空氣懸浮風機在節能降噪技改中的應用

白建庭，王志強，常卓

我公司建有一條4 000t/d水泥熟料生產線，其煤粉計量與輸送系統配備有兩臺轉子秤，煤粉制備車間布置在窯頭。窯頭、窯尾喂煤系統配套羅茨風機，窯頭羅茨風機實際操作表壓為15kPa，窯尾羅茨風機為23kPa，存在電機功率選型大、噪聲大（約110dB）等問題。另外，羅茨風機在運行中需定期添加潤滑油，進行循環水冷卻等維護保養工作，存在油水“跑、冒、滴、漏”現象，對現場環境有一定影響。為解決以上問題，公司決定在窯系統錯峰停產期間，用兩臺空氣懸浮風機代替原羅茨風機。

1 空氣懸浮風機的工作原理及維護要求

空氣懸浮風機是永磁電機和高壓離心風機的一體機，共用一根軸。風機采用小葉輪高轉速來保證高風壓和充足的風量；以動壓空氣軸承和永磁直驅電機技術為核心，使風機軸在30 000r/min左右的轉速下自懸浮；葉輪采用三元流設計。與羅茨風機相比，空氣懸浮風機因降低了設備運行的摩擦損耗而更節電，無機械磨損，半永久壽命（啟停有摩擦，廠家承諾30 000次啟停的使用壽命，實驗室已達50 000次）。另外，空氣懸浮風機在運行過程中，無需添加潤滑油和冷卻水也能滿足窯爐穩定生產，維護方便且改善了現場環境。

空氣懸浮風機若需在生產運行期間進行設備維護，只需根據壓差提示及時清掃或更換設備箱體外濾棉即可；待停產期間再清掃高精度濾芯。另外，廠房的通風面積應足夠大，可在廠房通風口處增加過濾設施，以進一步改善室內環境。

2 空氣懸浮風機的選型與安裝要求

2019年8月，公司選擇了1臺金士頓空氣懸浮風機為窯尾送煤，11月選擇了1臺雷茨空氣懸浮風機為窯頭送煤。保留原備用羅茨風機、電源及回路，風機選型時功率有一定的富余量且風機風壓為工作風壓的1.25倍以上，保證原風量不降低、滿足生產要求。原羅茨風機現場照片見圖1，羅茨風機與空氣懸浮風機選型參數見表1。

空氣懸浮風機安裝前，需封堵廠房漏風口，安裝通風除塵窗，保證廠房的環境衛生。通風除塵窗現場照片見圖2。

3 技改效果

改造后，空氣懸浮風機運行狀態穩定，能夠滿足窯爐生產要求。空氣懸浮風機現場照片見圖3、圖4，運行畫面見圖5。

3.1 節電效果顯著

（1）窯尾喂煤空氣懸浮風機節能（節能率）：117-75=42kW（36%）。按年運行300d計算，年節電量約302 400kW，電費按0.6元/kW·h計算，每年可節省電費181 440元。

圖2 安裝通風除塵窗

表1 窯頭、窯尾喂煤羅茨風機與空氣懸浮風機選型參數

圖3 窯尾喂煤空氣懸浮風機現場照片

圖4 窯頭喂煤空氣懸浮風機現場照片

圖5 空氣懸浮風機運行畫面

（2）窯頭喂煤空氣懸浮風機節能（節能率）：60-42=18kW（30%）。按年運行300d計算，年節電量約129 600kW，電費按0.6元/kW·h計算，每年可節省電費77 760元。

3.2 廠房環境有效改善，降噪效果顯著

（1）通過將設備水冷改為風冷，軸承改為無油潤滑，不再需要添加潤滑油和冷卻水，使得廠房環境大幅改善。

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

3.3 熟料質量提升

技改前后熟料3d、28d抗壓強度對比見表2。

4 結語

（1）我公司采用兩臺空氣懸浮風機替代原窯頭、窯尾喂煤羅茨風機后，節電效果明顯，技改效果超出預期。

表2 熟料抗壓強度對比，MPa

（2）空氣懸浮風機采用風冷，在夏季高溫狀態下，軸承溫度正常，設備運轉良好。

（3）綜合考慮節電、維護及檢修費用等計算，預計2年左右可收回設備改造投資。

（4）空氣懸浮風機風量、風壓、轉速均可調節。目前維護的重點是箱體濾棉的清潔，確保壓差在有效范圍內。設備如遇突發斷電及管道積煤時對風機啟動的影響有待驗證，懸浮風機出口壓力（或煤粉秤輸送出口壓力）值合理的設定還需要摸索。