空氣懸浮風(fēng)機(jī)在節(jié)能降噪技改中的應(yīng)用

白建庭，王志強(qiáng)，常卓

我公司建有一條4 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，其煤粉計(jì)量與輸送系統(tǒng)配備有兩臺(tái)轉(zhuǎn)子秤，煤粉制備車間布置在窯頭。窯頭、窯尾喂煤系統(tǒng)配套羅茨風(fēng)機(jī)，窯頭羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)際操作表壓為15kPa，窯尾羅茨風(fēng)機(jī)為23kPa，存在電機(jī)功率選型大、噪聲大（約110dB）等問題。另外，羅茨風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中需定期添加潤(rùn)滑油，進(jìn)行循環(huán)水冷卻等維護(hù)保養(yǎng)工作，存在油水“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有一定影響。為解決以上問題，公司決定在窯系統(tǒng)錯(cuò)峰停產(chǎn)期間，用兩臺(tái)空氣懸浮風(fēng)機(jī)代替原羅茨風(fēng)機(jī)。

1 空氣懸浮風(fēng)機(jī)的工作原理及維護(hù)要求

空氣懸浮風(fēng)機(jī)是永磁電機(jī)和高壓離心風(fēng)機(jī)的一體機(jī)，共用一根軸。風(fēng)機(jī)采用小葉輪高轉(zhuǎn)速來保證高風(fēng)壓和充足的風(fēng)量；以動(dòng)壓空氣軸承和永磁直驅(qū)電機(jī)技術(shù)為核心，使風(fēng)機(jī)軸在30 000r/min左右的轉(zhuǎn)速下自懸??；葉輪采用三元流設(shè)計(jì)。與羅茨風(fēng)機(jī)相比，空氣懸浮風(fēng)機(jī)因降低了設(shè)備運(yùn)行的摩擦損耗而更節(jié)電，無機(jī)械磨損，半永久壽命（啟停有摩擦，廠家承諾30 000次啟停的使用壽命，實(shí)驗(yàn)室已達(dá)50 000次）。另外，空氣懸浮風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，無需添加潤(rùn)滑油和冷卻水也能滿足窯爐穩(wěn)定生產(chǎn)，維護(hù)方便且改善了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

空氣懸浮風(fēng)機(jī)若需在生產(chǎn)運(yùn)行期間進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，只需根據(jù)壓差提示及時(shí)清掃或更換設(shè)備箱體外濾棉即可；待停產(chǎn)期間再清掃高精度濾芯。另外，廠房的通風(fēng)面積應(yīng)足夠大，可在廠房通風(fēng)口處增加過濾設(shè)施，以進(jìn)一步改善室內(nèi)環(huán)境。

2 空氣懸浮風(fēng)機(jī)的選型與安裝要求

2019年8月，公司選擇了1臺(tái)金士頓空氣懸浮風(fēng)機(jī)為窯尾送煤，11月選擇了1臺(tái)雷茨空氣懸浮風(fēng)機(jī)為窯頭送煤。保留原備用羅茨風(fēng)機(jī)、電源及回路，風(fēng)機(jī)選型時(shí)功率有一定的富余量且風(fēng)機(jī)風(fēng)壓為工作風(fēng)壓的1.25倍以上，保證原風(fēng)量不降低、滿足生產(chǎn)要求。原羅茨風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)照片見圖1，羅茨風(fēng)機(jī)與空氣懸浮風(fēng)機(jī)選型參數(shù)見表1。

空氣懸浮風(fēng)機(jī)安裝前，需封堵廠房漏風(fēng)口，安裝通風(fēng)除塵窗，保證廠房的環(huán)境衛(wèi)生。通風(fēng)除塵窗現(xiàn)場(chǎng)照片見圖2。

3 技改效果

改造后，空氣懸浮風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，能夠滿足窯爐生產(chǎn)要求。空氣懸浮風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)照片見圖3、圖4，運(yùn)行畫面見圖5。

3.1 節(jié)電效果顯著

（1）窯尾喂煤空氣懸浮風(fēng)機(jī)節(jié)能（節(jié)能率）：117-75=42kW（36%）。按年運(yùn)行300d計(jì)算，年節(jié)電量約302 400kW，電費(fèi)按0.6元/kW·h計(jì)算，每年可節(jié)省電費(fèi)181 440元。

圖2 安裝通風(fēng)除塵窗

表1 窯頭、窯尾喂煤羅茨風(fēng)機(jī)與空氣懸浮風(fēng)機(jī)選型參數(shù)

圖3 窯尾喂煤空氣懸浮風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)照片

圖4 窯頭喂煤空氣懸浮風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)照片

圖5 空氣懸浮風(fēng)機(jī)運(yùn)行畫面

（2）窯頭喂煤空氣懸浮風(fēng)機(jī)節(jié)能（節(jié)能率）：60-42=18kW（30%）。按年運(yùn)行300d計(jì)算，年節(jié)電量約129 600kW，電費(fèi)按0.6元/kW·h計(jì)算，每年可節(jié)省電費(fèi)77 760元。

3.2 廠房環(huán)境有效改善，降噪效果顯著

（1）通過將設(shè)備水冷改為風(fēng)冷，軸承改為無油潤(rùn)滑，不再需要添加潤(rùn)滑油和冷卻水，使得廠房環(huán)境大幅改善。

（2）在降噪方面，原窯頭、窯尾喂煤羅茨風(fēng)機(jī)噪聲較大，約110dB，改為懸浮風(fēng)機(jī)后，噪聲明顯減小，約70～80dB，噪聲降低約20%左右。

3.3 熟料質(zhì)量提升

技改前后熟料3d、28d抗壓強(qiáng)度對(duì)比見表2。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）我公司采用兩臺(tái)空氣懸浮風(fēng)機(jī)替代原窯頭、窯尾喂煤羅茨風(fēng)機(jī)后，節(jié)電效果明顯，技改效果超出預(yù)期。

表2 熟料抗壓強(qiáng)度對(duì)比，MPa

（2）空氣懸浮風(fēng)機(jī)采用風(fēng)冷，在夏季高溫狀態(tài)下，軸承溫度正常，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

（3）綜合考慮節(jié)電、維護(hù)及檢修費(fèi)用等計(jì)算，預(yù)計(jì)2年左右可收回設(shè)備改造投資。

（4）空氣懸浮風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓、轉(zhuǎn)速均可調(diào)節(jié)。目前維護(hù)的重點(diǎn)是箱體濾棉的清潔，確保壓差在有效范圍內(nèi)。設(shè)備如遇突發(fā)斷電及管道積煤時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的影響有待驗(yàn)證，懸浮風(fēng)機(jī)出口壓力（或煤粉秤輸送出口壓力）值合理的設(shè)定還需要摸索。