統(tǒng)額定效率，%；ηfe——風(fēng)機額定效率，%；ηc——傳動機構(gòu)額定效率。若有多級傳動，則為多級傳動機構(gòu)效率之積；ηd——電機額定效率，%。5.3.2風(fēng)機系統(tǒng)效率判定5.3.2.1根據(jù)GB19761規(guī)定，風(fēng)機能效值不應(yīng)低于2級能效，配套電機及連接機構(gòu)等效率均應(yīng)滿足二級能效。5.3.2.2風(fēng)機系統(tǒng)效率判定按GB/T13466執(zhí)行，判定方法見表1。表1風(fēng)機系統(tǒng)效率判定匯總表ηee5.3.2.3按GB18613、GB/T12497規(guī)定，電機綜合效率不應(yīng)低于60%。在現(xiàn)場難以確定綜合能效的情況下，可以通過電機有效電流與電機額定電流之比來判斷電機的工作狀態(tài)，電流下降超過35%屬于非經(jīng)濟使用范圍，應(yīng)對風(fēng)機系統(tǒng)電機進行節(jié)能改造。電機有效電流按公式(9)計算：……式中：Ix——根據(jù)有功及額定功率因數(shù)修正的有效電流，單位為安培(A)。注：公式(9)適用于電機功率因數(shù)大幅度低于電機額定功率時修正有效電流，用于判定電機運行是否經(jīng)濟。風(fēng)機配表2風(fēng)機配套電機經(jīng)濟運行判定匯總表ηIx≤0.65I6風(fēng)機系統(tǒng)改造技術(shù)路徑及改造實施6.1對風(fēng)機進行改造6.1.1根據(jù)檢測風(fēng)機的實際全壓及流量，結(jié)合表1的判定依據(jù)，若風(fēng)機運行不經(jīng)濟，則應(yīng)選擇高效節(jié)能風(fēng)機，選擇滿足最大風(fēng)量及對應(yīng)壓力、滿足最高風(fēng)壓及對應(yīng)風(fēng)量的工況要求。風(fēng)機改造應(yīng)滿足改造后的風(fēng)機系統(tǒng)運行能效與風(fēng)機額定能效比值達到0.85以上。8DB5104/T54.2—20226.1.2風(fēng)機整機改造原則6.1.2.1應(yīng)采用節(jié)能型產(chǎn)品或高效低耗產(chǎn)品，不得使用已明令禁止生產(chǎn)、使用的低效高耗產(chǎn)品；6.1.2.2使用原驅(qū)動電機；6.1.2.3改造后的風(fēng)機結(jié)構(gòu)不變，仍采用原有風(fēng)機結(jié)構(gòu)，風(fēng)機安裝基礎(chǔ)不更改，避免節(jié)能改造期間長時間停產(chǎn)影響生產(chǎn)；6.1.2.4改造設(shè)備包括：風(fēng)機設(shè)備整體及配套部件。主要部件有機殼、轉(zhuǎn)子（主軸、葉輪等）、集流器、進出口軟連接、調(diào)節(jié)門等。6.2對配套電機進行變頻改造6.2.1根據(jù)監(jiān)測風(fēng)機的全壓及流量，若風(fēng)機系統(tǒng)存在變工況運行的情況，工況變化導(dǎo)致系統(tǒng)輸入功率變化幅度超過20%的且變工況時間率超過30%時，則應(yīng)選擇對配套電機進行變頻調(diào)速改造。變頻改造需設(shè)定流量下限，避開風(fēng)機喘振極限，保證風(fēng)機系統(tǒng)安全運行。6.2.2若風(fēng)機系統(tǒng)為變工況運行，節(jié)能改造后通過調(diào)速方式降低風(fēng)機運行全過程、全流程平均壓力和流量，確保生產(chǎn)穩(wěn)定的情況，則工況變化過程調(diào)速實現(xiàn)的節(jié)能應(yīng)視為有效節(jié)能。6.2.3變頻改造不得引入新的諧波源，改造后風(fēng)機系統(tǒng)配電線路上諧波不得超標(biāo)，380V電壓等級電壓總諧波畸變率不超過5%，6kV、10kV電壓等級電壓總諧波畸變率不得超過4%。6.3選配智能電機系統(tǒng)6.3.1根據(jù)電能參數(shù)的測定，結(jié)合表2的電機綜合效率判定依據(jù)，若電機運行不經(jīng)濟，宜對風(fēng)機系統(tǒng)配套電機進行節(jié)能改造，選配智能控制、節(jié)能高效替代原驅(qū)動電機。6.3.2電機運行電流根據(jù)本文件5.3.2.3中公式(9)修正為電機有效電流，若電機有效電流低于電機額定電流的35%，判定電機運行不經(jīng)濟，應(yīng)選配智能控制、節(jié)能高效電機替代原驅(qū)動電機。若電機有效電流低于電機額定電流的35%，判定電機運行不經(jīng)濟，應(yīng)選配智能控制、節(jié)能高效電機替代原驅(qū)動電機。6.3.3智能電機系統(tǒng)具備調(diào)速節(jié)能能力，若風(fēng)機系統(tǒng)為變工況運行，節(jié)能改造后通過調(diào)速方式降低風(fēng)機運行全過程、全流程平均壓力和流量，確保生產(chǎn)穩(wěn)定的情況，則工況變化過程調(diào)速實現(xiàn)的節(jié)能應(yīng)視為有效節(jié)能。6.3.4電機改造原則上不改動原有風(fēng)機，僅對電機及其控制系統(tǒng)進行改造，新電機安裝尺寸應(yīng)與原電機安裝尺寸完全一致，不得改動原電機基礎(chǔ)破壞新舊電機互換性，避免節(jié)能改造期間長時間停產(chǎn)。6.3.5智能控制、高效電機的改造應(yīng)具備低速、重載啟動功能，以確保安全去除原電機所配調(diào)速系統(tǒng)、串電阻等降壓啟動的機構(gòu)。6.3.6在風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能改造過程中，技術(shù)路徑可采用一條，也可以采用兩條及以上。7風(fēng)機系統(tǒng)改造效果評定7.1改造前參數(shù)7.1.1改造前需對風(fēng)機系統(tǒng)壓力、流量進行檢測，改造方與用能單位雙方簽字確認。9DB5104/T54.2—20227.1.2改造前需在原電機配電房加裝三相有功電度表以及累時器，在約定的采集周期內(nèi)，記錄原始耗電數(shù)據(jù)，作為計算改造節(jié)電率的原始數(shù)據(jù)，雙方簽字確認。7.1.3改造前所有壓力表、流量表、有功電度表、累時器等測量數(shù)據(jù)，改造相關(guān)方應(yīng)到現(xiàn)場共同確認、抄表、拍照作為結(jié)算原始依據(jù)并存檔備查。風(fēng)機系統(tǒng)改造前參數(shù)確認表見附錄A。7.1.4風(fēng)機系統(tǒng)改前平均功率按公式(10)計算：……式中：Prq——改造前電機平均有功功率，單位為千瓦(kW)；k——電度表倍率；W1、W2v改造前采集周期起始、終止運行時的有功電度，單位為千瓦時(kW·h)。T——采集周期，單位為小時(h)。7.2改造后參數(shù)7.2.1改造后需對風(fēng)機系統(tǒng)壓力、流量進行檢測，改造方與用能單位雙方簽字確認。若風(fēng)機系統(tǒng)為變工況運行，節(jié)能改造后通過調(diào)速方式降低風(fēng)機運行全過程、全流程平均壓力和流量，確保生產(chǎn)穩(wěn)定的情況，則工況變化過程調(diào)速實現(xiàn)的節(jié)能應(yīng)視為有效節(jié)能，改造成功。7.2.2改造后需在電機配電房加裝三相有功電度表以及累時器，在約定的采集周期內(nèi)，記錄原始耗電數(shù)據(jù)，作為計算改造節(jié)電率的原始數(shù)據(jù)，雙方簽字確認。7.2.3改造后所有壓力表、流量表、有功電度表、累時器等測量數(shù)據(jù)，改造相關(guān)方應(yīng)到現(xiàn)場共同確認，抄表、拍照作為結(jié)算原始依據(jù)并存檔備查。風(fēng)機系統(tǒng)改造后參數(shù)確認表見附錄B。7.2.4風(fēng)機系統(tǒng)改后平均功率按公式(11)計算：……式中：Prh——改造后電機平均有功功率，單位為千瓦(kW)；W3、W4——改造后采集周期起始、終止運行時的有功電度，單位為千瓦時(kW·h)。7