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        窯頭羅茨風(fēng)機低壓、高電流現(xiàn)象的分析及預(yù)防措施Ana lysis and Preventive Measures o f Low Vo ltage and High Currento f Kiln Outle tRoo ts Blow e r

        2015-09-01 09:30:02寧,孟
        水泥技術(shù) 2015年5期

        李 寧,孟 靜

        窯頭羅茨風(fēng)機低壓、高電流現(xiàn)象的分析及預(yù)防措施
        Ana lysis and Preventive Measures o f Low Vo ltage and High Currento f Kiln Outle tRoo ts Blow e r

        李寧1,孟靜2

        通常變頻羅茨風(fēng)機的電流和升壓是成正比關(guān)系,當(dāng)負(fù)載壓力達(dá)到或超過額定升壓時會出現(xiàn)電機超流的現(xiàn)象。但特殊情況下也會出現(xiàn)羅茨風(fēng)機轉(zhuǎn)速低、壓力低、電流高的現(xiàn)象,本文就此類情況結(jié)合實際案例進行了分析,并提出了相應(yīng)的防范措施。

        羅茨風(fēng)機;低壓現(xiàn)象;高電流現(xiàn)象;防范措施

        1 引言

        在新型干法水泥生產(chǎn)線中,變頻羅茨風(fēng)機的應(yīng)用越來越廣泛,尤其是窯頭燃燒器一次風(fēng)機的使用,隨著燃燒器技術(shù)的進步,以往配套使用的離心風(fēng)機已經(jīng)無法滿足實際的工況要求。不同的燃燒器生產(chǎn)廠家在配套羅茨風(fēng)機的風(fēng)量、升壓、臺數(shù)上有所差異,但變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)方式已是大勢所趨。燃燒器也正向調(diào)節(jié)方便、低一次風(fēng)量、節(jié)能降耗的方向不斷發(fā)展。

        燃燒器穩(wěn)定的火焰形狀是保證水泥熟料產(chǎn)質(zhì)量的前提條件,這就對羅茨風(fēng)機的升壓有一定的要求,低的輸送壓力無法保證火焰的剛性,易造成火焰發(fā)飄、高溫點不集中、抗窯況波動性差,影響熟料的煅燒質(zhì)量。因此,為了保證燒成系統(tǒng)的穩(wěn)定,窯頭燃燒器用羅茨風(fēng)機的工作壓力必須要達(dá)到一定的要求。

        2 羅茨風(fēng)機簡介

        羅茨風(fēng)機屬于容積式風(fēng)機,輸出的風(fēng)量和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。工作時,兩個齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)帶動葉輪向相反方向轉(zhuǎn)動,從進氣口進入的空氣通過風(fēng)機的葉輪、殼體間的固定間隙傳遞到風(fēng)機出口。由于風(fēng)機內(nèi)部的間隙是固定的,所以在風(fēng)機轉(zhuǎn)速一定的情況下,出風(fēng)量也是恒定的。

        3 羅茨風(fēng)機低壓、高電流現(xiàn)象

        通常,羅茨風(fēng)機的升壓和電機電流成正比關(guān)系,當(dāng)出風(fēng)量一定時,風(fēng)機壓力隨著負(fù)載阻力的加大而逐漸升高。由于風(fēng)機使用工況和現(xiàn)場安裝等因素的不同也會出現(xiàn)特殊情況,現(xiàn)列舉實際案例如下:

        北京某水泥廠的窯頭燃燒器系統(tǒng),燃燒器為中材裝備新型大推力燃燒器(成熟產(chǎn)品),該燃燒器采用兩臺羅茨風(fēng)機供風(fēng),其中軸流風(fēng)機、旋流風(fēng)機單獨供風(fēng),正常工作下每一臺風(fēng)機都是一個獨立的系統(tǒng)。軸流風(fēng)機裝機功率75kW,額定電流139A,風(fēng)量35.7m3/min,升壓78.4kPa,變頻調(diào)速;旋流風(fēng)機裝機功率為45kW,額定電流83A,風(fēng)量62m3/min,升壓29.4kPa,變頻調(diào)速。

        調(diào)試初期現(xiàn)象:燃燒器現(xiàn)場閥門全開,軸流風(fēng)機轉(zhuǎn)速23Hz,升壓45kPa,電流140A;旋流風(fēng)機轉(zhuǎn)速17Hz,升壓7kPa,電流85A(電流均為現(xiàn)場實測值,升壓均為風(fēng)機出口機械表處數(shù)值)。

        經(jīng)排查現(xiàn)場電氣和輸送管道均正常,空載情況下開啟兩臺風(fēng)機,結(jié)果軸流風(fēng)機全速情況下壓力40kPa,電流50A;旋流風(fēng)機全速情況下壓力20kPa,電流34A,風(fēng)機工作也正常。最后,把輸送管道進行了拆解,發(fā)現(xiàn)兩臺羅茨風(fēng)機出口的逆止閥全部被卡死,造成無法正常開關(guān)。如圖1所示。

        圖1 被卡死的逆止閥

        現(xiàn)場對逆止閥進行了拆除,重新安裝后,燃燒器系統(tǒng)壓力恢復(fù)正常。

        4 現(xiàn)象分析及防范措施

        羅茨風(fēng)機一般廠家要求空載啟動,然后逐漸增加工作負(fù)載,但實際情況往往都是帶負(fù)載啟動,尤其對于窯頭燃燒器的工作,羅茨風(fēng)機的負(fù)載阻力是有一定臨界值的,當(dāng)阻力高于該值時風(fēng)機將無法正常工作。針對以上案例中的現(xiàn)象分析,由于燃燒器本身設(shè)計阻力就較高,再加上風(fēng)機出口的逆止閥開度過小,造成風(fēng)機的出口風(fēng)量受到限制,負(fù)載阻力過大,風(fēng)機無法正常開啟,只能維持低速運行。

        羅茨風(fēng)機的功率計算公式如下:

        圖2 η1與n對應(yīng)關(guān)系

        式中:

        P——電機實際功率,kW

        1.15——電機功率富余系數(shù)

        Qs——實際出風(fēng)量,m3/h

        Ps——實際升壓,Pa

        η1——風(fēng)機的內(nèi)效率(正常工作時為0.75~0.85)

        η2——風(fēng)機機械效率(通常直聯(lián)傳動取0.98,皮帶傳動取0.95)

        風(fēng)機的內(nèi)效率η1與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速n非正比直線關(guān)系,而是近似正比的曲線關(guān)系,對應(yīng)關(guān)系曲線示意如圖2所示。

        由圖2可知,當(dāng)風(fēng)機帶負(fù)載工作轉(zhuǎn)速n低于臨界轉(zhuǎn)速n0時,電機的內(nèi)效率η1會很低,由公式(1)可知電機的功率就會無限增大,結(jié)果就會出現(xiàn)電流急速升高的現(xiàn)象,同時由于風(fēng)機的轉(zhuǎn)速低、出風(fēng)量較少,所以現(xiàn)場表現(xiàn)的壓力也較低。

        羅茨風(fēng)機的低壓、超流現(xiàn)象不僅有損風(fēng)機的壽命,而且也會額外增加系統(tǒng)電耗,甚至影響整個燒成系統(tǒng)的正常工作,為了防范該現(xiàn)象的發(fā)生需要注意以下幾點:

        (1)合理選擇設(shè)備配套羅茨風(fēng)機,燃燒器設(shè)計阻力、管道沿程阻力、局部阻力之和必須小于風(fēng)機額定升壓值。

        (2)盡量縮短羅茨風(fēng)機與燃燒器之間的沿程距離,減少彎頭數(shù)量,羅茨風(fēng)機盡量安裝在窯頭平臺上。

        (3)正確安裝風(fēng)機,減少額外阻力的產(chǎn)生,尤其是羅茨風(fēng)機出口位置的安裝順序,彈性接頭的法蘭口處內(nèi)徑很容易卡死逆止閥的閥板,因此安裝時一定要注意安裝的前后位置,安裝示意如圖3所示。

        (4)合理選擇與風(fēng)機出口連接的非標(biāo)管道,避免逆止閥的閥板與管道內(nèi)壁出現(xiàn)干涉卡死現(xiàn)象。

        圖3 風(fēng)機出口位置安裝順序

        TQ172.622.29

        A

        1001-6171(2015)05-0052-02

        通訊地址:1天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司,天津300400;2河北工業(yè)大學(xué),天津300401;

        2014-12-28;編輯:呂光

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