DB5104T 54.2-2022 節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范 第2部分：風(fēng)機(jī)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(jì)和信息化局提出。本文件由攀枝花市經(jīng)濟(jì)和信息化局歸口。本文件主要起草單位：攀枝花鋼城集團(tuán)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(tuán)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)保科技有限公司。本文件主要起草人：謝永生、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(jī)系統(tǒng)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)通用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，提出了改造過程涉及的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測、能效判定、改造技術(shù)路徑、改造實(shí)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(jī)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(jī)現(xiàn)場性能試驗GB/T12497三相異步電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行GB/T13466交流電氣傳動風(fēng)機(jī)（泵類、空氣壓縮機(jī)）系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行通則GB18613電動機(jī)能效限定值及能效等級GB19761通風(fēng)機(jī)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(jī)draughtfan一種保持氣體連續(xù)流動的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。3.2管道duct氣流速度與風(fēng)機(jī)進(jìn)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(jī)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(diǎn)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(diǎn)相對于絕對零壓力的壓力。3.6風(fēng)機(jī)靜壓PjyfanstaticpressurePjy通常規(guī)定為風(fēng)機(jī)壓力與經(jīng)馬赫系數(shù)修正的風(fēng)機(jī)動壓之差。3.7風(fēng)機(jī)動壓PdfandynamicpressurePd此壓力由測試點(diǎn)的空氣密度、速度計算得到?？捎蓽y量表測出。3.8測試點(diǎn)的全壓PqtotalpressureattestpointPq風(fēng)機(jī)靜壓和風(fēng)機(jī)動壓的代數(shù)和。3.9電機(jī)輸入功率PrpowerinputtomachinePr電機(jī)驅(qū)動裝置端子上供給的有功功率。3.10風(fēng)機(jī)效率ηffunefficiencyηf風(fēng)機(jī)風(fēng)功率與風(fēng)機(jī)輸入軸功率之比。3.11電機(jī)效率ηdmotorefficiencyηd電機(jī)輸出功率與電機(jī)輸入功率之比。3.12傳動機(jī)構(gòu)效率ηctransmissionefficiencyηc電機(jī)與風(fēng)機(jī)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(jī)系統(tǒng)總效率ηfxtotalefficiencyoffansystemηfx3DB5104/T54.2—2022修正后的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率，風(fēng)機(jī)修正風(fēng)功率與電機(jī)修正輸入功率之比。4風(fēng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)測量4.1測試要求4.1.1對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)檢測，應(yīng)包括風(fēng)機(jī)在企業(yè)生產(chǎn)全流程、全過程的跟蹤檢測，風(fēng)機(jī)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(jìn)行多次重復(fù)測量，使計算的平均值更真實(shí)。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(jī)構(gòu)進(jìn)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(jī)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(diǎn)選擇靠近風(fēng)機(jī)的進(jìn)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(jī)全壓，測量位置如圖1中3和4點(diǎn)所示。測量截面與風(fēng)機(jī)之間的壓力損失根據(jù)規(guī)定的摩擦系數(shù)進(jìn)行計算，以盡量減少風(fēng)機(jī)壓力的測量誤差。4.2.2.2風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的全壓等于風(fēng)機(jī)進(jìn)出口全壓差。4.2.2.3如現(xiàn)場測量點(diǎn)不能選出距離風(fēng)機(jī)的進(jìn)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(jī)進(jìn)口平面2——風(fēng)機(jī)出口平面3——進(jìn)口測試點(diǎn)，1-3距離不小于1.5D4——出口測試點(diǎn)，2-4距離不小于5D5——風(fēng)機(jī)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(diǎn)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(jìn)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(jī)的電力運(yùn)行參數(shù)的檢測，應(yīng)包括風(fēng)機(jī)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(fù)荷屬于平穩(wěn)性負(fù)荷、波動性負(fù)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(jī)工作場景，通常無法測量直接風(fēng)機(jī)的輸入軸功率。本標(biāo)準(zhǔn)采用測量風(fēng)機(jī)拖動電機(jī)輸入功率的方式來計算風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的效率。4.4.3.2測量電機(jī)輸入功率應(yīng)盡量靠近電機(jī)本體出線端，若不能滿足，則應(yīng)在靠近電機(jī)最近的配電箱進(jìn)行檢測。最大程度避免線路損耗計入電機(jī)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(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造判定5.1風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率5.1.1電機(jī)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(jī)配套電機(jī)的輸入功率：……Prcosφ……Prcosφ式中：U——運(yùn)行電壓，單位為伏特(V)；5DB5104/T54.2—2022I——運(yùn)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(jī)壓力及流量的測量，按公式(2)計算風(fēng)機(jī)風(fēng)功率：……式中：Pkq——風(fēng)機(jī)風(fēng)功率、空氣功率，單位為千瓦(kW)；Q——風(fēng)機(jī)運(yùn)行壓力，等于進(jìn)出口全壓差，單位為帕(Pa)；W——風(fēng)機(jī)運(yùn)行流量，單位為立方米每小時(m3/h)。5.1.3風(fēng)機(jī)系統(tǒng)功率根據(jù)電機(jī)的輸入功率及風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)功率，按公式(3)計算風(fēng)機(jī)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(diǎn)靠近電機(jī)本體出線端的，測量值不需要修正。5.2.1.2對于電機(jī)安裝現(xiàn)場不具備檢測條件的，應(yīng)核算配電柜至電機(jī)端的線損，對輸入功率進(jìn)行按公式(4)修正。s=I2P……式中：PXS——電機(jī)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(shí)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(yùn)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(shí)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。空氣密度取1.29kg/m3，煙氣密度取1.30kg/m3；P——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，攀枝花?9kPa；Pjy——測試點(diǎn)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(jī)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(jī)系統(tǒng)額定效率風(fēng)機(jī)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(jī)系統(tǒng)額定效率，%；ηfe——風(fēng)機(jī)額定效率，%；ηc——傳動機(jī)構(gòu)額定效率。若有多級傳動，則為多級傳動機(jī)構(gòu)效率之積；ηd——電機(jī)額定效率，%。5.3.2風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率判定5.3.2.1根據(jù)GB19761規(guī)定，風(fēng)機(jī)能效值不應(yīng)低于2級能效，配套電機(jī)及連接機(jī)構(gòu)等效率均應(yīng)滿足二級能效。5.3.2.2風(fēng)機(jī)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(jī)系統(tǒng)效率判定匯總表ηee5.3.2.3按GB18613、GB/T12497規(guī)定，電機(jī)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(jī)有效電流與電機(jī)額定電流之比來判斷電機(jī)的工作狀態(tài)，電流下降超過35%屬于非經(jīng)濟(jì)使用范圍，應(yīng)對風(fēng)機(jī)系統(tǒng)電機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。電機(jī)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(jī)功率因數(shù)大幅度低于電機(jī)額定功率時修正有效電流，用于判定電機(jī)運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)。風(fēng)機(jī)配表2風(fēng)機(jī)配套電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行判定匯總表ηIx≤0.65I6風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改造技術(shù)路徑及改造實(shí)施6.1對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造6.1.1根據(jù)檢測風(fēng)機(jī)的實(shí)際全壓及流量，結(jié)合表1的判定依據(jù)，若風(fēng)機(jī)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，則應(yīng)選擇高效節(jié)能風(fēng)機(jī)，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(jī)改造應(yīng)滿足改造后的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行能效與風(fēng)機(jī)額定能效比值達(dá)到0.85以上。8DB5104/T54.2—20226.1.2風(fēng)機(jī)整機(jī)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(jī)；6.1.2.3改造后的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)不變，仍采用原有風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)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(jī)設(shè)備整體及配套部件。主要部件有機(jī)殼、轉(zhuǎn)子（主軸、葉輪等）、集流器、進(jìn)出口軟連接、調(diào)節(jié)門等。6.2對配套電機(jī)進(jìn)行變頻改造6.2.1根據(jù)監(jiān)測風(fēng)機(jī)的全壓及流量，若風(fēng)機(jī)系統(tǒng)存在變工況運(yùn)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(jī)進(jìn)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(jī)喘振極限，保證風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行。6.2.2若風(fēng)機(jī)系統(tǒng)為變工況運(yùn)行，節(jié)能改造后通過調(diào)速方式降低風(fēng)機(jī)運(yùn)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(shí)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(jī)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(jī)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(jī)綜合效率判定依據(jù)，若電機(jī)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，宜對風(fēng)機(jī)系統(tǒng)配套電機(jī)進(jìn)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(jī)。6.3.2電機(jī)運(yùn)行電流根據(jù)本文件5.3.2.3中公式(9)修正為電機(jī)有效電流，若電機(jī)有效電流低于電機(jī)額定電流的35%，判定電機(jī)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)選配智能控制、節(jié)能高效電機(jī)替代原驅(qū)動電機(jī)。若電機(jī)有效電流低于電機(jī)額定電流的35%，判定電機(jī)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，應(yīng)選配智能控制、節(jié)能高效電機(jī)替代原驅(qū)動電機(jī)。6.3.3智能電機(jī)系統(tǒng)具備調(diào)速節(jié)能能力，若風(fēng)機(jī)系統(tǒng)為變工況運(yùn)行，節(jié)能改造后通過調(diào)速方式降低風(fēng)機(jī)運(yùn)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(shí)現(xiàn)的節(jié)能應(yīng)視為有效節(jié)能。6.3.4電機(jī)改造原則上不改動原有風(fēng)機(jī)，僅對電機(jī)及其控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，新電機(jī)安裝尺寸應(yīng)與原電機(jī)安裝尺寸完全一致，不得改動原電機(jī)基礎(chǔ)破壞新舊電機(jī)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(jī)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(jī)所配調(diào)速系統(tǒng)、串電阻等降壓啟動的機(jī)構(gòu)。6.3.6在風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)系統(tǒng)壓力、流量進(jìn)行檢測，改造方與用能單位雙方簽字確認(rèn)。9DB5104/T54.2—20227.1.2改造前需在原電機(jī)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(rèn)。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(rèn)、抄表、拍照作為結(jié)算原始依據(jù)并存檔備查。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改造前參數(shù)確認(rèn)表見附錄A。7.1.4風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改前平均功率按公式(10)計算：……式中：Prq——改造前電機(jī)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(yùn)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(jī)系統(tǒng)壓力、流量進(jìn)行檢測，改造方與用能單位雙方簽字確認(rèn)。若風(fēng)機(jī)系統(tǒng)為變工況運(yùn)行，節(jié)能改造后通過調(diào)速方式降低風(fēng)機(jī)運(yùn)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(shí)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(jī)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(rèn)。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(rèn)，抄表、拍照作為結(jié)算原始依據(jù)并存檔備查。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改造后參數(shù)確認(rèn)表見附錄B。7.2.4風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改后平均功率按公式(11)計算：……式中：Prh——改造后電機(jī)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(yùn)行時的有功電度，單位為千瓦時(kW·h)。7