原標題：某水泥廠羅茨風機聯軸器故障診斷案例
因聯智能機器iPHM系統可以密切關注設備的運行狀態(tài)，實時掌握設備運行信息，對設備故障進行智能預警和智能診斷，避免工廠發(fā)生意外造成人員傷亡和財產損失。今天因大師給大家分享的是某大型水泥集團旗下一個水泥廠羅茨風機聯軸器發(fā)生故障診斷案例，通過iPHM系統智能預警，工廠人員及時準確地掌握該羅茨風機的運行狀態(tài)，保障生產安全順利進行。
2020年4月23日，因聯科技診斷工程師郝工彈出一條告警信息，顯示該水泥廠羅茨風機出現異常情況，電機驅動端振動值開始上升，超過ISO10816振動標準報警值，屬于高報狀態(tài)，其中電機非驅動端垂直速度有效值從3.525mm/s上升至7.225mm/s，電機驅動端垂直速度有效值從2.072mm/s上升至5.028mm/s，羅茨風機主動軸驅動端水平速度有效值從3.082mm/s上升至7.369mm/s。
圖1 小程序報警通知
以下是詳細分析呈現。
該設備基礎信息如下：
電機型號：Y160L-4；轉速：1500r/min 軸承型號：/
羅茨風機型號：MJL125b； 軸承型號：/
聯軸器形式：彈性墊圈； 輸送介質：空氣；
郝工點開詳細數據，發(fā)現機組各測點速度值均超過設置的報警閾值，最高達7.369mm/s，屬于高高報狀態(tài)。
電機驅動端垂直速度波形圖中以1X為間距的明顯沖擊，速度頻譜圖中以1X及其倍頻為主。主動軸驅動端水平速度頻譜中以1X及其倍頻為主。分析為聯軸器彈性墊圈存在磨損。
圖2 機組速度振動趨勢圖
圖3 電機驅動端垂直速度波形圖
圖4 電機驅動端垂直速度頻譜圖
圖5 主動軸驅動端水平速度頻譜圖
綜上分析，郝工認為該羅茨風機聯軸器彈性墊圈存在磨損，于是聯系工廠巡檢人員檢查，現場發(fā)現有輕微異響。郝工建議密切關注該設備運行情況，在現場允許停機時建議更換聯軸器彈性墊圈并調整聯軸器對中。
系統監(jiān)護運行至2020年5月2日，該設備停機安排檢修，拆機后發(fā)現聯軸器彈性墊圈損壞嚴重，現場更換彈性墊圈并重新對中。
現場檢修后開機通過iPHM系統查看監(jiān)測數據，顯示機組各測點振動幅值下降明顯，其中電機非驅動端垂直速度有效值下降至2.782mm/s，電機驅動端垂直速度有效值下降至1.268mm/s，羅茨風機主動軸驅動端水平速度有效值下降至2.343mm/s，在ISO10816標準閾值范圍內，電機驅動端垂直速度波形圖中沒有出現明顯的沖擊，機組運行恢復正常。
圖6 機組速度振動趨勢圖（檢修后）
圖7 電機驅動端垂直速度波形圖（檢修后）
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羅茨鼓風機使機械化立窯、新型干法回轉窯水泥生產線，供、用風和輸送粉狀物料的關鍵設備之一，羅茨鼓風機的質量和運行情況直接影響熟料的產量和質量，具有性能穩(wěn)定、運行狀況良好，為生產的正常進行提供了保障。
一、羅茨鼓風機原理與結構簡介
錦工水泥廠用羅茨鼓風機為容積式風機，輸送的風量與轉速成正比，具有結構合理、通用性強、維修方便，使用壽命長，節(jié)能效果好等特點。
羅茨鼓風機氣體脈動小，負荷變化小，機械強度高，噪聲低，振動較小，風機葉輪與橢圓形機箱內孔面及各葉輪三者之間始終保持適當微小的間隙，由于葉輪互為反方向勻速旋轉，使箱體和葉輪所包圍著的一定量的氣體氣體由吸入的一側輸送到排出的一側。各支葉輪始終由同步齒輪保持正確的相位，不會出現互相碰觸現象，因為可以高速化，不需要內部潤滑，而且結構簡單，運轉平穩(wěn)，性能穩(wěn)定。
二、水泥廠用羅茨鼓風機應用
羅茨鼓風機雖然原理、結構簡單，性能穩(wěn)定，便于管理和維護。但是，鼓風機的安全運行和使用壽命，主要取決于對設備的正常使用和規(guī)范的維護保養(yǎng)，應加強羅茨風機設備的三級巡視檢查制度，發(fā)現異?；蚬收想[患及時處理，確保風機的安全、可靠，穩(wěn)定運行。
1、羅茨鼓風機應在空載情況下進行啟動，開機前將風機的進氣、排氣閥門全部打開，驅動正常后逐漸關閉調節(jié)閥門，使風量達到需要值，不應一次性調節(jié)到額定風量。
2、羅茨鼓風機不應在滿負載運行的情況下突然停機，應逐步減少風量后再停機，以免損壞風機。
水泥廠用羅茨鼓風機山東錦工重工機械有限公司專業(yè)生產制造各類羅茨風機、羅茨真空泵、MVR蒸汽壓縮機、回轉風機等設備，承接氣力輸送系統工程，生產旋轉供料器、倉泵、料封泵、旋轉閥等各類氣力輸送設備，綜合以上所講如有遺漏或問題歡迎咨詢錦工在線客服。
目前，國內水泥回轉窯所用的煤粉燃燒器基本上都是三風道和先進的四風道等多風道煤粉燃燒器。多風道煤粉燃燒器都需要兩種風：一種是輸送煤粉的空氣，稱為“煤風”；另一種是使煤粉火焰成形的潔凈空氣，稱為“凈風”。二者之和，或者說由燃燒器噴燃管噴入到窯內的常溫風或曰冷風應稱為“一次風（Primaryair）”。這樣，就將預分解水泥回轉窯系統由冷卻機入窯的高溫二次風、由冷卻機或者窯頭罩抽取到窯尾分解爐的次高溫三次風和窯頭窯尾各密封處的外漏風區(qū)分得清清楚楚，四種風的概念特別清晰?？墒菄庠瓉矶贾粚麸L稱為“一次風”而不包括煤風，國內有人受國外影響也如此稱謂，導致國內不少水泥工作者人云亦云，給技術交流造成很大麻煩。因為煤風一般要占窯總風量的2%～4%甚至更多，占一次風的1/3～1/2左右，可見不是一個可以忽略的小數。它既有風量又有噴出速度，所以也要產生一定的推力，對火焰性能也有不宜忽略的影響，這是其一。另外，如果不把煤風算作一次風內，它應算作哪股風呢？由此可見，將煤風與凈風之和稱為“一次風”是最合理和最科學的。由于多風道煤粉燃燒器比單風道的阻力大很多，又因兼顧煤磨多布置在遠離窯頭的位置，不像使用單風道煤粉燃燒器時那樣可以布置在窯頭，煤粉輸送管路的長度增大，因而阻力也大大增加。為了保證喂煤的均勻穩(wěn)定，在煤粉輸送系統中都安裝有各種計量設備，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，也使輸送系統阻力增大。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機供風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機稱為“煤風羅茨風機”，以與凈風羅茨鼓風機相區(qū)別。
為燃燒器輸送煤粉的羅茨風機稱為“煤風羅茨風機”，通常選用三葉羅茨鼓風機，煤風羅茨風機風量選擇過大的原因：一是工程設計部門提供的所需最大煤粉量過大；二是計量設備供貨單位所選用的料氣比即煤粉輸送濃度過?。蝗菢I(yè)主提供給工程設計部門的煤粉質量性能參數無效，往往脫離實際?！耙淮物L”中應包括煤風在內是合理和科學的。窯頭煤風羅茨風機的升壓不需選定過高。如果煤磨設在窯頭，煤粉輸送管路規(guī)格又比較合理，一般選為49 kPa即可。煤風輸送管路規(guī)格的選擇應與羅茨風機風量相匹配，管內風速在20 ℃時應控制在V＝20～22 m/s為宜，管內風速在工況下一般都會達到24～26 m/s，絕對不會引起煤粉在管內沉積的現象?，F在有不少水泥生產線將窯頭煤風羅茨風機風量選擇過大，然后再安裝變頻調速裝置，在使用時通過變頻調速裝置將風量降低，這是最不可取的。
錦工風機技術人員經過對客戶600多條預分解窯水泥生產線的調查得知，煤風羅茨鼓風機的選擇現在有98%都不合理。主要表現在以下幾個方面：一是風量選擇過大，有許多比合理風量大一倍還多；二是采用變頻調速。煤風風量因受管路直徑制約本不該選大，可是有不少單位將煤風選大之后再通過變頻調速將風量降下來，因變頻器不僅要消耗部分電能，而且還需增加購置投資，所以造成雙重損失；三是升壓選擇過高，有的甚至選為88.2kPa的升壓，幾乎高一倍。這就導致不僅三葉羅茨鼓風機選大，而且所配的電動機也隨之增大，造成實際使用時都是大馬拉小車，浪費大量電能。這從電動機的實際運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。煤風羅茨鼓風機的選大不僅增大了基建投資和運行費用，而且還增大了設計用風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，又與當前國家力倡的節(jié)能減排要求相?！，F在我國僅預分解窯生產線就有1841條，如果按平均每條生產線窯頭窯尾所用的煤風三葉羅茨鼓風機電動機功率大30kW，運轉率按平均為85%計，則每年浪費kWh的電能。當電費按平均0.6元/kWh計時，則每年將損失24674.6萬元/年，即約2.47億元/年左右，可見損失之大。這還是僅僅的直接損失，若將因煤風過大，使燃燒器噴燃管使用壽命降低、因煤風或一次風過大對產量、質量、煤電耗、火磚壽命、運轉率、NOx排放等主要技術經濟指標的不利影響計算在內，其損失不知要比浪費的電能大多少倍了。
1、“一次風”中應包括煤風在內是合理和科學的。煤風風量是一次風量中不可忽略的一部分，要降低一次風量，煤風風量應與凈風風量同步降低。綜合考慮，煤風風量按一次風量中的三分之一左右控制為宜。因為煤粉輸送受管路規(guī)格限制或者說受風速限制，即風量選大管路規(guī)格也得隨之加大。另外，煤風羅茨鼓風機都必須安裝在煤磨附近，不像凈風三葉羅茨鼓風機一般都安裝在燃燒器附近，所以管路都需很長。因而煤風選大之后，不僅增大了基建投資，而且浪費電能。
2、窯頭煤風羅茨鼓風機的升壓不需選定過高。如果煤磨設在窯頭，煤粉輸送管路規(guī)格又比較合理，一般選為49kPa即可。當煤磨在窯尾，一般選為58.8kPa完全能夠滿足要求。不需過高，以免導致電動機功率過大，浪費電能。
3、煤風輸送管路規(guī)格的選擇應與三葉羅茨鼓風機風量相匹配，管內風速在20℃時應控制在V＝20～22m/s為宜，管內風速在工況下一般都會達到24～26m/s，絕對不會引起煤粉在管內沉積的現象。管內風速過高，必然增大輸送系統的阻力，浪費電能，同時還會增大其磨損，縮短使用壽命；管內風速過低，不僅會增大管路及其安裝的造價，更重要的是會發(fā)生煤粉在管路中沉積的現象。這時采用再好的計量設備也起不到煤粉輸送穩(wěn)定的作用，通過煤粉燃燒器入窯內的煤粉還會是一股一股的。應特別注意，在煤粉輸送管路規(guī)格較小并采用橡膠軟管套裝在無縫鋼管外徑上的連接方式時，必須進行核算橡膠軟管內的風速，使其處于允許范圍。
4、現在有不少水泥生產線將窯頭煤風羅茨鼓風機風量選擇過大，然后再安裝變頻調速裝置。在使用時通過變頻調速裝置將風量降低，這是最不可取的。因為煤風的風量受管路約束，管路一般不會輕易改動的。當將風量調得過低時，在同樣的管路中煤粉會發(fā)生沉積，影響系統的正常穩(wěn)定運行，這就造成雙因素的浪費電能。三葉羅茨鼓風機選擇過大，自身消耗動力大，變頻器自身也消耗動力。所以，煤風羅茨風機是不應增設變頻調速的。
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產三葉羅茨鼓風機、煤風羅茨風機、風機隔音罩等機械設備的羅茨鼓風機廠家，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產品的研發(fā)，新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。此類產品已廣泛應用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業(yè)。產品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
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水泥行業(yè)用羅茨風機產品形式展示
▲水泥行業(yè)用三葉羅茨風機 ▲水泥行業(yè)用二葉羅茨風機 ▲水泥行業(yè)用低噪音三葉羅茨風機
▲水泥行業(yè)用密集型羅茨風機 ▲水泥行業(yè)用雙極串聯羅茨風機 ▲水泥行業(yè)用直連型羅茨風機
▍產品介紹：
水泥行業(yè)用羅茨風機為定容式風機，無內壓縮，輸送氣體具有強制性，隨著壓力的變化，流量變化很?。蝗~輪采用特殊曲線使嚙合更加合理、泄露小、效率高、能耗低，是一種新型節(jié)能產品；產品采用高精度硬齒面同步齒輪，壽命長，噪音低；輸送氣體清潔，不含任何油質灰塵。產品風量范圍廣、分檔密、升壓高，近20個型號，百余種規(guī)格。在海內外許多大型水泥廠均有十分廣泛的應用！
▍技術指標：
流量：0.67～198.1m3/min81.36～807.3m3/min0.67～824.6m3/min升壓：9.8～98kpa9.8～98kpa98～176kpa電機功率：0.55～400KW22～800KW5.5～800KW
▍成功案例：
安徽海螺水泥山水集團臺泥集團哈薩克斯坦標準水泥有限公司華新水泥有限公司
黑龍江鑫昌泰內蒙古天皓水泥有限公司河北京蘭水泥有限公司烏蘭察布中聯水泥有限公司四川雙馬水泥股份有限公司遼寧亞鱷集團華潤水泥有限公司山西華陰水泥山西中興水泥有限責任公司亞泰集團泰隆建材集團公司寧夏華泰鑫水泥集團…………
▍水泥行業(yè)用羅茨風機生產流程：
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企業(yè)發(fā)展至今，以現代化科學管理模式，依托國內風機行業(yè)知名專家及名牌大學，引用精益求精的工藝技術，配以先進的生產設備及嚴格的檢測手段，堅持“視質量為企業(yè)生存之本”的創(chuàng)業(yè)思想作為博得市場的先決條件，全面贏得客戶的一致好評和良好的社會信譽… …【查看更多】
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