风机与水泥行业

时间：2010-10-13阅读：849

风机是水泥生产过程的重要设备

摘要:

　　风机是水泥生产过程的重要设备，也是消耗电量zui大的设备之一。不过，电量消耗的数字本身并不重要。重要的是，该消耗量的相当部分并没有用于生产需要，而是白白浪费掉了！在行业竞争日益激烈的时常条件下，企业为了赢得时常，必须采取各种措施不断地提高企业在时常竞争中的竞争能力。如果说开源节流是从管理角度提高企业竞争能力的方法，则提高生产效率，降低产品单耗就是提高企业竞争力的重要保障。水泥生产的主要设备是窑炉，分立式（立窑）和卧式（回转式）。就综合指标而言，立窑远不能与回转窑相比，然而，立窑在现实应用中仍然占有很大比例，且不可能马上全部退出生产应用。对一台3-5年内不能退出生产的立窑进行技术改造即具有极其必要的现实意义。
　　立窑的生产过程是，燃料和水泥原料分别从立窑的顶端送入窑中，在窑的中部混合燃烧，燃烧所需的空气由鼓风机从窑的底部送入。燃烧过后产生的熟料由窑的底部出口送出。在上述生产过程中，传统的送风系统由,传统的送风系统由罗茨风机，送风管道和放风阀组成。由于生产过程中风的需求量取决于燃料质量，原材料质量。另外，整个生产过程中不同的时间段对风的需求量也有很大不同。因此，在整个生产过程中，送入窑炉的通风量需要经常调整。在传统的送风系统中，风机时刻处于额定转速运转，即送风量是固定的。风凉的调整是靠放风阀的开度进行的。或者说，每当窑炉对风的饿需求量减少时，便是能量浪费产生的时刻。窑炉需要的风凉减小，能量浪费月严重。据在某一生产现场统计，窑炉极少需要满风量，一半时间处于80%的满风量，另一半时间风量的需求约为65%的满风量。这种情况下，不需要的那20%和35%的风凉就白白浪费掉了。前者的能量浪费约为48%，而后者的能量浪费竟达到65%！
　　鉴于上述浪费显现的存在，进年来，人们纷纷对窑炉的送风系统进行变频器改造，以替代传统的低效风浪调节方式。用变频器对窑炉送风惊醒改造十分简单，不小需读原系统进行任何改变，只需将原来的放风阀关闭，有变频器对鼓风机进行控制，调节流浪即可。且率极其乐观。按仪态132KW的罗茨风机平均节电40%计算，一年节约462528千瓦时。如按每千瓦时0.4元计算，则每年节约电费为185000.00元。一年以内便可收回投资。
　　某水泥厂对其多台窑炉的鼓风机进行了变频器改造。其中一台标称200千瓦的罗茨风机的型号为：L93WD，参数如下：
流量：31102立方米/每分钟
升压：29.4Kpa
速：730RPM
　　改造前该风机运行功率约为155KW，年耗电约为1339200千瓦时。由一台132KW对其进行改造。改造后的的送风系统的云心病感工况为33HZ和20HZ运行时间各半。前者实际运行功率为88KW，后者运行功率约为23KW，个节约运行功率为，前者155-88=67KW，后者为155-23=132KW。按平均节约功率90KW计算，一年节点为90×24×360=777600千瓦时。按每时0.4元人民币计算，年节电费为311.1万元。节点率约为58%。按全部安装费用20万计算，只需约8个月即可收回投资。

干法屋顶电除尘技术环保风机在矿热炉烟尘治理上的应用简介

一、概述：高能耗、污染严重的矿热炉包括电石炉、工业硅炉、铁合金炉等；根据炉罩型式可分为开放式炉、半密闭炉、全密闭炉。我国矿热炉烟尘的治理一直都是“老大难”问题，这是由于矿热炉采用电能冶炼产生烟尘的物理及化学特性所决定。粉尘的粒径小于4微米的占70%以上，矿热炉烟温及烟气量波动较大，粉尘比电阻均高达1012Ωcm以上。干燥的矿热炉烟尘就具有很强的粘性，一旦受潮后更增强了粘结性。我国矿热炉的烟尘治理曾采用过各类湿法除尘器、袋式除尘器及常规的电除尘器，但均未能达到预期效果。

以上各类除尘器暴露的问题如下：

1、湿法除尘器难以除掉小于4微米的粉尘，净化矿热炉烟尘后的排放浓度达不到环保要求，而且水污染问题难以解决。

2、袋式除尘器温度适应性差，易烧袋，且运行能耗大，更突出的问题是矿热炉细微的粉尘粘结在滤袋上难以清除，设备阻力逐渐增加，抽烟量随之减少，会直接影响正常生产。

3、采用常规的电除尘器净化矿热炉烟尘，会由于粘性粉尘沉集在收尘板和放电芒刺上不易被振打清除而造成电场电晕闭塞现象,使电场运行电流仅为几毫安至几十毫安（正常应在数百毫安），除尘效果，下降明显。

我公司专业从事工业炉窑（高温、高比电阻粉尘）烟尘治理电除尘技术的推广应用。近年来，在冶金、化工、建材等行业承建炉窑烟尘治理项目百余项，该技术通过国家环保检测认定，处于国内水平。针对矿热炉烟尘的特性和治理的难题，我公司与原冶金工业部安全环保研究院联合进行十多年的技术攻关和新除尘器的开发工作，先后在数十台矿热炉上开展了烟尘治理的工业实验和除尘设备的改造工作。较全面的掌握了矿热炉烟尘的物理及化学性质，和各类矿热炉运行工况的特点，并成功地解决了矿热炉粉尘在不同烟温下降低比电阻的调质难题，同时在原有成果的基础上开发了能有效治理矿热炉烟尘的屋顶立式电除尘器。该技术已通过国家*鉴定，被评为国家环保*实用技术，荣获99年国家环保科技进步一等奖。

二、屋顶电除尘器的原理：

屋顶电除尘器是设置在矿热炉厂房的顶部，同时具备收尘和烟囱功能的一种节能的立式电除尘器。该设备不需要占地面积，不需环保风机强制送风，充分利用了烟气热压的自然升浮力和立式电除尘的高度，产生较强的抽力，使炉内烟气通过直立烟道顺利进入设置在屋顶的立式电除尘器的进口，经电场净化的烟气通过立式电除尘器的顶部烟囱排入大气。

在立式电除尘系统中设置有便于电除尘维护检修的旁路烟道，并设置有除尘器和旁路烟道之间的切换阀门。在矿热炉烟罩与立式电除尘进口之间的垂直烟道部位设置有的烟气喷淋调质系统，以确保粉尘比电阻和烟气温度降低至电除尘器的适应范围。

（立式电除尘系统布置见示意图。）

三、屋顶电除尘器的特点：

常规的除尘器需独立的土建结构，有一定占地面积，而目前矿热炉建设用地均比较紧张；常规的除尘器需庞大的环保风机作为动力，运行费用较高；由于矿热炉的烟气为高温、高比电阻粉尘，没有喷淋调质系统或采用常规的喷淋调质技术很难达到预期效果。常规的喷淋调质技术水滴粒径很难达到＜150μm，所以水滴不能在较短时间内在烟道中*汽化，易造成烟道的积灰和堵塞，以及电除尘器气流分布板表面大量积灰而减小流通面积，增加了系统的阻力。更重要的是常规电除尘器的收尘板及放电极的结构型式和振打清灰方式均不能有效解决矿热炉粉尘粘附在板、线上的清灰问题，以致电场产生电晕闭塞现象，使得电功率不能正常输出，除尘效率大幅度下降。

为解决电除尘器治理矿热炉烟尘的难题，我们应用了以下*的技术成果：

1、立式电除尘器是向高度方向发展，无占地面积，且整体结构轻型化，便于在厂房顶部安装。

2、该系统节省了环保风机和环保风机运行的电耗，大大降低了运行费用，一年可节约电费数十万元，仅为袋收尘系统耗电的15%，并在新建项目中，可省去原设计砖砌烟囱。

3、该系统设有直管烟道，尽可能避免了弯管及水平管道，从而避免了烟道积灰、堵灰问题。

4、引进并消化了国外超细喷雾技术，能确保喷雾水滴粒径＜150μm。通过对引进喷雾的改进，解决了水雾在垂直烟道中迅速*汽化的难题，能有效地降低粉尘比电阻及烟温。同时喷雾调质还具有粉尘凝聚及沉降的功能，特别有利于工业硅炉烟尘中的碳颗粒预分离，使除尘器收下来的硅粉纯度更高。

5、采用条型铰接式收尘板，当振打清灰时收尘板产生的振动强，板与板之间产生的弹性位移，可造成板结状粉尘层的剥离和脱落，而且此种收尘板在高温中不易变形。

6、改进了常规放电极的结构型式和安装方式，增强放电极的弹性，明显提高了振打清灰的效果。

7、阴、阳极均采用了*的中部振打清灰装置，提高振打力及振打力传递的效果，可有效地清除阴、阳极上的粘性粉尘。

8、采用了针对矿热炉烟尘特性专门开发的高压电源，能有效地克服电场的反电晕及电晕闭塞现象，提高收尘效果。另外，此种高压电源能承受强制放电，以使清除电场局部的积灰。

该技术已广泛应用于冶金、建材、化工等行业的工业炉窑烟尘治理，所建项目经环保部门检测，远远低于国家*规定的排放标准。特别是铁合金炉和工业硅炉粉尘回收可产生较高的经济价值，经测算环保投资一年内可收回，社会效益、经济效益十分显著。

立窑排烟轴流式风机的改造

我公司8台机立窑全部采用轴流式风机强制排风，改造前轴流风机由电动机通过三角皮带驱动，风机轴承由稀油站强制润滑。风机需18kW电动机驱动，故障多、能耗高，电动机轴承及三角皮带易烧毁，排风量不足，维修不便且费用高。针对存在的缺陷，我们对该风机进行了技术改造，改造后的风机如图l所示。
　　电动机直联驱动风机，减少了风机的功率匹配，只需7．5kW。立窑烟气温度高达80~-140℃，而且含有有害物质，因而我们用l节管子制成密封体，将电动机密封，使电动机与烟气隔绝，同时将密封体外包一隔热层，以减少对电动机的热幅射。由于电动机处在高温烟气之中，同时它本身的运转也产生大量的热，故由通道A和密封体法兰孔B组成冷却风道，对电动机进行冷却。叶片在电动机的带动下，高速旋转，在C处形成很大的负压，从而将壳体外的冷风带进密封体，如果选用管径合适，*可以满足要求，保证电动机长期安全运行。
　　经过半年多的运转，风机几乎*，而且维护检修极其方便，在风机旁边安装一根吊杆，检修维护时拆除法兰与密封体的联接螺栓，将电机风叶一起吊出就可。一般每隔4～5个月需对风机电动机进行一次保养。

上海欧沁机电工程技术有限公司

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