水泥行業羅茨鼓風機：技術丨空氣懸浮離心鼓風機在水泥行業的應用

　　原標題：技術丨空氣懸浮離心鼓風機在水泥行業的應用

　　在環保執法力度不斷加大，錯峰生產常態化的背景下，水泥企業節能減排已經刻不容緩。在水泥生產中，風機能耗巨大，約占總能耗的30%~35%。近兩年來，很多水泥企業在技改過程中，針對鼓風機進行了升級，將羅茨鼓風機更換為高效節能的空氣懸浮離心鼓風機?？諝鈶腋‰x心鼓風機摒棄了傳統鼓風機所必需的增速齒輪、聯軸器、潤滑和冷卻風扇等系統，從而提升了產品的效率、工藝性能以及運行可靠性，避免了噪音、振動以及廢棄潤滑油等對環境造成的二次污染，減少了設備維護工作量，節約了設備維護成本。

　　1　空氣懸浮離心鼓風機基本原理及特點

　　空氣懸浮離心鼓風機現場照片見圖1，它是一種應用航空發動機設計經驗開發的全新概念鼓風機，其基本原理是通過空氣懸浮軸承支撐和變頻器控制的高速永磁同步電動機直接驅動同軸離心葉輪做功，輸出無油潔凈空氣。它具有供氣量大、運行平穩、效率高、結構簡單、噪音低、占地面積小、重量小、使用年限長、維修量小、無須潤滑、氣體不會被油污染等優點，節能效益顯著。該產品主要涵蓋了空氣動壓箔片軸承、高速大功率永磁電動機、高效氣動系統、變頻控制和檢測監控技術等核心技術。

　　圖1　空氣懸浮離心鼓風機現場照片

　　1.1　空氣動壓箔片軸承

　　空氣動壓箔片軸承是一種采用彈性元件作為支承的自作用式動壓氣體軸承，與傳統的剛性和滾珠軸承相比，具有轉速高、無污染、摩擦功耗低、壽命長、工作溫度范圍寬、穩定性好和自適應性強等諸多優點，在低溫制冷、航空航天以及國防等領域具有重要的應用價值和廣泛的發展前景[1]。空氣懸浮離心鼓風機依靠空氣力場使轉子懸浮并保持高速運轉。這種軸承與傳統的滾柱軸承不同，運行時回轉軸和軸承之間沒有物理接觸點，無須潤滑油，能量損耗低。為了保護啟動停止時的軸承表面，采用了高溫固體涂層，不需要維護，可長期運行，目前可實現無故障20?000次啟停，按每天啟停一次計算，可運行54.79年。

　　1.2　高速大功率永磁電動機

　　隨著永磁材料性能的不斷改善和提高，特別是釹鐵硼、釤鈷永磁材料的熱穩定性和耐腐蝕性的改善和價格的逐步降低以及電力電子器件的進一步發展，加上永磁電動機研究開發經驗的逐步成熟，高速永磁電動機的研究開發進入了一個新階段[2]。特別是由于軍用及民用需求日益增多，國內外針對高速永磁電動機的研究也逐步深入。石家莊金士頓軸承科技有限公司根據國家環保要求及軍民融合的戰略需求，采用空氣動壓箔片軸承為支撐進行了高速永磁電動機為核心的空氣懸浮離心鼓風機的研制、生產及銷售，目前已經形成了功率15~300 kW、轉速20?000~100?000 r/min，近50余種產品譜系分布。高速永磁電動機在轉子強度、轉子系統動力學、電磁設計、冷卻系統設計與溫升計算、高速軸承以及控制器的研制等方面存在許多常規電動機所不具有的特殊關鍵問題，其設計是一個集電磁場、轉子強度、轉子動力學、流體場與溫度場等多物理場多次迭代的綜合設計過程[3]?？諝鈶腋‰x心鼓風機采用了高速直聯電動機，與常規的依靠齒輪增速形式的風機有本質的區別。由于沒有了齒輪增速，大大減少了因為機械傳動和機械摩擦而產生的能源消耗，大大提升了效率。通過變頻器調節電動機轉速來調節風量，精度較高?？諝鈶腋‰x心鼓風機主機如圖2所示。

　　圖2　空氣懸浮離心鼓風機主機

　　1.3　高效氣動系統

　　葉片式流體機械中，能量轉換是在帶有葉片的轉子及連續繞流葉片的介質之間進行的。當介質可壓縮的時候，介質的能量應包括宏觀的動能及介質的內能。在流體機械中，內能與介質的焓值密切相關。介質流過機器后焓值的變化量，不僅和葉輪所做的功有關，而且與機器內部的熱力學過程及熱量的傳遞有關。為保證所需的能量頭，鼓風機的轉速通常較高，這就必須考慮到流動的馬赫數對鼓風機工作的影響以及葉片在離心力作用下的強度問題。為防止鼓風機在運行時發生喘振，在設計時就要盡可能使鼓風機有較寬的穩定工作區域。在進行葉輪設計時，采用較小的葉片出口角，這種葉輪具有較寬的穩定工作范圍和平坦或陡降的性能曲線。另外，在確定鼓風機的設計點時，離喘振點有一定的距離，一般要求喘振流量小于0.8倍的設計工況流量。

　　1.4　變頻控制和檢測監控技術

　　在鼓風機與管網系統聯合工作時，一般要求鼓風機的工作點在設計點上。但在實際運轉中，由于用戶要求不一樣，鼓風機工作點可能有變動，這時就需要移動鼓風機或管網的工作點，以滿足用戶要求。常用的調節方法有：（1）出口節流；（2）進口節流；（3）采用可轉動的葉片；（4）采用可轉動的進口導葉；（5）采用可轉動的擴壓器葉片；（6）變速調節；（7）改變臺數調節等。目前空氣懸浮離心鼓風機采用PLC與變頻調速控制系統，PID自動調節風量風壓，使風機工作范圍內達到最經濟運行狀態?？刂葡到y對轉速、風壓、風量、溫度等進行自檢，具備防喘振和報警自動停機功能。

　　1.5　典型空氣懸浮離心鼓風機測試

　　根據研制要求建立了高速永磁電動機與空氣懸浮離心鼓風機集成進行性能測試。驅動系統采用Vacon變頻器，電動機轉速為34?200 r/min，殼體振動峰值小于3 m/s2，定子溫升在90 ℃以內。經測定電動機效率為97.5%。風機測試現場照片如圖3、圖4所示，振動測試結果如圖5所示。

　　圖3　空氣懸浮離心鼓風機氣動測試照片

　　圖4　電動機輸入電流波形

　　圖5　振動測試

　　1.6　空氣懸浮鼓風機與羅茨鼓風機的對比

　　羅茨鼓風機屬于容積式鼓風機，依靠旋轉時葉片間的容積變化將空氣擠出機殼，理論上，如果轉子、機殼強度和電動機功率足夠的話，其排氣壓力可以一直增加。羅茨鼓風機的另一特點是其排氣流量只與其轉速有關，在排氣壓力有波動的時候（峰值不超過額定排氣壓力），只要轉速不改變，流量基本上也是不變的。而這種使用工況在水泥行業中最為常見。

　　空氣懸浮鼓風機屬于離心式鼓風機，有喘振和阻塞兩種特性，在這兩種區域內是不允許運行的。針對水泥廠的需求，在明確所需流量的前提下，恒流量模式可適應現場壓力脈動的工況，通過安裝在風機進口處的流量傳感器，實時檢測風機的入口流量。當排氣壓力發生變化的時候，當前轉速下的流量值亦會發生改變，從而偏離設定的流量值，此時中控PLC便會根據流量偏離方向，發出提升或者降低轉速的指令，讓實時流量重新回到設定流量。GF100/0.4機型性能曲線見圖6，在鼓風機允許運行的區間內，恒流量調節可以覆蓋的壓力范圍為20~40 kPa，流量范圍為40~95 m3/min，所用工況在該區間內即可。

　　圖6　典型空氣懸浮鼓風機性能曲線

　　2　空氣懸浮離心鼓風機在水泥行業的應用

　　水泥廠可以使用空氣懸浮離心鼓風機用于氣體輸送、粉塵物料輸送、煙氣脫硫等。目前金士頓軸承科技有限公司的空氣懸浮風機已經在北京金隅北水環保科技有限公司、邯鄲金隅太行水泥有限責任公司、河北金隅鼎鑫水泥有限公司、河北金隆水泥集團有限公司、淶水金隅冀東環?？萍加邢薰?、河南孟電集團水泥有限公司、臨朐山水水泥有限公司、銅川聲威特種水泥有限公司、平陰山水水泥有限公司等多家水泥企業應用，并得到了高度認可。主要應用的工序有一次風機、窯頭/窯尾喂煤風機、均化庫庫下風機等。代替原有的羅茨風機，設備運行工況為出口升壓25~120 kPa，單機最錦工量300 m3/min。抽取的典型節能數據見表1，應用工況照片見圖7、圖8。

　　表1　頭煤風機節能對比數據

　　圖7　均化庫庫下風機

　　圖8　窯頭送煤風機

　　3　結束語

　　空氣懸浮離心鼓風機是一種高效節能的新型環保離心鼓風機，憑借節能、低噪音、無油、運行可靠、操作維護簡便和半永久壽命等優勢，將成為未來最節能的流體設備之一 。金士頓公司是繼韓國科學技術研究院之后世界上第二家自主研發生產空氣懸浮離心鼓風機的企業，打破了韓國長達13年的技術壟斷，可在水泥、食品、污水、化工等領域廣泛使用，實現節能目的。

　　作者單位：石家莊金士頓軸承科技有限公司

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水泥行業羅茨鼓風機：水泥廠羅茨風機計算_羅茨鼓風機

　　氣力輸送風機選型如何確定風量和壓力？羅茨鼓風機廠家已經總結整理好了，視頻講解：

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　　產品型號：LZSR50、LZSR65、LZSR80、LZSR100、LZSR125、LZSR150、LZSR175、LZSR200、LZSR230、LZSR250A、LZSR250B、LZSR300A、LZSR300B等系列羅茨鼓風機，其流量從0.8m3/min—-185m3/min,升壓從9.8kpa-98kpa,可以滿足不同客戶的需要，為保證產品質量，公司購進新型加工中心數控平衡機、數控機床、精密機床等具有國內領先水平的大型生產檢測設備20余臺，并擁有國內一流的平衡儀CAD檢測中心和孔板檢測中心，其生產的羅茨鼓風機暢銷國內外。

　　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，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，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，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。

　　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。

　　系統監護運行至2020年5月2日，該設備停機安排檢修，拆機后發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）

　　【公告】錦工風機網站所用產品、車間、發貨、案例等圖片均為現場實拍，部分圖片現已被多家同行盜用，為防廣大客戶上當受騙，特此告知?。?！

　　水泥行業用羅茨風機產品形式展示

　　▲水泥行業用三葉羅茨風機 ▲水泥行業用二葉羅茨風機 ▲水泥行業用低噪音三葉羅茨風機

　　▲水泥行業用密集型羅茨風機 ▲水泥行業用雙極串聯羅茨風機 ▲水泥行業用直連型羅茨風機

　　▍產品介紹：

　　水泥行業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??；葉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…………

　　▍水泥行業用羅茨風機生產流程：

　　▍水泥行業用羅茨風機包裝發貨：

　　▍產品參數（部分）：

　　更多水泥行業用羅茨風機參數詳情請聯系在線客服索要樣本

　　▍公司簡介▍

　　山東錦工風機有限公司，成立于二十世紀九十年代末，位于山東省濟南市章丘區，占地面積60000平方米，注冊資金7000萬元，擁有職工200余人，擁有十人以上的博士，研究生研發團隊。

　　企業發展至今，以現代化科學管理模式，依托國內風機行業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“視質量為企業生存之本”的創業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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　　水泥輸送羅茨鼓風機基本要求及操作說明

　　水泥輸送羅茨鼓風機特點：

　　1.機殼內部不需油類潤滑，且采用了避免軸承、齒輪油混入機殼內的結構設計。輸送介質不含油，輸出空氣清潔，不含任何油質灰塵。

　　2.風機采用特殊的曲線使嚙合完美，有效地降低了泄漏，提高了效率。

　　3.產品采用三葉直線型葉輪，螺旋排氣結構，排氣脈動平緩，震動少，噪音低。

　　4.轉子動平衡精度高，經過嚴格的動平衡測試，高速運轉受力均衡，震動低。

　　5.結構緊湊、體積小、重量輕。

　　6.采用高精度硬齒面同步傳動齒輪，進口軸承，設備的壽命長，噪音低。

　　水泥輸送羅茨鼓風機操作說明：

　　1.輸送介質的進汽溫度通常不得大于40℃。

　　2.介質中微粒的含量不得超過100mg/m3，微粒最大尺寸不得超過最小工作間隙的一半。

　　3.運轉中軸承溫度不得高于95℃，潤滑油溫度不高于65℃。

　　4.使用壓力不得高于銘牌上規定的升壓范圍。

　　5.羅茨鼓風機葉輪與機殼、葉輪與側板、葉輪與葉輪間隙出廠時已調好，重新裝配時要保證該間隙。

　　6.羅茨鼓風機運行時，主油箱、副油箱油位必須在油位計兩條紅線之間。

　　水泥輸送羅茨鼓風機基本要求：

　　1.鼓風機應符合本標準的規定，并按照經規制造。

　　2.鼓風機的設計、制造及一般技術性能應符合規定。

　　3.鼓風機應在進氣溫度不高于40℃，氣體中固體微粒的含量不大于100mg/m3，微粒最大尺寸不大于鼓風機氣缸內各相對運動部件的最小工作間隙之半的條件下正常使用。

　　4.在規定工作條件下，鼓風機累計無故障運行時間應不少于6000h.

　　水泥輸送羅茨鼓風機降溫方法：

　　1.一般羅茨鼓風機都有隔音設備。夏季，打開隔音罩門。隔音罩形成一個郵件的空間，以提高環境溫度，從而增加進氣溫度和出口溫度。許多帶有隔音罩的羅茨鼓風機夏季入口溫度高于45度。

　　2.水泥輸送羅茨鼓風機安裝在室內?？梢园惭b有條件的空調。由于電機溫度上升10度，因此預期壽命要短得多。不用擔心空調和電費。因此，室內空調可以延長設備的使用壽命并降低出口溫度。

　　3.降低入口和出口壓力有助于降低溫度。

　　4.減少管道彎曲，以盡量減少管道壓力損失和其他壓力損失。

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水泥行業羅茨鼓風機：水泥行業用羅茨風機

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　　▍技術指標：

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水泥行業羅茨鼓風機：羅茨鼓風機在工業中應用

　　羅茨鼓風機的應用廣泛，應用于包括氣動輸送在內的眾多行業和工業過程中。羅茨鼓風機在許多制造和加工系統中起著至關重要的作用。下面周口風機詳細解讀羅茨鼓風機在工業中應用。

　　用羅茨鼓風機氣動輸送生料，水泥，窯灰，石灰石和煤粉。它們用于混合生料，充氣生料和水泥，并將空氣吹入窯爐和燃燒器進行燃燒。許多水泥廠使用燃煤發電站發電。請參考發電部分，以了解羅茨鼓風機在該行業中的應用。

　　羅茨鼓風機用于輸送或壓縮化工廠和精煉廠中的許多惰性，腐蝕性和爆炸性氣體。這些氣體包括氮氣，氫氣，氯氣和烴類氣體的各種組合。羅茨鼓風機用于再生干燥系統中，以提供超凈和干燥的空氣。使用羅茨鼓風機在龍門式卸船機和駁船上氣動運輸散裝的干燥原料（例如氧化鋁）。它們用于固定和便攜式系統中的壓力和真空模式。

　　羅茨鼓風機用于給原始污水和工業有機廢物充氣。曝氣驅動微生物對廢物的消化。羅茨鼓風機還用于砂礫池清潔，過濾器沖洗，反沖洗和氣體回收。無油羅茨鼓風機用于深孔曝氣。

　　沼氣被稱為“沼氣”或“垃圾填埋場”。它由甲烷，少量硫化氫和其他微量氣體組成。在廢水處理廠中會產生爆炸性和腐蝕性的沼氣。羅茨鼓風機用于將沼氣運輸到燃燒或再循環到燃料驅動的機器。

　　當清理運輸石油產品和工業溶劑的車輛的意外泄漏或燃料儲存箱的泄漏時，應進行土壤修復。它涉及提取揮發性有機化合物，例如碳氫化合物和溶劑。壓力和真空系統的組合用于通過使大量空氣流經受污染的土壤來蒸發這些揮發性有機化合物。然后對被污染的空氣進行處理，以除去碳氫化合物和溶劑，并允許安全，立即地排入大氣。

　　無油羅茨鼓風機用于為飲用水凈化系統中的臭氧產生和過濾器沖洗提供空氣。

　　無油羅茨鼓風機用于為許多食品加工和制藥生產過程提供空氣。注意，食品加工中包括飲料和家禽。真空和氣壓氣動輸送用于轉移粉狀和顆粒狀物料，例如面粉，鹽，糖，谷物，香料，巧克力和奶粉，以用于食品加工。在許多藥品的生產中類似地運送干散裝化學品。羅茨鼓風機用于提供操作包裝機的真空設備。對于食品和制藥廠來說，通常有大型廢水處理系統用于凈化加工水和處理有機廢物。請參閱環境部分，以了解羅茨鼓風機在該行業中的應用。

　　羅茨鼓風機用于船用柴油機增壓。它們還用于為破冰船和其他北極執勤船上的起泡器系統提供空氣供應。他們泵送惰性氣體以覆蓋油輪船上的油箱，并為船上的緊急轉向和制動系統提供動力。羅茨鼓風機用于通過氣動輸送系統裝載和卸載干燥的散裝物料船和駁船。游輪和載有大量乘客或機組人員的軍艦在由羅茨鼓風機驅動的廢水處理系統內進行曝氣處理。游艇碼頭，船閘和港口使用羅茨鼓風機驅動空氣鼓泡器系統，以確保設備在低于零的溫度下運行。

　　羅茨鼓風機廣泛用于大多數礦物的開采，包括銅，鎳，金和鉆石。它們用于氣動輸送干燥的散裝物料，并為氧化過程和其他精煉應用提供空氣。羅茨鼓風機用于過濾和干燥泥漿，并為高容量真空泵提供動力。許多礦山都設有大型廢水處理設施，可對處理過的水進行凈化處理，該過程需要使用羅茨鼓風機進行充氣。

　　羅茨鼓風機用于整個發電行業的物料處理和污染控制過程。它們用于在真空和壓力模式下氣動輸送粉煤灰和石灰，并且是煙道氣脫硫（氧化）的重要組成部分。羅茨鼓風機用于將各種散裝干物料轉移至卡車，鐵路車，存儲倉和料斗之間。

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