羅茨風(fēng)機(jī) flash：一次風(fēng)機(jī)節(jié)能改造

　　原標(biāo)題：一次風(fēng)機(jī)節(jié)能改造

　　前言：

　　某公司4000t/d水泥生產(chǎn)線采用雙系列五級懸浮預(yù)熱器，窯頭采用DJGX型四通道低氮燃燒器，具有大推力、低煤耗、低一次風(fēng)量(約8％)，出口風(fēng)速高、卷吸二次風(fēng)能力強(qiáng)，對煤質(zhì)、物料波動適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。煤粉由噴煤管噴出，受軸向和徑向風(fēng)的作用，軸流風(fēng)、外旋流風(fēng)、內(nèi)旋流風(fēng)和煤風(fēng)分別從四個風(fēng)道噴出，旋流風(fēng)切向角度的不同，使得各風(fēng)道與煤風(fēng)通道之間在軸向和切向的方向上產(chǎn)生不同的風(fēng)速和出口壓力，使風(fēng)煤混合均勻而充分，煤粉燃盡率高。與之匹配的一次風(fēng)機(jī)選用羅茨風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)參數(shù)見 表1，羅茨風(fēng)機(jī)布置見 圖1。

　　表1 一次風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)

　　圖1 羅茨風(fēng)機(jī)布置示意圖

　　1 存在問題

　　該公司一次風(fēng)機(jī)出口壓力長期控制在56kPa左右，火焰無力度，工況不理想，煤管用風(fēng)調(diào)節(jié)受限制，經(jīng)常出現(xiàn)窯前飛砂嚴(yán)重、窯尾溫度高、熟料質(zhì)量差、預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮嚴(yán)重經(jīng)常堵塞的狀況，窯頭負(fù)壓波動大，一次風(fēng)機(jī)功耗高達(dá)110kW以上。

　　經(jīng)分析認(rèn)為，頭煤用量較高、煤粉燃燒不充分是造成以上問題的主要原因。煤粉的不完全燃燒造成窯內(nèi)還原氣氛嚴(yán)重，F(xiàn)e?O?還原成的FeO極易與其他氧化物生成低熔點(diǎn)的化合物，形成的結(jié)圈和副窯皮不斷脫落，造成熱工制度紊亂。

　　該公司首先在配料和工藝操作上進(jìn)行了改進(jìn)，適當(dāng)提高了熟料飽和比和硅酸率，在保證窯況的情況下，適當(dāng)減少了頭煤用量，降低了入窯煤粉細(xì)度。采取以上措施后，系統(tǒng)結(jié)皮堵塞情況有所改善，但窯尾溫度高和煤粉不完全燃燒造成的還原氣氛嚴(yán)重的問題仍一直存在。一 次風(fēng)壓不足、煤粉打散效果不好、風(fēng)煤混合差是造成頭煤不能充分燃燒的根本原因，因此，需要提高風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓。目前，一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行基本處于滿負(fù)荷狀態(tài)，為了降低風(fēng)機(jī)功耗，考慮到羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，風(fēng)量、軸消耗功率越大的機(jī)械特性，經(jīng)對比衡量，該公司決定采用空氣懸浮風(fēng)機(jī)對其進(jìn)行節(jié)能改造，提高風(fēng)壓和風(fēng)速，降低運(yùn)行功耗，既可使火焰明亮有力，煤粉充分燃燒，又可增加火焰韌性和剛度，減少二次風(fēng)沖擊，減少窯頭負(fù)壓波動，提高系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量。

　　2 改造過程

　　將原有一次風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)拆除，在原有的風(fēng)機(jī)底座上安裝空氣懸浮風(fēng)機(jī)，拆除原備用風(fēng)機(jī)管道，對懸浮風(fēng)機(jī)出口管道進(jìn)行整體設(shè)計(jì)安裝空氣懸浮風(fēng)機(jī)啟動時必須保 持24000r/min的較高轉(zhuǎn)速，運(yùn)行時轉(zhuǎn)速需控制在24000～27000r/min，為此，增加空氣懸浮風(fēng)機(jī)余風(fēng)排氣管道和旁路泄壓管道等兩處對空排放管道閥門。余風(fēng)排氣管道的作用在于當(dāng)風(fēng)機(jī)壓力傳感器發(fā)生故障或出口閥門被過度操作關(guān)閉時，余風(fēng)排氣閥門將自動開啟排氣，防止風(fēng)壓過高對風(fēng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造帶來損害。點(diǎn)火之初，燃料胴量較少，為防止風(fēng)機(jī)以24000r/min的高速運(yùn)行時造成出口風(fēng)壓過高，需手動開啟泄壓閥，調(diào)整風(fēng)機(jī)出口壓力，使之形成剛勁有力的火焰。在逐步增加窯頭燃煤用量至正常運(yùn)行的過程中，要逐漸關(guān)小泄壓閥門開度直至零，泄壓閥門的存在對于窯的點(diǎn)火升溫制度至關(guān)重要，不宜取消。兩處對空排放管道加裝消音器，降低噪聲污染，將原有的一次風(fēng)機(jī)作為空氣懸浮風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)。空氣懸浮風(fēng)機(jī)管道布置圖見 圖2。

　　圖2 空氣懸浮風(fēng)機(jī)管道布置示意圖

　　改造后的空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)以動壓空氣軸承技術(shù)為核心，以高速流體機(jī)械為支撐，采用動壓空氣軸承、高速永磁電機(jī)、高效葉輪及自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(見 圖3)，完美解決了閃機(jī)械摩擦導(dǎo)致的極大的能量損耗及噪聲等問題，可以為窯頭燃燒器提供足夠的風(fēng)壓和風(fēng)速空氣懸浮風(fēng)機(jī)采用一體化緊湊型沒汁， 安裝簡單易操作，具有技術(shù)先進(jìn)、性能呵靠、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、節(jié)約能源、維護(hù)方便的特點(diǎn)。現(xiàn)場布置見 圖4。

　　圖3 空氣懸浮風(fēng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造及高效葉輪

　　圖4 空氣懸浮風(fēng)機(jī)現(xiàn)場布置圖

　　3 改進(jìn)效果

　　改進(jìn)后電機(jī)運(yùn)行正常，轉(zhuǎn)速提高，一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓明顯增大，具體運(yùn)行參數(shù)見 表 2。

　　表2 空氣懸浮風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)表

　　從 表2可看出，空 氣懸浮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，一次風(fēng)機(jī)經(jīng)改造后，外軸流風(fēng)、外旋流風(fēng)和內(nèi)旋流風(fēng)的風(fēng)壓基本能達(dá)到50～60kPa，出口風(fēng)壓明顯變大，可維持在60kPa以上，較改造前提高至少4kPa。改造后，電機(jī)電流、功率均較小于額定值，風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定無異常。火 焰形狀調(diào)整靈活，窯內(nèi)火焰的形狀與長度可控制在合理的范圍內(nèi)，確保窯內(nèi)燒成帶的長度和燒成溫度，火焰順暢有力、形狀穩(wěn)定，提高了窯煅燒的穩(wěn)定性。

　　風(fēng)壓、風(fēng)速的提高，保證了煤粉的充分燃燒，窯前明亮，熟料結(jié)粒均勻、敏密，熟料升重提高，篦冷機(jī)料層穩(wěn)定，二次風(fēng)溫基本可控制在1150℃左右，有利于系統(tǒng)工況的穩(wěn)定。同時，有效改善了風(fēng)煤混 合效果，煤粉的充分燃燒使得窯內(nèi)還原氣氛得以改善，窯尾溫度下降．減少了預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮，穩(wěn)定了系統(tǒng)熱工狀態(tài)。

　　4 結(jié)語

　　改造后，空氣懸浮風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率基本在85kW左右 ，比羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)電30kWh/h(見 表3)，噪聲由107dB降至76dB，降噪效果顯著。

　　表3 一次風(fēng)機(jī)技改前后運(yùn)行電耗對比(2021年5月)

　　生產(chǎn)實(shí)踐表明，空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)是一種高效節(jié)能的新型環(huán)保離心鼓風(fēng)機(jī)，可應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯粉塵物料輸送、氣體輸送等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，具有節(jié)能降噪、免維護(hù)和半永久使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，是風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的理想設(shè)備之一。

　　作者：趙小雷

　　來源：《莒縣中聯(lián)水泥有限公司》

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羅茨風(fēng)機(jī) flash：什么原因?qū)е孪疵毫_茨鼓風(fēng)機(jī)不能正常工作

　　原標(biāo)題：什么原因?qū)е孪疵毫_茨鼓風(fēng)機(jī)不能正常工作

　　錦工機(jī)械給大家介紹一下什么原因?qū)е孪疵毫_茨鼓風(fēng)機(jī)不能正常工作

　　什么原因?qū)е孪疵毫_茨鼓風(fēng)機(jī)不能正常工作：

　　洗煤羅茨鼓風(fēng)機(jī)的齒輪是驅(qū)動整個機(jī)器的動力，如果齒輪壞了，后果不堪設(shè)想。因此，要使用這臺機(jī)器設(shè)備，必須明白，洗煤羅茨鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備的齒輪是驅(qū)動整個機(jī)器的動力，如果發(fā)生故障，必須知道故障問題的原因，才能更好地解決問題。

　　第一，軸承損壞

　　軸承損壞可能會導(dǎo)致齒輪無法轉(zhuǎn)動。軸承是洗煤羅茨鼓風(fēng)機(jī)的重要組成部分，每個羅茨鼓風(fēng)機(jī)的頭部有4個軸承，軸承放在葉軸兩端，軸承受損，葉輪卡住，齒輪無法轉(zhuǎn)動。

　　第二，轉(zhuǎn)軸損壞

　　旋轉(zhuǎn)軸是通過葉輪水平軸的葉輪零件。轉(zhuǎn)子軸，部分是整體成型，部分是組裝，轉(zhuǎn)子軸的磨損，變形影響葉輪的旋轉(zhuǎn)，還影響齒輪的旋轉(zhuǎn)。

　　第三，齒合間距太小，齒輪不轉(zhuǎn)動，羅茨鼓風(fēng)機(jī)組件的間隙標(biāo)準(zhǔn)高，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整。

　　第四，定位孔的位置不正確

　　大修后的洗煤羅茨鼓風(fēng)機(jī)(例如葉輪和軸的更換)可能會導(dǎo)致齒輪組位置不正確，如果齒輪組位置不正確，則需要根據(jù)齒輪的位置重新設(shè)計(jì)孔。如果定位不正確，安裝在齒輪上，可能會出現(xiàn)齒輪不能正常旋轉(zhuǎn)的情況。

　　第五，葉輪卡住

　　由于洗煤羅茨鼓風(fēng)機(jī)的葉輪受損，齒輪和葉輪都位于兩個箱子內(nèi)，齒輪損壞的原因可能是葉輪故障或葉輪安裝后沒有檢查，齒輪不動的情況發(fā)生。這可能是因?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)時發(fā)生卡頓，一定要及時處理。

　　綜上所述，這就是為什么洗煤羅茨鼓風(fēng)機(jī)齒輪不能正常工作的原因，了解這些后，可以判斷自己的設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的這種問題。

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　　浙江大學(xué)專用 化工機(jī)械 原理 浙江大學(xué)專用 視覺圖： §1.1 羅茨鼓風(fēng)機(jī) 浙江大學(xué)專用 Flash動畫羅茨鼓風(fēng)機(jī).swf 浙江大學(xué)專用 原理： 羅茨鼓風(fēng)機(jī)系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)，利用兩個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運(yùn)動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當(dāng)移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子依次交替工作。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴(yán)密控制的間隙實(shí)現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。 浙江大學(xué)專用 結(jié)構(gòu)： 按轉(zhuǎn)子的形狀，羅茨鼓風(fēng)機(jī)分為兩葉型和三葉型。三葉型轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一次由 兩 個轉(zhuǎn)子進(jìn)行三 次吸、排氣。與二葉型相比，氣體脈動性小，振動也小，噪聲低。 　　由于周期性的吸、排氣和瞬時等容壓縮造成氣流速度和壓力的脈動，因而會產(chǎn)生較大的氣體動力噪聲。此外，轉(zhuǎn)子之間和轉(zhuǎn)子與氣缸之間的間隙會造成氣體泄漏，從而使效率降低。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排氣量為0.15～150立方米/分，轉(zhuǎn)速為 150～3000轉(zhuǎn)/分。單級壓比(壓氣機(jī)的出口總壓與進(jìn)口總壓之比 )通常小于1.7，最高可達(dá)2.1，可以多級串聯(lián)使用。 浙江大學(xué)專用 特點(diǎn)： 其最大的特點(diǎn)是使用時當(dāng)壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時流量(單位時間通過流管內(nèi)某一橫截面的流體的體積，稱為該橫截面的體積流量。簡稱為流量，用Q來表示。 )之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)。輸送時介質(zhì)不含油。結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、使用壽命長、整機(jī)振動小。 　 這種鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于低壓力場合的氣體輸送和加壓，也可用作真空泵。由于周期性的吸、排氣和瞬時等容壓縮造成氣流速度和壓力的脈動，因而會產(chǎn)生較大的氣體動力噪聲。 浙江大學(xué)專用 根據(jù)流體力學(xué)理論，氣體的流動過程將伴隨著損失。例如，氣體流過節(jié)流裝置后，氣流的壓力會相應(yīng)減少，也就是它們損失了風(fēng)機(jī)的有用功(如在機(jī)械中：任何機(jī)械本身都受到力的作用，相對運(yùn)動的零件間又存在摩擦，所以使用任何機(jī)械，除了做有用功外，都不可避免地要做額外功，記作W額外。這時動力所做的總功等于有用功加額外功。有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率。而我們需要的、有價值的功，叫做有用功，實(shí)驗(yàn)表明總功大于有用功 )　　 工作介質(zhì)、運(yùn)行調(diào)節(jié)及節(jié)能： 羅茨鼓風(fēng)機(jī)輸送介質(zhì)為清潔空氣，清潔煤氣，二氧化硫及其他隋性氣體(指性質(zhì)穩(wěn)定，不與其他元素化合，僅以單個原子形式存在的氣體。惰性氣體共有六種，按照原子量遞增的順序排列，依次是氦、氖、氬、氪、氙、氡。 )，鑒于具有上述特點(diǎn)，因而能廣泛適應(yīng)冶金、化工、化肥、石化、儀器、建材行業(yè)。 浙江大學(xué)專用 由于上述的這一切都是在風(fēng)機(jī)輸送氣體的過程中發(fā)生的，也就是浪費(fèi)了風(fēng)機(jī)的能量。 浙江大學(xué)專用 風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)是風(fēng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的性能曲線與管網(wǎng)阻力特性線的交點(diǎn)。風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時，并非永遠(yuǎn)停留在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)上。它將隨用戶的需求或外界條件的變化而變化，也就是風(fēng)機(jī)實(shí)際上處于變工況下工作。要想使風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓或風(fēng)量達(dá)到某一目標(biāo)值，就需要對風(fēng)機(jī)或管網(wǎng)進(jìn)行為人為地控制，亦稱調(diào)節(jié)。通過有效地調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)在保證風(fēng)機(jī)能夠穩(wěn)定工作的條件下，既要滿足生產(chǎn)對流量或壓力的要求，又能最大限度地節(jié)能。簡言之，調(diào)節(jié)的目的就是滿足性能要求，擴(kuò)大（穩(wěn)定）工況，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，防止喘振。 　　風(fēng)機(jī)采用不同的調(diào)節(jié)方式都可達(dá)到同一目的，但節(jié)能效果各不相同。 浙江大學(xué)專用 根據(jù)理論分析及實(shí)踐證明，可得出如下4個方面的結(jié)論。 　　（1）對于鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)，出口節(jié)流調(diào)節(jié)方式耗功最多。盡管相對流量Qr（實(shí)際流量Q與設(shè)計(jì)流量Q0之比）減少時，功率亦相應(yīng)減少。如當(dāng)Q=0.65 Q0時，所對應(yīng)的功率減少到原來的80%左右，但與其它調(diào)節(jié)方式相比，耗能仍居首位。 　　（2）如果相對流量變化不大時（或稱調(diào)節(jié)深度小時），幾種調(diào)節(jié)方式耗功差別不大。即調(diào)節(jié)方式對節(jié)能效果影響不大，甚至不僅不節(jié)能，反而因調(diào)節(jié)裝置的存在多耗功（如液力耦合器）。 　　（3）一般來說，調(diào)節(jié)深度越大，節(jié)能效果越顯著。因此，要慎重選擇調(diào)節(jié)方式，以期獲得最大效益。 浙江大學(xué)專用 （4）變速調(diào)節(jié)曲線接近理想曲線。所以，變速調(diào)節(jié)方式優(yōu)越，特別是采用變頻電動機(jī)調(diào)速的節(jié)能方案為最佳，但需要增設(shè)變頻裝置。對于中小容量的變頻調(diào)速建議積極試用；由于大容量高電壓變頻調(diào)速裝置價格較高，應(yīng)結(jié)合具體情況，綜合比較，決定取舍。總之，既要考慮調(diào)節(jié)性能，也要考慮設(shè)備初投資、可靠性及經(jīng)濟(jì)性等，全面評價調(diào)

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