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回轉(zhuǎn)窯羅茨鼓風(fēng)機(jī)|煤粉輸送用羅茨風(fēng)機(jī)
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是指在鋼板制的圓筒狀本體內(nèi)部設(shè)置了耐火材料襯爐的焚燒爐。比水平略微傾斜地設(shè)置，一邊進(jìn)行緩慢的旋轉(zhuǎn)，一邊使從上部供給的廢物向下部轉(zhuǎn)移，從前部或后部等供給空氣使之燃燒。通常，在回轉(zhuǎn)窯后設(shè)置二次燃燒室，使前段熱解未完全燒掉的有毒有害氣體得以在較高溫度的氧化狀態(tài)下完全燃燒
目前幾乎所有應(yīng)用回轉(zhuǎn)窯的工業(yè)部門(mén)都廣泛地使用羅茨風(fēng)機(jī)供風(fēng),并且現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外都取得了共識(shí)。煤風(fēng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)和凈風(fēng)風(fēng)機(jī)也都采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)不再采用離心風(fēng)機(jī)。但是,對(duì)單臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)的認(rèn)識(shí)和正確選擇都存在一些模糊不清的問(wèn)題。我公司是專(zhuān)業(yè)提供回轉(zhuǎn)窯用羅茨風(fēng)機(jī)|煤粉輸送用羅茨風(fēng)機(jī)|錦工羅茨風(fēng)機(jī)公司，如需了解羅茨風(fēng)機(jī)參數(shù)、性能特點(diǎn)、選型樣本手冊(cè)、羅茨風(fēng)機(jī)工作原理等，可聯(lián)系我們！
我公司提供的回轉(zhuǎn)窯用羅茨鼓風(fēng)機(jī)、煤粉輸送用羅茨鼓風(fēng)機(jī)、錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)是通過(guò)大量市場(chǎng)調(diào)研以及技術(shù)人員的反復(fù)實(shí)踐，論證后，針對(duì)氣體的輸送特點(diǎn)，在羅茨風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出來(lái)的一種特殊風(fēng)機(jī)，本產(chǎn)品的特點(diǎn)是密封好、流量穩(wěn)定、噪音低、體積小、高效節(jié)能、 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。通過(guò)近幾年的市場(chǎng)使用，得到了廣大用戶的好評(píng)！
回轉(zhuǎn)窯用羅茨鼓風(fēng)機(jī)、煤粉輸送用羅茨鼓風(fēng)機(jī)、錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)的使用特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：
（1）錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)壓力9.8kpa至98kpa，壓力達(dá)到78.4kpa以上機(jī)型選配雙油箱型水冷式環(huán)保節(jié)能型。
（2）錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)具有強(qiáng)制性送氣的硬排氣特性，即當(dāng)壓力變化時(shí)，流量變化較小。換言之，壓力可以在允許范圍內(nèi)“自動(dòng)”調(diào)節(jié)，而流量變化較小。
?。?）壓力隨系統(tǒng)阻力的變化而變化，具有自適應(yīng)性。羅茨鼓風(fēng)機(jī)沒(méi)有內(nèi)壓縮，系統(tǒng)需要多大壓力，在配套電機(jī)功率允許的條件下，羅茨鼓風(fēng)機(jī)就能提供多大壓力，因此其壓力具有自適應(yīng)性。
?。?）回轉(zhuǎn)窯用羅茨鼓風(fēng)機(jī)、煤粉輸送用風(fēng)機(jī)當(dāng)送風(fēng)管道數(shù)量和阻力穩(wěn)定時(shí)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的壓力和風(fēng)量穩(wěn)定不變，燃燒器產(chǎn)生的火焰穩(wěn)定不變。
?。?）羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。
?。?）輸送介質(zhì)不含油。羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與機(jī)殼、墻板之間留有窄小間隙，在轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)中互不發(fā)生接觸，故無(wú)需對(duì)轉(zhuǎn)子加油潤(rùn)滑，故介質(zhì)不含油。
?。?）葉輪采用型線結(jié)構(gòu)，密封性能大大改善，主要零部件精度高，結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，運(yùn)行可靠，平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪音低，使用壽命長(zhǎng)，操作維修方便。
錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)公司售后服務(wù)承諾：
1、我公司產(chǎn)品“三包”期為：自發(fā)貨之日起十二個(gè)月;在產(chǎn)品三包期內(nèi)，設(shè)備如發(fā)生故障或不能正常運(yùn)行時(shí)，只要我們接到書(shū)面通知24小時(shí)內(nèi)，我們將安排技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)象指導(dǎo)或到現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)趕到用戶施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修和服務(wù)，待設(shè)備正常運(yùn)行后，再進(jìn)行原因分析，如因我方責(zé)任所發(fā)生的費(fèi)用由我方承擔(dān)；如需方維護(hù)責(zé)任我們將僅收成本費(fèi)用。
2、在產(chǎn)品三包期內(nèi)，確屬我公司產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，無(wú)法排除，我公司包換零部件甚至整機(jī)。
3、我公司產(chǎn)品實(shí)行終身售后服務(wù)，提供產(chǎn)品所需的備品備件易損件（只收成本費(fèi)）。
公司總經(jīng)理鄭重承諾 ：“我們以‘用戶滿意，產(chǎn)品質(zhì)量可靠，技術(shù)不斷進(jìn)步，產(chǎn)品不斷創(chuàng)新，售后服務(wù)周到’為宗旨，熱忱歡迎各界朋友前來(lái)我公司洽談業(yè)務(wù)，參觀指導(dǎo)。
山東錦工機(jī)械有限公司位于山東省濟(jì)南市的鐵匠之鄉(xiāng)濟(jì)南市章丘市明水經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，是專(zhuān)業(yè)提供羅茨風(fēng)機(jī)的公司。企業(yè)技術(shù)力量雄厚，其提供的羅茨鼓風(fēng)機(jī)暢銷(xiāo)全國(guó)各地，并出口到俄羅斯、韓國(guó)、馬來(lái)西亞等國(guó)和地區(qū)。
回轉(zhuǎn)窯用羅茨風(fēng)機(jī)|煤粉輸送用羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)|錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)
近年來(lái)，我國(guó)的危險(xiǎn)廢棄物焚燒建設(shè)市場(chǎng)已越趨成熟。大勢(shì)已在向采用不同組合的回轉(zhuǎn)窯焚燒爐型靠攏，具體在應(yīng)用上的改進(jìn)，尚有很大的技術(shù)發(fā)展空間。
回轉(zhuǎn)窯具有停留時(shí)間長(zhǎng)，隔熱好等優(yōu)點(diǎn)，并且因?yàn)榛剞D(zhuǎn)作用使廢物料層得到充分翻動(dòng)。回轉(zhuǎn)窯焚燒爐對(duì)焚燒物變化適應(yīng)性強(qiáng)，這使得回轉(zhuǎn)窯焚燒爐成為所有廢物的理想焚燒系統(tǒng)。
原標(biāo)題：技術(shù) | 水泥廠窯頭煤粉燃燒器系統(tǒng)節(jié)能改造
水泥廠窯頭煤粉燃燒器系統(tǒng)是新型干法水泥生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)鍵工藝裝備，其運(yùn)行情況直接影響到整個(gè)燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)穩(wěn)定性，同時(shí)直接影響水泥企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和能源消耗指標(biāo)，關(guān)系到水泥生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮。2020年年底，我公司對(duì)2號(hào)窯原有窯頭燃燒器系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能改造，采用TSD公司生產(chǎn)制造的新型節(jié)能型燃燒器，同時(shí)對(duì)窯頭一次凈風(fēng)機(jī)和煤風(fēng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)選型，以達(dá)到節(jié)能、提產(chǎn)、增效的目的。
1 燒成系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)及原窯頭燃燒器系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)
2號(hào)窯燒成系統(tǒng)采用HCF五級(jí)預(yù)熱器系統(tǒng)、Φ4.3 m×64 m回轉(zhuǎn)窯及第四代步進(jìn)式冷卻機(jī)，熟料產(chǎn)量（最大值）4 200 t/d，設(shè)計(jì)單位熟料熱耗3 182 kJ/kg，無(wú)煙煤低位發(fā)熱量23 826 kJ/kg。窯頭燃燒器原采用ZZB公司的ZB-T40型四風(fēng)道煤粉燃燒器，燃燒器能力為200GJ/h（最大為300GJ/h），燃燒器燒煤量為8 600 kg/h（最大為13 000 kg/h）。窯頭燃燒器系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1，羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型參數(shù)見(jiàn)表2。
表1 窯頭燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)
表2 羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)
由表1可知，窯頭一次凈風(fēng)（軸流+旋流）設(shè)計(jì)比例為入窯空氣量的7.5%，煤風(fēng)設(shè)計(jì)比例為入窯空氣量的4.5%，一次空氣總量設(shè)計(jì)比例為12%。按上述比例，窯頭一次凈風(fēng)量為5 168 Nm3/h，窯頭煤風(fēng)量為3 101 Nm3/h。按工況溫度20 ℃（羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)口空氣溫度）計(jì)算，工況設(shè)計(jì)值分別為92.4 m3/min和55.5 m3/min。
由表2可知，兩臺(tái)一次凈風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)銘牌流量合計(jì)為150.2 m3/min，煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)銘牌流量為69.8 m3/min，三臺(tái)風(fēng)機(jī)總裝機(jī)功率為345 kW。羅茨風(fēng)機(jī)銘牌流量比設(shè)計(jì)選型值大，過(guò)多的一次空氣帶入會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)能耗指標(biāo)的上升。
2 改造方案及節(jié)能效果評(píng)估
2.1 改造方案
2020年2月對(duì)窯頭燃燒器系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，改造的目標(biāo)：（1）在保持原有燒成系統(tǒng)產(chǎn)量不降低或有所提高的前提下，降低燒成系統(tǒng)的煤耗及電耗；（2）燒成帶窯皮的平整性有改善提高；（3）保持或提高熟料質(zhì)量。本次改造采用NT-9型窯頭燃燒器系統(tǒng)，該燃燒器是結(jié)合高速差原理及計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品。其特點(diǎn)是內(nèi)外風(fēng)分別由兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)單獨(dú)供風(fēng)，一次風(fēng)總量設(shè)計(jì)比例約為8%，羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型參數(shù)見(jiàn)表3。燃燒器端部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，由外向里依次是軸流風(fēng)、煤風(fēng)、旋流風(fēng)和中心風(fēng)風(fēng)道。由于采用了超低一次風(fēng)量、強(qiáng)熱回流、煤粉高濃縮輸送及風(fēng)煤強(qiáng)化混合等技術(shù)，與原燃燒器相比，具有高溫二次風(fēng)被卷入速度更快，煤風(fēng)混合預(yù)熱時(shí)間更短，火焰根部溫度更集中的特點(diǎn)，使煤粉在燃燒器出口燃燒速度更快，其火焰形狀更合理，高溫區(qū)更集中，操作更靈活。
表3 新窯頭燃燒器系統(tǒng)羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型參數(shù)
圖1 新型節(jié)能型窯頭燃燒器頭部圖片
由表3可知，兩臺(tái)一次凈風(fēng)（軸流+旋流）設(shè)計(jì)比例為入窯空氣量的6%，煤風(fēng)設(shè)計(jì)比例為入窯空氣量的2.7%，一次空氣總量設(shè)計(jì)比例為8.7%。一次凈風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)銘牌流量合計(jì)為69.7 m3/min，煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)銘牌流量為30.5 m3/min，三臺(tái)風(fēng)機(jī)總裝機(jī)功率為165 kW。
2.2 節(jié)能效果評(píng)估
2.2.1 理論節(jié)煤量計(jì)算
通過(guò)使用新型節(jié)能型燃燒器可降低一次空氣總量，按照羅茨風(fēng)機(jī)額定能力的80%計(jì)算，每天可減少入窯一次空氣標(biāo)況風(fēng)量為（按1個(gè)大氣壓，環(huán)境溫度20 ℃計(jì)算）：
V=[（原軸流風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量+原旋流風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量）×80%+原煤風(fēng)風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量－（新軸流風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量+新旋流風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量） ×80%－新煤風(fēng)風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量]×60×24×273÷293
=[（58.9+91.3）×80%+69.8－（30.5+39.2）
×80%－30.5]×60×24×273÷293
=139 135（Nm3/d）
將1Nm3空氣從t1=50 ℃（羅茨風(fēng)機(jī)出口平均溫度）加熱達(dá)到t2=1 050 ℃（二次風(fēng)溫）所需熱值為：
Q吸熱=C2×t2－C1×t1=1.415×1 050－1.298×50=1 420.9（kJ/Nm3）
C2、C1分別為空氣在1 050 ℃和50 ℃時(shí)平均比熱容，由GB/T 26281—2010 《水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計(jì)算方法》查知。
每天理論可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤為：
T=V×Q吸熱÷（7 000×4.18×103）=139 135×1 420.9÷（7 000×4.18×103）=6.76（t/d）
窯日產(chǎn)量按生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)值4 056 t/d計(jì)，則每噸熟料理論可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤1.67 kg/t。
2.2.2 理論節(jié)電量計(jì)算（不考慮產(chǎn)量增加節(jié)電因素）
所有風(fēng)機(jī)負(fù)荷均按80%計(jì)算，每天理論可節(jié)省電量為：
Q=[（原軸流額定功率+原旋流額定功率+原煤風(fēng)額定功率）×80%－（新軸流額定功率+新旋流額定功率+新煤風(fēng)額定功率） ×80%]×24
=[（160+75+110）×80%－（75+45+45） ×80%]×24
=3 456 （kWh/d）
每噸熟料理論可節(jié)約電量0.85 kWh/t。
3 改造效果
?。?）2020~2020年出磨生料和出磨煤粉對(duì)比數(shù)據(jù)分別見(jiàn)表4和表5。
表4 出磨生料數(shù)據(jù)
表5 出磨煤粉數(shù)據(jù)
由表4、表5數(shù)據(jù)可知，從2020年至2020年，出磨生料化學(xué)成分、生料三率值、生料細(xì)度等基本保持穩(wěn)定，生料化學(xué)成分中MgO成分有所增加，對(duì)生料易燒性改善有所幫助。出磨煤粉2020年燒的是純無(wú)煙煤，2020年6月逐步開(kāi)始無(wú)煙煤和煙煤搭配混燒，比例為1∶1。因此，煤粉細(xì)度有所放粗，揮發(fā)分從原來(lái)的3.04%逐步提高到8.84%，煤炭熱值基本保持穩(wěn)定。
（2）燒成系統(tǒng)熱工標(biāo)定主要數(shù)據(jù)及改造前后燃燒器系統(tǒng)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分別見(jiàn)表6和表7。
表6 燒成系統(tǒng)熱工標(biāo)定主要數(shù)據(jù)
注：按GB/T 26281—2010測(cè)試計(jì)算。
表7 改造前后窯頭羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)
從表7可見(jiàn)，一次風(fēng)比例改造后（實(shí)測(cè)計(jì)算值）為9.81%，比改造前降低13.04%；燃燒器系統(tǒng)羅茨風(fēng)機(jī)噸熟料電耗為0.61 kWh/t，比改造前實(shí)際降低0.88 kWh/t。
（3） 2020~2020年回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表8。
表8 回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)運(yùn)行對(duì)比數(shù)據(jù)
由表8數(shù)據(jù)可知改造后的效果：
?。?）回轉(zhuǎn)窯平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量從最高163.37 t/h提高到168.93 t/h。
?。?） C1出口平均溫度從最高340~355 ℃降低到325~335 ℃，噸熟料平均標(biāo)準(zhǔn)煤耗從最低109.27 kg/t降低到107.51 kg/t，噸熟料平均電耗從最低27.33 kWh/t降低到25.42 kWh/t，單位熟料電耗下降因回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量提高好于預(yù)期。
?。?）熟料3 d強(qiáng)度、f-CaO含量保持穩(wěn)定、28 d抗壓強(qiáng)度從最高57.50 MPa提高到58.70 MPa。
另外，燒成帶長(zhǎng)厚窯皮問(wèn)題和過(guò)渡帶容易結(jié)圈問(wèn)題均有顯著改善，窯內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)改善，為燒成系統(tǒng)提產(chǎn)降耗創(chuàng)造了有利條件。
作者單位：福建省泉州美嶺水泥有限公司
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目前，國(guó)內(nèi)水泥回轉(zhuǎn)窯所用的煤粉燃燒器基本上都是三風(fēng)道和先進(jìn)的四風(fēng)道等多風(fēng)道煤粉燃燒器。多風(fēng)道煤粉燃燒器都需要兩種風(fēng)：一種是輸送煤粉的空氣，稱(chēng)為“煤風(fēng)”；另一種是使煤粉火焰成形的潔凈空氣，稱(chēng)為“凈風(fēng)”。二者之和，或者說(shuō)由燃燒器噴燃管?chē)娙氲礁G內(nèi)的常溫風(fēng)或曰冷風(fēng)應(yīng)稱(chēng)為“一次風(fēng)（Primaryair）”。這樣，就將預(yù)分解水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)由冷卻機(jī)入窯的高溫二次風(fēng)、由冷卻機(jī)或者窯頭罩抽取到窯尾分解爐的次高溫三次風(fēng)和窯頭窯尾各密封處的外漏風(fēng)區(qū)分得清清楚楚，四種風(fēng)的概念特別清晰?？墒菄?guó)外原來(lái)都只將凈風(fēng)稱(chēng)為“一次風(fēng)”而不包括煤風(fēng)，國(guó)內(nèi)有人受?chē)?guó)外影響也如此稱(chēng)謂，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)不少水泥工作者人云亦云，給技術(shù)交流造成很大麻煩。因?yàn)槊猴L(fēng)一般要占窯總風(fēng)量的2%～4%甚至更多，占一次風(fēng)的1/3～1/2左右，可見(jiàn)不是一個(gè)可以忽略的小數(shù)。它既有風(fēng)量又有噴出速度，所以也要產(chǎn)生一定的推力，對(duì)火焰性能也有不宜忽略的影響，這是其一。另外，如果不把煤風(fēng)算作一次風(fēng)內(nèi)，它應(yīng)算作哪股風(fēng)呢？由此可見(jiàn)，將煤風(fēng)與凈風(fēng)之和稱(chēng)為“一次風(fēng)”是最合理和最科學(xué)的。由于多風(fēng)道煤粉燃燒器比單風(fēng)道的阻力大很多，又因兼顧煤磨多布置在遠(yuǎn)離窯頭的位置，不像使用單風(fēng)道煤粉燃燒器時(shí)那樣可以布置在窯頭，煤粉輸送管路的長(zhǎng)度增大，因而阻力也大大增加。為了保證喂煤的均勻穩(wěn)定，在煤粉輸送系統(tǒng)中都安裝有各種計(jì)量設(shè)備，增加了局部阻力；特別是在煤粉輸送管路規(guī)格直徑選擇偏小時(shí)，也使輸送系統(tǒng)阻力增大。還由于在輸送空氣中含有煤粉，其濃度越高阻力也越大等。為此，必須選用升壓較高的羅茨鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)才能滿足煤粉輸送的要求，因而將為燃燒器輸送煤粉的羅茨鼓風(fēng)機(jī)稱(chēng)為“煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)”，以與凈風(fēng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)相區(qū)別。
為燃燒器輸送煤粉的羅茨風(fēng)機(jī)稱(chēng)為“煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)”，通常選用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)，煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量選擇過(guò)大的原因：一是工程設(shè)計(jì)部門(mén)提供的所需最大煤粉量過(guò)大；二是計(jì)量設(shè)備供貨單位所選用的料氣比即煤粉輸送濃度過(guò)?。蝗菢I(yè)主提供給工程設(shè)計(jì)部門(mén)的煤粉質(zhì)量性能參數(shù)無(wú)效，往往脫離實(shí)際?！耙淮物L(fēng)”中應(yīng)包括煤風(fēng)在內(nèi)是合理和科學(xué)的。窯頭煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)的升壓不需選定過(guò)高。如果煤磨設(shè)在窯頭，煤粉輸送管路規(guī)格又比較合理，一般選為49 kPa即可。煤風(fēng)輸送管路規(guī)格的選擇應(yīng)與羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量相匹配，管內(nèi)風(fēng)速在20 ℃時(shí)應(yīng)控制在V＝20～22 m/s為宜，管內(nèi)風(fēng)速在工況下一般都會(huì)達(dá)到24～26 m/s，絕對(duì)不會(huì)引起煤粉在管內(nèi)沉積的現(xiàn)象?，F(xiàn)在有不少水泥生產(chǎn)線將窯頭煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量選擇過(guò)大，然后再安裝變頻調(diào)速裝置，在使用時(shí)通過(guò)變頻調(diào)速裝置將風(fēng)量降低，這是最不可取的。
錦工風(fēng)機(jī)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)對(duì)客戶600多條預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線的調(diào)查得知，煤風(fēng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選擇現(xiàn)在有98%都不合理。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是風(fēng)量選擇過(guò)大，有許多比合理風(fēng)量大一倍還多；二是采用變頻調(diào)速。煤風(fēng)風(fēng)量因受管路直徑制約本不該選大，可是有不少單位將煤風(fēng)選大之后再通過(guò)變頻調(diào)速將風(fēng)量降下來(lái)，因變頻器不僅要消耗部分電能，而且還需增加購(gòu)置投資，所以造成雙重?fù)p失；三是升壓選擇過(guò)高，有的甚至選為88.2kPa的升壓，幾乎高一倍。這就導(dǎo)致不僅三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)選大，而且所配的電動(dòng)機(jī)也隨之增大，造成實(shí)際使用時(shí)都是大馬拉小車(chē)，浪費(fèi)大量電能。這從電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行電流一般都在其額定電流的50%左右，其中有不少還不到50%，便可清楚地得到證明。煤風(fēng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的選大不僅增大了基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，而且還增大了設(shè)計(jì)用風(fēng)合理燃燒器噴燃管的磨損和有害氣體尤其是NOx的生成及排放，既縮短了燃燒器的使用壽命，又與當(dāng)前國(guó)家力倡的節(jié)能減排要求相?！，F(xiàn)在我國(guó)僅預(yù)分解窯生產(chǎn)線就有1841條，如果按平均每條生產(chǎn)線窯頭窯尾所用的煤風(fēng)三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率大30kW，運(yùn)轉(zhuǎn)率按平均為85%計(jì)，則每年浪費(fèi)kWh的電能。當(dāng)電費(fèi)按平均0.6元/kWh計(jì)時(shí)，則每年將損失24674.6萬(wàn)元/年，即約2.47億元/年左右，可見(jiàn)損失之大。這還是僅僅的直接損失，若將因煤風(fēng)過(guò)大，使燃燒器噴燃管使用壽命降低、因煤風(fēng)或一次風(fēng)過(guò)大對(duì)產(chǎn)量、質(zhì)量、煤電耗、火磚壽命、運(yùn)轉(zhuǎn)率、NOx排放等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的不利影響計(jì)算在內(nèi)，其損失不知要比浪費(fèi)的電能大多少倍了。
1、“一次風(fēng)”中應(yīng)包括煤風(fēng)在內(nèi)是合理和科學(xué)的。煤風(fēng)風(fēng)量是一次風(fēng)量中不可忽略的一部分，要降低一次風(fēng)量，煤風(fēng)風(fēng)量應(yīng)與凈風(fēng)風(fēng)量同步降低。綜合考慮，煤風(fēng)風(fēng)量按一次風(fēng)量中的三分之一左右控制為宜。因?yàn)槊悍圯斔褪芄苈芬?guī)格限制或者說(shuō)受風(fēng)速限制，即風(fēng)量選大管路規(guī)格也得隨之加大。另外，煤風(fēng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)都必須安裝在煤磨附近，不像凈風(fēng)三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)一般都安裝在燃燒器附近，所以管路都需很長(zhǎng)。因而煤風(fēng)選大之后，不僅增大了基建投資，而且浪費(fèi)電能。
2、窯頭煤風(fēng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的升壓不需選定過(guò)高。如果煤磨設(shè)在窯頭，煤粉輸送管路規(guī)格又比較合理，一般選為49kPa即可。當(dāng)煤磨在窯尾，一般選為58.8kPa完全能夠滿足要求。不需過(guò)高，以免導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)功率過(guò)大，浪費(fèi)電能。
3、煤風(fēng)輸送管路規(guī)格的選擇應(yīng)與三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量相匹配，管內(nèi)風(fēng)速在20℃時(shí)應(yīng)控制在V＝20～22m/s為宜，管內(nèi)風(fēng)速在工況下一般都會(huì)達(dá)到24～26m/s，絕對(duì)不會(huì)引起煤粉在管內(nèi)沉積的現(xiàn)象。管內(nèi)風(fēng)速過(guò)高，必然增大輸送系統(tǒng)的阻力，浪費(fèi)電能，同時(shí)還會(huì)增大其磨損，縮短使用壽命；管內(nèi)風(fēng)速過(guò)低，不僅會(huì)增大管路及其安裝的造價(jià)，更重要的是會(huì)發(fā)生煤粉在管路中沉積的現(xiàn)象。這時(shí)采用再好的計(jì)量設(shè)備也起不到煤粉輸送穩(wěn)定的作用，通過(guò)煤粉燃燒器入窯內(nèi)的煤粉還會(huì)是一股一股的。應(yīng)特別注意，在煤粉輸送管路規(guī)格較小并采用橡膠軟管套裝在無(wú)縫鋼管外徑上的連接方式時(shí)，必須進(jìn)行核算橡膠軟管內(nèi)的風(fēng)速，使其處于允許范圍。
4、現(xiàn)在有不少水泥生產(chǎn)線將窯頭煤風(fēng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量選擇過(guò)大，然后再安裝變頻調(diào)速裝置。在使用時(shí)通過(guò)變頻調(diào)速裝置將風(fēng)量降低，這是最不可取的。因?yàn)槊猴L(fēng)的風(fēng)量受管路約束，管路一般不會(huì)輕易改動(dòng)的。當(dāng)將風(fēng)量調(diào)得過(guò)低時(shí)，在同樣的管路中煤粉會(huì)發(fā)生沉積，影響系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，這就造成雙因素的浪費(fèi)電能。三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)選擇過(guò)大，自身消耗動(dòng)力大，變頻器自身也消耗動(dòng)力。所以，煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)是不應(yīng)增設(shè)變頻調(diào)速的。
山東錦工有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)、煤風(fēng)羅茨風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)隔音罩等機(jī)械設(shè)備的羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠家，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱(chēng)的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來(lái)，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。此類(lèi)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷(xiāo)全國(guó)各地及東南亞，深受客戶好評(píng)。
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穩(wěn)定和提高回轉(zhuǎn)窯喂煤系統(tǒng)精度一直是水泥工作者努力追求的目標(biāo)，特別是新型干法窯，由于窯比較短，長(zhǎng)徑比一般在15左右，分解爐的容積也十分有限，物料在窯及分解爐內(nèi)的停留時(shí)間都很短，一旦喂煤量發(fā)生波動(dòng)將直接影響入窯生料的分解率及熟料產(chǎn)質(zhì)量。
1 我國(guó)水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯喂煤系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
1.1 用離心風(fēng)機(jī)輸送煤粉的喂煤系統(tǒng)
60年代以前建成的生產(chǎn)線一般為干法中空窯或濕法長(zhǎng)窯，這些窯的燃燒器多為單通道，喂煤系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，一般由煤粉倉(cāng)、葉輪式喂煤機(jī)或螺旋式喂煤機(jī)組成，煤粉由離心風(fēng)機(jī)輸送，見(jiàn)圖1。
圖1 用離心風(fēng)機(jī)輸送煤粉的喂煤系統(tǒng)
這種喂煤系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是沒(méi)有穩(wěn)流設(shè)備，煤粉倉(cāng)下煤不穩(wěn)定；沒(méi)有計(jì)量設(shè)備，煤粉倉(cāng)喂煤波動(dòng)較大。喂煤量要通過(guò)喂煤機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行折算，喂煤精度一般情況下在5%左右，當(dāng)遇到空倉(cāng)或塌倉(cāng)時(shí)喂煤精度將達(dá)到10%或更低。
1.2 用羅茨風(fēng)機(jī)輸送煤粉的喂煤系統(tǒng)
70年代末到80年代中期，喂料設(shè)備及粉狀物料的計(jì)量設(shè)備都有了較大的發(fā)展，給喂煤系統(tǒng)提供了新的裝備。這期間建成的水泥廠其喂煤系統(tǒng)大都采用了不同形式的穩(wěn)流設(shè)備，如大循環(huán)、稱(chēng)重倉(cāng)或在煤粉倉(cāng)上加高低位指示及報(bào)警裝置，使煤粉倉(cāng)的倉(cāng)壓始終保持在一定范圍內(nèi)，此時(shí)喂煤精度取決于喂煤設(shè)備的精度，如仍采用一般葉輪式喂煤機(jī)或螺旋式喂煤機(jī)，喂煤精度只有5%左右，如采用精度高一點(diǎn)喂煤設(shè)備，再配上計(jì)量設(shè)備，喂煤精度可以達(dá)到3%左右。
另外，這期間建成的水泥廠由于采用的燃燒器不同，煤粉輸送方式也有所不同。當(dāng)使用單通道燃燒器時(shí)，煤粉輸送仍用離心風(fēng)機(jī)，因返風(fēng)不太嚴(yán)重又采用了穩(wěn)流設(shè)備，使喂煤精度較以前有所提高。而使用三通道燃燒器時(shí)，由于煤粉輸送采用的是羅茨風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓高，一般在30～50kPa左右，見(jiàn)圖2。進(jìn)入輸送設(shè)備(螺旋泵、噴射泵等)的氣體大部分用來(lái)輸送煤粉，但仍有很小一部分氣體經(jīng)計(jì)量和喂煤設(shè)備從煤粉倉(cāng)放出，當(dāng)煤粉倉(cāng)中煤粉較多，倉(cāng)壓較高時(shí)氣體不易排出，就會(huì)在下煤溜子或煤粉倉(cāng)中形成氣栓即我們常說(shuō)的另一種起拱現(xiàn)象，這時(shí)喂料機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)很快而煤粉下不來(lái)，當(dāng)氣栓內(nèi)的氣體壓力大到一定程度時(shí)將會(huì)沖破料層阻力迅速排出，或受到外界作用(如振動(dòng)、敲擊等)使氣體迅速排出，氣體排出后煤粉迅速進(jìn)入輸送設(shè)備中形成跑煤。短時(shí)間后跑煤結(jié)束恢復(fù)正常，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，氣栓再度形成，這樣循環(huán)反復(fù)給喂煤量造成很大的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成輸送管道堵塞，輸送設(shè)備跳閘。因此對(duì)于采用羅茨風(fēng)機(jī)送煤的喂煤系統(tǒng)解決返風(fēng)問(wèn)題就顯得非常重要。
圖2 用羅茨風(fēng)機(jī)輸送煤粉的喂煤系統(tǒng)
從80年代末開(kāi)始，我國(guó)在自行設(shè)計(jì)的同時(shí)，還引進(jìn)了一些新型干法生產(chǎn)線，引進(jìn)的生產(chǎn)線其喂煤系統(tǒng)比較完善，運(yùn)行也比較好。自行設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線上，也消化吸收了一些國(guó)外技術(shù)，但在設(shè)計(jì)和建設(shè)中一些細(xì)節(jié)的重要作用有時(shí)被忽略，如對(duì)放氣箱的作用就認(rèn)識(shí)不足，通常認(rèn)為可有可無(wú)，有的設(shè)計(jì)中雖然有，但在施工時(shí)又忽略了，或不能正確安裝，見(jiàn)圖3。
圖3 放氣箱安裝
若在喂煤系統(tǒng)中不設(shè)放氣箱或放氣箱放出的氣體處理不好導(dǎo)致放氣管堵死，使返風(fēng)無(wú)法排出形成氣栓，會(huì)給喂煤量造成很大的波動(dòng)。如圖3中b、c兩種情況返風(fēng)與煤粉流沒(méi)有很好的分開(kāi)，返風(fēng)中含有大量的煤粉，使入窯煤粉計(jì)量不準(zhǔn)。同時(shí)放氣箱排出的廢氣難于處理，直接排放會(huì)造成環(huán)境污染，雖然有的廠在排氣管上掛一布袋過(guò)濾廢氣，但兩三天就被煤粉堵死，返風(fēng)仍無(wú)法排出，有的廠將排氣管接在煤磨進(jìn)風(fēng)管上，當(dāng)煤磨停機(jī)時(shí)放氣箱即失去作用，仍會(huì)形成氣栓使喂煤量波動(dòng)。因此充分認(rèn)識(shí)放氣箱的作用，作好放氣箱排氣的處理工作也是穩(wěn)定喂煤系統(tǒng)提高喂煤精度的一個(gè)重要內(nèi)容。
2 穩(wěn)定回轉(zhuǎn)窯喂煤系統(tǒng)的措施
2.1 保持煤粉有良好的流動(dòng)性
為了達(dá)到這個(gè)目的，在煤粉制備過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)管理，努力降低入磨原煤水分、提高入磨風(fēng)溫、加強(qiáng)煤磨后面設(shè)備(如粗、細(xì)粉分離器、煤粉倉(cāng)、管道等)的保溫，防止結(jié)露和煤粉吸潮等，使煤粉水分始終保持在1.0%以下。
2.2 改進(jìn)煤粉倉(cāng)結(jié)構(gòu)以減少煤粉在倉(cāng)內(nèi)粘壁和棚料現(xiàn)象
1)煤粉倉(cāng)的排料口不宜太小，圓形口直徑不小于500mm，長(zhǎng)方口短邊不小于500mm。
2)煤粉倉(cāng)錐體與水平的傾角一般應(yīng)大于60°，最好作成偏心倉(cāng)，如圖4中a、b兩種形式。
圖4 建議煤粉倉(cāng)采用的幾種形式
3)在煤粉倉(cāng)錐體加裝攪拌器，如圖4c。
各廠還可根據(jù)本廠實(shí)際情況加以解決。
2.3 采用合適的技術(shù)穩(wěn)定煤粉倉(cāng)倉(cāng)壓
1)喂煤系統(tǒng)采用大循環(huán)方式對(duì)于穩(wěn)定喂煤是一種簡(jiǎn)單有效的方法。
2)可在煤粉倉(cāng)上加裝高低位指示及報(bào)警裝置，使煤粉倉(cāng)內(nèi)的倉(cāng)壓保持在一定范圍內(nèi)，對(duì)緩解煤粉倉(cāng)下煤波動(dòng)有一定的作用。
3)采用稱(chēng)重倉(cāng)，并使煤粉倉(cāng)上的荷重傳感器與煤倉(cāng)的進(jìn)料設(shè)備組成自動(dòng)調(diào)節(jié)回路，使煤粉倉(cāng)重量始終保持不變。
3 提高喂煤系統(tǒng)喂煤精度的途徑
3.1 選用可靠的計(jì)量設(shè)備
在煤粉倉(cāng)下煤穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，安裝運(yùn)行可靠的計(jì)量設(shè)備，如在消化吸收引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上我國(guó)開(kāi)發(fā)的環(huán)狀天平計(jì)量秤、申克秤等，可使喂煤系統(tǒng)的喂煤精度提高至1%～1.5%左右。
3.2 解決返風(fēng)問(wèn)題
采用三通道燃燒器的窯，三通道燃燒器的阻力也比較大，因此解決喂煤系統(tǒng)的返風(fēng)問(wèn)題對(duì)于穩(wěn)定喂煤系統(tǒng)提高喂煤精度具有重要的作用。
從圖5中可以看出煤粉輸送設(shè)備(螺旋泵、噴射泵等)不管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何其外殼都是一個(gè)三通器。進(jìn)入輸送設(shè)備中的風(fēng)量等于輸送煤粉的風(fēng)量及返風(fēng)的風(fēng)量之和，即
Q=Q1+Q2 (1)
進(jìn)入輸送設(shè)備中的風(fēng)壓與輸送煤粉的氣體及返風(fēng)的風(fēng)壓相等，即:
P=P1=P2 (2)
圖5 返風(fēng)影響煤粉輸送的原理
為了使返風(fēng)不影響喂煤系統(tǒng)的精度，一般在計(jì)量設(shè)備和輸送設(shè)備之間都設(shè)有鎖風(fēng)設(shè)備，由于鎖風(fēng)設(shè)備都有活動(dòng)部件，這股風(fēng)是不可能完全鎖住的，因此必須減少這股風(fēng)對(duì)喂煤系統(tǒng)的影響。
1)從(1)式可知為了減少返風(fēng)量，選擇羅茨風(fēng)機(jī)時(shí)在滿足煤粉輸送量的前提下應(yīng)盡量減小風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。
2)從(2)式可知，返風(fēng)的壓力等于輸送風(fēng)的壓力，而輸送風(fēng)的壓力就等于燃燒器的阻力和輸送管道阻力之和。由于燃燒器的阻力是一定的，因此為了減小返風(fēng)的壓力就應(yīng)減小輸送管道的阻力，在保證煤粉可以正常輸送的情況下盡量減小輸送風(fēng)的風(fēng)速。例如PZH水泥廠從窯頭向分解爐輸送煤粉的管道最初為Φ89×4.5的無(wú)縫鋼管，阻力很大，螺旋泵內(nèi)的煤粉被返風(fēng)頂住無(wú)法輸送走，造成螺旋泵的電動(dòng)機(jī)經(jīng)常跳閘無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1天后換成Φ108×4無(wú)縫鋼管阻力減小，螺旋泵跳閘的現(xiàn)象有所緩和，煤粉勉強(qiáng)可以送走，但不能滿足分解爐需要。3天后換成Φ133×4的無(wú)縫鋼管，返風(fēng)現(xiàn)象大大減小，煤粉輸送基本正常，回轉(zhuǎn)窯大修時(shí)又換成Φ146×4的無(wú)縫鋼管，返風(fēng)基本上控制到最小程度，但仍不能完全杜絕，喂煤精度仍受到一定程度的影響。
3)既然不能杜絕返風(fēng)現(xiàn)象，對(duì)這股風(fēng)就必須進(jìn)行有效的疏導(dǎo)，建議在喂煤系統(tǒng)中增設(shè)放氣箱。要使放氣箱真正發(fā)揮作用，處理放氣箱排出的氣體也是十分關(guān)鍵的，這股風(fēng)雖然風(fēng)量不大但含有少量的煤粉，直接排放會(huì)造成環(huán)境污染，處理這股風(fēng)時(shí)既不能污染環(huán)境又要保證放氣箱內(nèi)有0.3～0.4kPa的微負(fù)壓存在，因此在喂煤系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)一個(gè)小除塵器是一種比較徹底的解決辦法。對(duì)于已建成的分解爐窯，由于三次風(fēng)管內(nèi)有0.3～0.4kPa的微負(fù)壓存在，可將放氣箱的放風(fēng)引入三次風(fēng)管內(nèi)，其中的煤粉被三次風(fēng)帶入分解爐內(nèi)燒掉不會(huì)造成環(huán)境污染，改造時(shí)采用這種方法也是可取的?？傊诮鉀Q了喂煤系統(tǒng)中的返風(fēng)問(wèn)題后，喂煤系統(tǒng)的喂煤精度就可以大大提高，如廣東某廠在返風(fēng)問(wèn)題沒(méi)有解決之前，環(huán)狀天平計(jì)量秤的設(shè)定值與實(shí)測(cè)值偏差一般在10%～20%，當(dāng)返風(fēng)問(wèn)題解決之后設(shè)定值與實(shí)測(cè)值瞬時(shí)偏差在1.5%左右，長(zhǎng)時(shí)間的平均偏差只有1%接近國(guó)外先進(jìn)水平，因此解決喂煤系統(tǒng)中的返風(fēng)問(wèn)題值得高度重視。
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