空气悬浮风机在节能降噪技改中的应用

白建庭，王志强，常卓

我公司建有一条4 000t/d水泥熟料生产线，其煤粉计量与输送系统配备有两台转子秤，煤粉制备车间布置在窑头。窑头、窑尾喂煤系统配套罗茨风机，窑头罗茨风机实际操作表压为15kPa，窑尾罗茨风机为23kPa，存在电机功率选型大、噪声大（约110dB）等问题。另外，罗茨风机在运行中需定期添加润滑油，进行循环水冷却等维护保养工作，存在油水“跑、冒、滴、漏”现象，对现场环境有一定影响。为解决以上问题，公司决定在窑系统错峰停产期间，用两台空气悬浮风机代替原罗茨风机。

1 空气悬浮风机的工作原理及维护要求

空气悬浮风机是永磁电机和高压离心风机的一体机，共用一根轴。风机采用小叶轮高转速来保证高风压和充足的风量；以动压空气轴承和永磁直驱电机技术为核心，使风机轴在30 000r/min左右的转速下自悬浮；叶轮采用三元流设计。与罗茨风机相比，空气悬浮风机因降低了设备运行的摩擦损耗而更节电，无机械磨损，半永久寿命（启停有摩擦，厂家承诺30 000次启停的使用寿命，实验室已达50 000次）。另外，空气悬浮风机在运行过程中，无需添加润滑油和冷却水也能满足窑炉稳定生产，维护方便且改善了现场环境。

空气悬浮风机若需在生产运行期间进行设备维护，只需根据压差提示及时清扫或更换设备箱体外滤棉即可；待停产期间再清扫高精度滤芯。另外，厂房的通风面积应足够大，可在厂房通风口处增加过滤设施，以进一步改善室内环境。

2 空气悬浮风机的选型与安装要求

2019年8月，公司选择了1台金士顿空气悬浮风机为窑尾送煤，11月选择了1台雷茨空气悬浮风机为窑头送煤。保留原备用罗茨风机、电源及回路，风机选型时功率有一定的富余量且风机风压为工作风压的1.25倍以上，保证原风量不降低、满足生产要求。原罗茨风机现场照片见图1，罗茨风机与空气悬浮风机选型参数见表1。

空气悬浮风机安装前，需封堵厂房漏风口，安装通风除尘窗，保证厂房的环境卫生。通风除尘窗现场照片见图2。

3 技改效果

改造后，空气悬浮风机运行状态稳定，能够满足窑炉生产要求。空气悬浮风机现场照片见图3、图4，运行画面见图5。

3.1 节电效果显著

（1）窑尾喂煤空气悬浮风机节能（节能率）：117-75=42kW（36%）。按年运行300d计算，年节电量约302 400kW，电费按0.6元/kW·h计算，每年可节省电费181 440元。

图2 安装通风除尘窗

表1 窑头、窑尾喂煤罗茨风机与空气悬浮风机选型参数

图3 窑尾喂煤空气悬浮风机现场照片

图4 窑头喂煤空气悬浮风机现场照片

图5 空气悬浮风机运行画面

（2）窑头喂煤空气悬浮风机节能（节能率）：60-42=18kW（30%）。按年运行300d计算，年节电量约129 600kW，电费按0.6元/kW·h计算，每年可节省电费77 760元。

3.2 厂房环境有效改善，降噪效果显著

（1）通过将设备水冷改为风冷，轴承改为无油润滑，不再需要添加润滑油和冷却水，使得厂房环境大幅改善。

（2）在降噪方面，原窑头、窑尾喂煤罗茨风机噪声较大，约110dB，改为悬浮风机后，噪声明显减小，约70～80dB，噪声降低约20%左右。

3.3 熟料质量提升

技改前后熟料3d、28d抗压强度对比见表2。

4 结语

（1）我公司采用两台空气悬浮风机替代原窑头、窑尾喂煤罗茨风机后，节电效果明显，技改效果超出预期。

表2 熟料抗压强度对比，MPa

（2）空气悬浮风机采用风冷，在夏季高温状态下，轴承温度正常，设备运转良好。

（3）综合考虑节电、维护及检修费用等计算，预计2年左右可收回设备改造投资。

（4）空气悬浮风机风量、风压、转速均可调节。目前维护的重点是箱体滤棉的清洁，确保压差在有效范围内。设备如遇突发断电及管道积煤时对风机启动的影响有待验证，悬浮风机出口压力（或煤粉秤输送出口压力）值合理的设定还需要摸索。