关键词：风机；节能改造；窑尾；噪声治理
引言
本次例举5000t/d预分解窑水泥生产线窑系统头尾喂煤配两台风机，头煤风机功率110kW，尾煤风机功率220kW，选型偏大，尤其是尾煤风机；风机的噪声较大，噪声值在105dB左右，一直困扰着。为了节电和降噪，决定在窑系统大修期间试验两台空气悬浮风机来代替原风机。
1空气悬浮风机的基本原理及维护要求
空气悬浮风机是离心风机，是永磁电机和离心风机的一体机，共用一根轴；风机由小叶轮、高转速来保证高风压和足够的风量；是以动压空气轴承技术和永磁直驱电机技术为核心，利用空气悬浮式轴承，使风机轴在高速转动时形成自悬浮。风机叶轮采用三元流设计，单级压缩效率达92%以上，与风机相比，降低设备运行的摩擦损耗而节电，没有机械磨损，仅有风摩损耗，风摩功率消耗在200W以内。空气悬浮风机与磁悬浮风机相比较，没有磁场回路，不怕急停车和断电，维护更方便。生产中的维护，一是需要对设备箱体过滤器的外滤棉进行清扫和更换，保证风机进风的洁净和设备的散热。风机是高速风机，叶轮属于直连，处于高速旋转状态，任何杂质都有可能对叶轮产生损伤。同时也要求，设备在运转中，不允许清扫或更换过滤器。再者就是厂房的通风过滤面积要足够，通风除尘窗要保证在灰尘聚集后的通过风量满足风机的需求。
2选型与安装要求
2.1选型
2018年底，选择在5000t/d线窑系统安装试用两台空气悬浮风机替代两台风机，备用风机不变，设备的电源和控制回路不变。参考生产中的实际情况，依据设备选型的原则是：首先保证风机风量不降低，满足生产需求；风机风压在正常生产压力的1.25倍以上；风机功率要有一定的富裕量，满足特殊状态下吹管要求。
（1）风机选型以高效节能风机整机更换，在考虑改造风机情况下尽量利益最大化，结合企业自身实际经济情况出发实施，根据试验参数考虑一定的富裕量作为风机选型的依据。
（2）风机选型除考虑高效节能外，还兼顾噪音治理。
（3）利用原有基础和现有进出风道。
（4）主轴采用整体锻造，锻坯件经严格的材质化学成分分析和力学性能试验合格后，进入粗车工序，粗车完工后进行超声波探伤检查，合格后进行热处理。在热处理工序严格测量控制其机械性能，检查符合设计要求后再进行半精加工和精加工。
（5）叶轮表面堆焊专用耐磨材料，堆焊后整体退火，对所有拼接、焊缝进行X射线探伤，以保证焊接质量。
（6）为了使气流平衡进出风口管道，设计了安装镇流格。风机出风口安装消声器4道；头排尾排风机均利用原有执行器，头排利用原有电机。尾排风机按照原有规格型号设计，除考虑风量、风压满足系统使用外，以提升风机效率为主。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2数据分析
（1）根据中控界面显示电流、压力、温度、给定产量，结合风机设计铭牌参数得出结论，窑尾排风机及窑头排风机运行工况远偏离实际最佳状态，工艺设计时风机选型偏大，风机运行长期处于偏离实际用功，导致风机效率低下，能耗高，风机噪音大，风机壳体震动大，壳体强度低下。风机改造为高效节能风机空间较大，测试为改造提供了依据，改造势在必行。
（2）根据测试数据，利用停机检修期间对风机进行彻底检查，发现风机锁风口间隙太大，与风机设计不符，锁风口间隙下方达到20mm左右，上部位均达30mm，风机制造有质量问题，锁风口间隙处成椭圆形状，冷加工成型锁风无法通过整改。风量内漏至循环相当严重，导致风机效率低下偏离实际用功，通过现场整改难以得到理想效果。原风机设计与实际运行工况偏离很大，造成能耗较高。
2.3安装要求
空气悬浮风机的安装要求是：封堵厂房的漏风口，安装密封门和通风除尘窗（见图1）。
图1除尘通风窗
3试用效果
3.1运行效果
设备安装后，试车良好；投产不久，空气悬浮风机就调整到稳定状态，窑也很快达到了良好运转状态。后即稳定在6100t/d左右，与风机更换前较好的生产状态持平。经过几个月的生产运行，中控参数调整到稳定状态，图2是改造前后中控室画面截图（瞬时值）对比，表1是改造前后窑系统生产情况接近的状态下头尾煤风机的主要生产参数（统计值）对比。
3.2节电效果
从表1可知，节电比例达到45%以上，超越了我们的预期指标。需要指出的是，我们原来的风机是工频设备，空气悬浮风机使用了变频器，风机的电流不能代表总电流，不能代表功耗与风机进行比较，需要电力室总线功耗与风机的功耗相比较。
3.3降噪效果
正常生产中，空气悬浮风机运行音量明显降低。头煤风机实测值在84～88dB之间，尾煤风机在86～91dB之间，没有完全达到预期的85dB。
3.4环境变化
设备水冷改为风冷，轴承改为无油润滑，去掉了冷却水和润滑油，在厂房内刷涂了地坪漆，车间的卫生状况得到改善。
4结束语
本次例举试验两台空气悬浮风机来代替风机，笔者有以下几点体会：
（1）节电效果良好，节电比例较大，超出预期，主要原因在于原风机设计选型偏大和空浮风机厂家宣传有保留。
（2）设备在高速运转中会产生大量的热，需要不断排出，保持设备系统的热平衡；空气悬浮风机采用风冷，在夏天高温的条件下，设备运转良好，温度正常。
（3）空气悬浮风机是离心风机，有风量可变特性，风量随转速、风管压力的变化规律对生产的影响情况有待于进一步摸索，特别是掉电等突发情况管道有积煤时，风机的启动有待验证。
（4）新技术、新设备必然有其不同与一般的特点，也需要新的维护方式和方法，管理人员须改变过往习惯，适应新的要求。
改造后的头排风机已连续带负荷运行一年，整机无任何故障，轴功率下降207kW，噪音环保实现达标；改造后的尾排风机改造已经连续运行三年，整机亦无任何故障，风机轴功率下降400kW，同时现场噪音治理达标。早期风机在设计上技术不够成熟，能耗大，成本高，制造质量不够精细。同时，也说明结合现场实际工况制定的改造方案是正确的，达到了节能降噪的技改目标。
参考文献
[1]李强,金辉,邢乐乐.高效节能风机在5000t/d生产线上的成功应用[J].水泥,2018(11):36-38.
[2]刘继斌,朱精,颜新传.我公司高温风机的高效节能改造[J].水泥工程,2018(4):47-49.
论文作者:魏俊芳
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷16期
论文发表时间:2019/11/29
标签：风机论文; 风量论文; 空气论文; 设备论文; 叶轮论文; 功率论文; 风压论文; 《城镇建设》2019年2卷16期论文;