空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)在水泥行業(yè)節(jié)能降噪的應(yīng)用研究

王新明    （濰坊富源增壓器有限公司，山東 濰坊 261205）

摘要：空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)是一種高效節(jié)能的新型環(huán)保離心鼓風(fēng)機(jī)，本文介紹了空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)行原理；與傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)相比,具有節(jié)能、低噪音、無(wú)油、運(yùn)行可靠、操作簡(jiǎn)便和使用壽命長(zhǎng)，無(wú)需配套輔助系統(tǒng),占地及維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)；結(jié)合某水泥廠(chǎng)風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的實(shí)際案例，證明空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)代替羅茨鼓風(fēng)機(jī)用于水泥企業(yè)回轉(zhuǎn)窯的煤粉輸送及送風(fēng)、生料庫(kù)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，節(jié)能效果顯著，噪聲明顯下降。

關(guān)鍵詞： 空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)，水泥，物料輸送,，氣體輸送 ，電耗，噪聲。

前言:

鼓風(fēng)機(jī)在水泥生產(chǎn)過(guò)程中占有重要位置。在當(dāng)前節(jié)能減排、新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、錯(cuò)峰生產(chǎn)常態(tài)化的背景下，水泥行業(yè)的環(huán)保形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，節(jié)能降耗勢(shì)在必行。在水泥生產(chǎn)中，風(fēng)機(jī)能耗巨大，約占總能耗的30%~35%。搞好鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗工作，對(duì)水泥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗起到關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)在此遇到了瓶頸；空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)為解決這一問(wèn)題提供了思路，摒棄了傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)所必需的增速齒輪、聯(lián)軸器、潤(rùn)滑和冷卻風(fēng)扇等系統(tǒng)，采用永磁同步高速電機(jī)、空氣動(dòng)壓箔片軸承、三元流離心葉輪、變頻控制等技術(shù)，可依據(jù)工況需求進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整，以保證設(shè)備高效運(yùn)行從而有效的降低了能耗，避免了噪音、振動(dòng)以及廢棄潤(rùn)滑油等對(duì)環(huán)境造成的二次污染，減少了設(shè)備維護(hù)工作量，節(jié)約了設(shè)備維護(hù)成。對(duì)水泥行業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展，提升水泥企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力具備關(guān)鍵實(shí)際意義。

1 空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)介紹

1.1 原理

空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)屬于高速透平設(shè)備，一體化緊湊設(shè)計(jì)，撬裝結(jié)構(gòu)，采用了空氣動(dòng)壓箔片軸承、永磁同步高速電機(jī)、三元流離心葉輪、變頻控制和檢測(cè)監(jiān)控等核心技術(shù)。其基本原理是通過(guò)空氣懸浮軸承支撐和變頻器控制的永磁同步高速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)同軸離心葉輪做功，空氣從蝸殼的進(jìn)氣口吸入，在葉輪離心力的作用下形成具有一定流速和壓力的壓縮空氣，從蝸殼的出氣口排出；離心葉輪的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)保證空氣不間斷的吸入和排出，從而達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。高性能的變頻控制技術(shù)，使鼓風(fēng)機(jī)的控制策略更簡(jiǎn)單、運(yùn)行更加平穩(wěn)，可調(diào)節(jié)的工作范圍更寬。

1.2 結(jié)構(gòu)組成

（1）空氣動(dòng)壓箔片軸承

空氣動(dòng)壓箔片軸承是一種采用彈性箔片為支承的動(dòng)壓空氣軸承，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前，轉(zhuǎn)子軸頸與軸承之間有物理接觸，啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與軸承的作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)空氣的流動(dòng)產(chǎn)生氣體張力，使空氣軸承的箔片張開(kāi)與轉(zhuǎn)子分離，箔片與轉(zhuǎn)子之間在空氣動(dòng)力效應(yīng)下形成一層完整的空氣膜，軸承通過(guò)空氣壓力場(chǎng)使轉(zhuǎn)子懸浮，轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)軸和軸承之間沒(méi)有物理接觸點(diǎn)，無(wú)須潤(rùn)滑油，能量損耗極低。空氣軸承箔片表面采用了高溫固體涂層，不需要維護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)故障20000次以上啟停，按每天啟停一次計(jì)算，可運(yùn)行54.8年，屬于半永久的軸承。

（2）永磁同步高速電機(jī)

電機(jī)采用世界先進(jìn)的永磁同步電機(jī)技術(shù)，由高性能的變頻器驅(qū)動(dòng)和調(diào)速；電機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)到150000轉(zhuǎn)/min，效率達(dá)到97%以上；電機(jī)轉(zhuǎn)子與葉輪直接連接，無(wú)動(dòng)力傳輸損失，傳輸效率可達(dá)100%。

（3）三元流離心葉輪

       葉輪為半開(kāi)式，采用三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化，效率高和流量范圍寬；材料選用高強(qiáng)度鍛鋁，經(jīng)五軸加工中心加工成形，抗變形能力強(qiáng)；葉輪工作點(diǎn)的最高效率可到85%，使用壽命達(dá)30年以上。

（4）變頻控制和檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)

       鼓風(fēng)機(jī)采用PLC與無(wú)矢量變頻調(diào)速控制，用調(diào)節(jié)頻率的方法來(lái)控制永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制鼓風(fēng)機(jī)的流量和輸出壓力，滿(mǎn)足各種工況的需求。智能控制系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)喘振和實(shí)現(xiàn)就地控制，設(shè)備安裝了檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。

1.3 主要性能優(yōu)點(diǎn)

（1）高效率、節(jié)能

空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)采用了高效離心葉輪，空氣動(dòng)壓箔片軸承，永磁同步高速電機(jī)直驅(qū)和無(wú)接觸式空氣動(dòng)壓軸承等先進(jìn)技術(shù)，工作時(shí)可根據(jù)需求的風(fēng)量自動(dòng)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，保證了設(shè)備運(yùn)行的高效率。與傳統(tǒng)羅茨風(fēng)機(jī)相比，可節(jié)能 20%-30%；與傳統(tǒng)的多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)相比，可節(jié)能15%-20%；與齒輪增速單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)相比，可節(jié)能10%-15%。

（2）無(wú)振動(dòng)，低噪音

空氣動(dòng)壓軸承技術(shù)使轉(zhuǎn)動(dòng)部件和機(jī)械系統(tǒng)無(wú)接觸，無(wú)機(jī)械摩擦，運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)振動(dòng)，距離設(shè)備1m處的整機(jī)噪音小于80dB，不需要設(shè)置隔音裝置。

（3）無(wú)潤(rùn)滑油、無(wú)機(jī)械保養(yǎng)、易維護(hù)

空氣動(dòng)壓軸承技術(shù)和直驅(qū)結(jié)構(gòu)，省去了傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)所必需復(fù)雜齒輪箱及油性軸承系統(tǒng)，系統(tǒng)不需要潤(rùn)滑油系統(tǒng)，做到了完全不需要潤(rùn)滑油，不需要機(jī)械保養(yǎng)，日常維護(hù)僅僅是更換空氣過(guò)濾器，有效降低了用戶(hù)的維護(hù)成本。

（4）系統(tǒng)集成性高

       就地控制和變頻系統(tǒng)集成于一體，通過(guò)控制面板就可以實(shí)現(xiàn)各種功能的設(shè)定和對(duì)設(shè)備轉(zhuǎn)速、溫度、壓力、流量、消耗功率等數(shù)據(jù)的查詢(xún)。高效過(guò)濾器、冷卻系統(tǒng)、防喘振系統(tǒng)、意外停電和故障保護(hù)模式、實(shí)時(shí)觸摸屏等，提高了操作的便利性的同時(shí)減少操作事故的發(fā)生。

（5）易安裝

整機(jī)布置采用一體化緊湊設(shè)計(jì)，撬裝結(jié)構(gòu)，體積小，安裝操作簡(jiǎn)便。