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空气悬浮离心鼓风机在水泥行业节能降噪的应用研究(一)

空气悬浮离心鼓风机在水泥行业节能降噪的应用研究

王新明    潍坊富源增压器有限公司,山东 潍坊 261205

摘要:空气悬浮离心鼓风机是一种高效节能的新型环保离心鼓风机,本文介绍了空气悬浮离心鼓风机的结构组成、运行原理;与传统鼓风机相比,具有节能、低噪音、无油、运行可靠、操作简便和使用寿命长,无需配套辅助系统,占地及维护工作量小等优点;结合某水泥厂风机节能改造的实际案例,证明空气悬浮离心鼓风机代替罗茨鼓风机用于水泥企业回转窑的煤粉输送及送风、生料库等生产环节,节能效果显著,噪声明显下降。

关键词: 空气悬浮离心鼓风机水泥物料输送,气体输送 ,电耗,噪声。

前言:

鼓风机在水泥生产过程中占有重要位置。在当前节能减排、新旧动能转换、错峰生产常态化的背景下,水泥行业的环保形势日趋严峻,节能降耗势在必行。在水泥生产中,风机能耗巨大,约占总能耗的30%~35%。搞好鼓风机节能降耗工作,对水泥生产环节的节能降耗起到关键作用。传统鼓风机在此遇到了瓶颈;空气悬浮离心鼓风机为解决这一问题提供了思路,摒弃了传统鼓风机所必需的增速齿轮、联轴器、润滑和冷却风扇等系统,采用永磁同步高速电机、空气动压箔片轴承、三元流离心叶轮、变频控制等技术,可依据工况需求进行转速调整,以保证设备高效运行从而有效的降低了能耗,避免了噪音、振动以及废弃润滑油等对环境造成的二次污染,减少了设备维护工作量,节约了设备维护成。对水泥行业高质量的发展,提升水泥企业的竞争力具备关键实际意义。

1 空气悬浮离心鼓风机介绍

1.1 原理

空气悬浮离心鼓风机属于高速透平设备,一体化紧凑设计,撬装结构,采用了空气动压箔片轴承、永磁同步高速电机、三元流离心叶轮、变频控制和检测监控等核心技术。其基本原理是通过空气悬浮轴承支撑和变频器控制的永磁同步高速电机直接驱动同轴离心叶轮做功,空气从蜗壳的进气口吸入,在叶轮离心力的作用下形成具有一定流速和压力的压缩空气,从蜗壳的出气口排出;离心叶轮的连续运转保证空气不间断的吸入和排出,从而达到连续鼓风的目的。高性能的变频控制技术,使鼓风机的控制策略更简单、运行更加平稳,可调节的工作范围更宽。

1.2 结构组成

1)空气动压箔片轴承

空气动压箔片轴承是一种采用弹性箔片为支承的动压空气轴承,鼓风机启动前,转子轴颈与轴承之间有物理接触,启动时,转子与轴承的作相对运动,转子转动时带动空气的流动产生气体张力,使空气轴承的箔片张开与转子分离,箔片与转子之间在空气动力效应下形成一层完整的空气膜轴承通过空气压力场使转子悬浮,转子高速运转时,回转轴和轴承之间没有物理接触点,无须润滑油,能量损耗极低。空气轴承箔片表面采用了高温固体涂层,不需要维护,可以实现无故障20000次以上启停,按每天启停一次计算,可运行54.8年,属于半永久的轴承。

2永磁同步高速电机

电机采用世界先进的永磁同步电机技术,由高性能的变频器驱动和调速;电机的转速可达到150000转/min,效率达到97%以上;电机转子与叶轮直接连接,无动力传输损失,传输效率可达100%

3)三元流离心叶轮

       叶轮为半开式,采用三元流动理论设计和参数优化,效率高和流量范围宽;材料选用高强度锻铝,经五轴加工中心加工成形,抗变形能力强;叶轮工作点的最高效率可到85%,使用寿命达30年以上。

4)变频控制和检测监控技术

       鼓风机采用PLC与无矢量变频调速控制,用调节频率的方法来控制永磁电机的转速,进而控制鼓风机的流量和输出压力,满足各种工况的需求。智能控制系统可以预测喘振和实现就地控制,设备安装了检测监控系统可以实现远程监控和数据传输。

1.3 主要性能优点

1)高效率、节能

空气悬浮离心鼓风机采用了高效离心叶轮,空气动压箔片轴承,永磁同步高速电机直驱和无接触式空气动压轴承等先进技术,工作时可根据需求的风量自动调整电机转速,保证了设备运行的高效率。与传统罗茨风机相比,可节能 20%-30%;与传统的多级离心鼓风机相比,可节能15%-20%;与齿轮增速单级离心鼓风机相比,可节能10%-15%

2)无振动,低噪音

空气动压轴承技术使转动部件和机械系统无接触,无机械摩擦,运行平稳,无振动,距离设备1m处的整机噪音小于80dB,不需要设置隔音装置。

3)无润滑油、无机械保养、易维护

空气动压轴承技术和直驱结构,省去了传统风机所必需复杂齿轮箱及油性轴承系统,系统不需要润滑油系统,做到了完全不需要润滑油,不需要机械保养,日常维护仅仅是更换空气过滤器,有效降低了用户的维护成本。

4)系统集成性高

       就地控制和变频系统集成于一体,通过控制面板就可以实现各种功能的设定和对设备转速、温度、压力、流量、消耗功率等数据的查询。高效过滤器、冷却系统、防喘振系统、意外停电和故障保护模式、实时触摸屏等,提高了操作的便利性的同时减少操作事故的发生。

5)易安装

整机布置采用一体化紧凑设计,撬装结构,体积小,安装操作简便。


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关键词:空气悬浮离心风机,永磁同步高速电机,三元离心叶轮

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