赵小雷

（莒县中联水泥有限公司）

某公司4000t/d水泥生产线采用双系列五级悬浮预热器，窑头采用DJGX型四通道低氮燃烧器，具有大推力、低煤耗、低一次风量(约8％)，出口风速高、卷吸二次风能力强，对煤质、物料波动适应性强的特点。煤粉由喷煤管喷出，受轴向和径向风的作用，轴流风、外旋流风、内旋流风和煤风分别从四个风道喷出，旋流风切向角度的不同，使得各风道与煤风通道之间在轴向和切向的方向上产生不同的风速和出口压力，使风煤混合均匀而充分，煤粉燃尽率高。与之匹配的一次风机选用罗茨风机，风机参数见表1，罗茨风机布置见图1。

表1 一次风机主要性能参数

图1 罗茨风机布置示意图

1　存在问题

该公司一次风机出口压力长期控制在56kPa左右，火焰无力度，工况不理想，煤管用风调节受限制，经常出现窑前飞砂严重、窑尾温度高、熟料质量差、预热器系统结皮严重经常堵塞的状况，窑头负压波动大，一次风机功耗高达110kW以上。

经分析认为，头煤用量较高、煤粉燃烧不充分是造成以上问题的主要原因。煤粉的不燃烧造成窑内还原气氛严重，Fe2O3还原成的FeO极易与其他氧化物生成低熔点的化合物，形成的结圈和副窑皮不断脱落，造成热工制度紊乱。

该公司首先在配料和工艺操作上进行了改进，适当提高了熟料饱和比和硅酸率，在保证窑况的情况下，适当减少了头煤用量，降低了入窑煤粉细度。采取以上措施后，系统结皮堵塞情况有所改善，但窑尾温度高和煤粉不燃烧造成的还原气氛严重的问题仍一直存在。一次风压不足、煤粉打散效果不好、风煤混合差是造成头煤不能充分燃烧的根本原因，因此，需要提高风机出口风压。目前，一次风机运行基本处于满负荷状态，为了降低风机功耗，考虑到罗茨风机转速越高，风量、轴消耗功率越大的机械特性，经对比衡量，该公司决定采用空气悬浮风机对其进行节能改造，提高风压和风速，降低运行功耗，既可使火焰明亮有力，煤粉充分燃烧，又可增加火焰韧性和刚度，减少二次风冲击，减少窑头负压波动，提高系统产质量。

2　改造过程

将原有一次风机的备用风机拆除，在原有的风机底座上安装空气悬浮风机，拆除原备用风机管道，对悬浮风机出口管道进行整体设计安装空气悬浮风机启动时必须保持24000r/min的较高转速，运行时转速需控制在24000～27000r/min，为此，增加空气悬浮风机余风排气管道和旁路泄压管道等两处对空排放管道阀门。余风排气管道的作用在于当风机压力传感器发生故障或出口阀门被过度操作关闭时，余风排气阀门将自动开启排气，防止风压过高对风机内部构造带来损害。点火之初，燃料胴量较少，为防止风机以24000r/min的高速运行时造成出口风压过高，需手动开启泄压阀，调整风机出口压力，使之形成刚劲有力的火焰。在逐步增加窑头燃煤用量至正常运行的过程中，要逐渐关小泄压阀门开度直至零，泄压阀门的存在对于窑的点火升温制度至关重要，不宜取消。两处对空排放管道加装消音器，降低噪声污染，将原有的一次风机作为空气悬浮风机的备用风机。空气悬浮风机管道布置图见图2。

图2 空气悬浮风机管道布置示意图

改造后的空气悬浮离心鼓风机以动压空气轴承技术为核心，以高速流体机械为支撑，采用动压空气轴承、高速永磁电机、高效叶轮及自动化系统的设计(见图3)，解决了闪机械摩擦导致的极大的能量损耗及噪声等问题，可以为窑头燃烧器提供足够的风压和风速空气悬浮风机采用一体化紧凑型没汁，安装简单易操作，具有技术*、性能可靠、结构简单、体积小、节约能源、维护方便的特点。现场布置见图4。

图3 空气悬浮风机内部构造及高效叶轮

图4 空气悬浮风机现场布置图

3　改进效果

改进后电机运行正常，转速提高，一次风机出口风压明显增大，具体运行参数见表2。

表2 空气悬浮风机运行参数表

发布时间:2021-03-02