27.01027.010CCSCCSF01DB5104ICSICS--攀枝花市市場監督管理局IDB5104/T54.2—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規則》的規定起本文件由攀枝花市經濟和信息化局提出。本文件由攀枝花市經濟和信息化局歸口。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：攀枝花學院、攀枝花鋼城集團瑞天安全環保有限公司、四川省節能協會、攀枝花瑞杰節能環保科技有限公司。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。本文件首次制定發布。1DB5104/T54.2—2022節能改造技術規范第2部分：風機系統本標準規定了工業企業通用風機系統節能標準，提出了改造過程涉及的風機系統參數監測、能效判定、改造技術路徑、改造實施、改造效果評定等過程管理。本標準適用于攀枝花地區工業風機系統節能改造。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構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電纜的導體GB/T10178工業通風機現場性能試驗GB/T12497三相異步電動機經濟運行GB/T13466交流電氣傳動風機（泵類、空氣壓縮機）系統經濟運行通則GB18613電動機能效限定值及能效等級GB19761通風機能效限定值及能效等級3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1風機draughtfan一種保持氣體連續流動的旋轉機械。3.2管道duct氣流速度與風機進口或出口氣流速度相當的風道。3.3大氣壓力PatmosphericpressureP風機平均髙度上，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風機靜壓PjyfanstaticpressurePjy通常規定為風機壓力與經馬赫系數修正的風機動壓之差。3.7風機動壓PdfandynamicpressurePd此壓力由測試點的空氣密度、速度計算得到。可由測量表測出。3.8測試點的全壓PqtotalpressureattestpointPq風機靜壓和風機動壓的代數和。3.9電機輸入功率PrpowerinputtomachinePr電機驅動裝置端子上供給的有功功率。3.10風機效率ηffunefficiencyηf風機風功率與風機輸入軸功率之比。3.11電機效率ηdmotorefficiencyηd電機輸出功率與電機輸入功率之比。3.12傳動機構效率ηctransmissionefficiencyηc電機與風機之間的聯軸器、減速器、液偶等傳動裝置的效率。3.13風機系統總效率ηfxtotalefficiencyoffansystemηfx3DB5104/T54.2—2022修正后的風機系統效率，風機修正風功率與電機修正輸入功率之比。4風機系統參數測量4.1測試要求4.1.1對風機的運行參數檢測，應包括風機在企業生產全流程、全過程的跟蹤檢測，風機與流量和壓力測量面之間的風道應無明顯的內、外漏氣現象。4.1.2為減少氣流脈動對測試特性的影響，可在適當的時間內進行多次重復測量，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按GB/T10178執行。4.1.4測量工具應符合相應產品標準規定，如對測量工具、結論有異議且協調無法解決的，可委托具有相應法定資質的第三方檢測機構進行檢測。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、擺葉式風速計、熱線風速儀等。4.2.2壓力的測量4.2.2.1為測量風機的壓力，測量儀應盡可能平行于風流，正對風流方向，測量點選擇靠近風機的進口（>1.5D，D為管徑）和出口（>5D）且氣流平穩的直管截面測定，直接測量風機全壓，測量位置如圖1中3和4點所示。測量截面與風機之間的壓力損失根據規定的摩擦系數進行計算，以盡量減少風機壓力的測量誤差。4.2.2.2風機系統的全壓等于風機進出口全壓差。4.2.2.3如現場測量點不能選出距離風機的進口（>1.5D）和出口（>5D）的測量面時，測量位置應由各方協商選取，測量結果須經各方商定。1——風機進口平面2——風機出口平面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）產生的壓差和流量時間平均值，間接獲取。適用于風管有一定直線長度的圓截面風管。4.3溫度的測定4.3.1測量平均滯止溫度，應將一個或數個探頭，以管道軸線為中心，對稱布置，直立在適當截面內不同高度的直徑上；探頭應屏蔽受熱表面的輻射。4.3.2如果不能滿足上述要求，探頭應置于風道內水平直徑上，至少距管壁100mm或風道直徑的1/3處（取較小者）。4.4電能的測定4.4.1測定范圍對風機的電力運行參數的檢測，應包括風機在企業生產全流程、全過程的跟蹤檢測。包括輕載、重載等工況的檢測，識別負荷屬于平穩性負荷、波動性負荷等。4.4.2測量工具電能質量測試儀、帶有功及功率因數測量功能的鉗形表、多功能電能表和累時器。4.4.3電能的測量4.4.3.1受限于風機工作場景，通常無法測量直接風機的輸入軸功率。本標準采用測量風機拖動電機輸入功率的方式來計算風機系統的效率。4.4.3.2測量電機輸入功率應盡量靠近電機本體出線端，若不能滿足，則應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，影響測量準確度。4.4.3.3電能的測量參數應包含電壓U、電流I、有功功率P、功率因數cosφ、諧波總畸變率等。5風機系統節能改造判定5.1風機系統效率5.1.1電機輸入功率根據對電能參數的測量，按公式(1)計算風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。5.1.2風功率（空氣功率）根據對風機壓力及流量的測量，按公式(2)計算風機風功率：……式中：Pkq——風機風功率、空氣功率，單位為千瓦(kW)；Q——風機運行壓力，等于進出口全壓差，單位為帕(Pa)；W——風機運行流量，單位為立方米每小時(m3/h)。5.1.3風機系統功率根據電機的輸入功率及風機系統風功率，按公式(3)計算風機系統的總效率：……5.2測量數據修正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對于電機安裝現場不具備檢測條件的，應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——導線或電纜長度，單位為米(m)；S——導線或電纜截面積，單位為平方毫米(mm2)；T——電阻溫度常數(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工業生產用電纜大部分為第2種導體，修正系數參考線纜材質、線纜截面積、線纜長度、環境溫度及線纜運行溫升，應符合GB/T3956的規定。5.2.2對風功率的溫度修正5.2.2.1實際風道中氣體的溫度并不相同，溫度越高，空氣密度越低，氣體密度與標況下的密度存在較大差異。測試環境的空氣密度由公式(5)計算得到:……式中：t——測試環境中的空氣溫度，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R=287，單位為焦每千克開爾文[J/(kg·K)]5.2.2.2對于標準風道或類似風道系統中，將公式(5)化簡，則得到測試環境中的氣體密度為：……式中：ρ——測試環境中的氣體密度，單位為千克每立方米(kg/m3)；Ρ0——標準空氣密度。空氣密度取1.29kg/m3，煙氣密度取1.30kg/m3；P——當地大氣壓力，攀枝花為89kPa；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修正后的風機系統效率ηfx由公式(7)計算：ηfx=……5.3可節能改造的條件5.3.1風機系統額定效率風機系統額定效率按公式(8)計算：ηe=ηfe×ηC×ηd……（8）式中：7DB5104/T54.2—2022ηe——風機系統額定效率，%；ηfe——風機額定效率，%；ηc——傳動機構額定效率。若有多級傳動，則為多級傳動機構效率之積；ηd——電機額定效率，%。5.3.2風機系統效率判定5.3.2.1根據GB19761規定，風機能效值不應低于2級能效，配套電機及連接機構等效率均應滿足二級能效。5.3.2.2風機系統效率判定按GB/T13466執行，判定方法見表1。表1風機系統效率判定匯總表ηee5.3.2.3按GB18613、GB/T12497規定，電機綜合效率不應低于60%。在現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，電流下降超過35%屬于非經濟使用范圍，應對風機系統電機進行節能改造。電機有效電流按公式(9)計算：……式中：Ix——根據有功及額定功率因數修正的有效電流，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濟。風機配表2風機配套電機經濟運行判定匯總表ηIx≤0.65I6風機系統改造技術路徑及改造實施6.1對風機進行改造6.1.1根據檢測風機的實際全壓及流量，結合表1的判定依據，若風機運行不經濟，則應選擇高效節能風機，選擇滿足最大風量及對應壓力、滿足最高風壓及對應風量的工況要求。風機改造應滿足改造后的風機系統運行能效與風機額定能效比值達到0.85以上。8DB5104/T54.2—20226.1.2風機整機改造原則6.1.2.1應采用節能型產品或高效低耗產品，不得使用已明令禁止生產、使用的低效高耗產品；6.1.2.2使用原驅動電機；6.1.2.3改造后的風機結構不變，仍采用原有風機結構，風機安裝基礎不更改，避免節能改造期間長時間停產影響生產；6.1.2.4改造設備包括：風機設備整體及配套部件。主要部件有機殼、轉子（主軸、葉輪等）、集流器、進出口軟連接、調節門等。6.2對配套電機進行變頻改造6.2.1根據監測風機的全壓及流量，若風機系統存在變工況運行的情況，工況變化導致系統輸入功率變化幅度超過20%的且變工況時間率超過30%時，則應選擇對配套電機進行變頻調速改造。變頻改造需設定流量下限，避開風機喘振極限，保證風機系統安全運行。6.2.2若風機系統為變工況運行，節能改造后通過調速方式降低風機運行全過程、全流程平均壓力和流量，確保生產穩定的情況，則工況變化過程調速實現的節能應視為有效節能。6.2.3變頻改造不得引入新的諧波源，改造后風機系統配電線路上諧波不得超標，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6.3.1根據電能參數的測定，結合表2的電機綜合效率判定依據，若電機運行不經濟，宜對風機系統配套電機進行節能改造，選配智能控制、節能高效替代原驅動電機。6.3.2電機運行電流根據本文件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%，判定電機運行不經濟，應選配智能控制、節能高效電機替代原驅動電機。若電機有效電流低于電機額定電流的35%，判定電機運行不經濟，應選配智能控制、節能高效電機替代原驅動電機。6.3.3智能電機系統具備調速節能能力，若風機系統為變工況運行，節能改造后通過調速方式降低風機運行全過程、全流程平均壓力和流量，確保生產穩定的情況，則工況變化過程調速實現的節能應視為有效節能。6.3.4電機改造原則上不改動原有風機，僅對電機及其控制系統進行改造，新電機安裝尺寸應與原電機安裝尺寸完全一致，不得改動原電機基礎破壞新舊電機互換性，避免節能改造期間長時間停產。6.3.5智能控制、高效電機的改造應具備低速、重載啟動功能，以確保安全去除原電機所配調速系統、串電阻等降壓啟動的機構。6.3.6在風機系統節能改造過程中，技術路徑可采用一條，也可以采用兩條及以上。7風機系統改造效果評定7.1改造前參數7.1.1改造前需對風機系統壓力、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，記錄原始耗電數據，作為計算改造節電率的原始數據，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、累時器等測量數據，改造相關方應到現場共同確認、抄表、拍照作為結算原始依據并存檔備查。風機系統改造前參數確認表見附錄A。7.1.4風機系統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7.2.1改造后需對風機系統壓力、流量進行檢測，改造方與用能單位雙方簽字確認。若風機系統為變工況運行，節能改造后通過調速方式降低風機運行全過程、全流程平均壓力和流量，確保生產穩定的情況，則工況變化過程調速實現的節能應視為有效節能，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，記錄原始耗電數據，作為計算改造節電率的原始數據，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、累時器等測量數據，改造相關方應到現場共同確認，抄表、拍照作為結算原始依據并存檔備查。風機系統改造后參數確認表見附錄B。7.2.4風機系統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