煤粉燃烧器对罗茨鼓风机的选型方法

与煤矿相关的行业中都会有煤粉燃烧器，在使用时需要配套罗茨鼓风机一起使用以达到较高的工作效率，目前煤粉风机选择离心风机的比例越来越小，更多的会选择三叶罗茨鼓风机。而罗茨鼓风机的选型对于后期煤粉燃烧器来讲有着至关重要的影响，很多人对于罗茨风机的主要性能参数并不了解，导致所选择的风机风量过大，或升压选用过高，或二者兼有而造成的电机功率过大，造成电量的严重浪费，在选择风机时要慎重。若电动机的实际运行电流还不到其额定电流的50%或50%左右，这就表示罗茨风机选择过大。罗茨风机选择过大,不仅增加资金投资，有的还会浪费水资源，增加了运行费用，加快了燃烧器喷燃管的损坏，缩短了使用寿命，尤其是限制了烧成系统主要技术经济指标潜力的正常发挥,严重地影响了企业的经济效益和环保效益，而且对国家大力提倡的增产降耗和节能减排非常不利。现在不少企业对这种损失视而不见或听之任之,没有引起足够的重视。希望能认真对待这一现象。

罗茨风机的风量和升压是最重要的两个技术参数, 风量和升压的乘积决定了所配电动机的功率。空气的体积随温度的升高而增大，随压力的增大而减小。当空气经过罗茨风机的挤压和摩擦后，不仅压力会增大，而且温度也会有所增高，此时的容积流量也会发生变化。

罗茨风机的升压是指具有一个标准大气压的空气被罗茨风机由进口吸入经过挤压后所升高的压强，也就是罗茨风机出口与进口空气所具有的压强之差，单位用kPa表示。这里必须明确两个问题：一是罗茨风机的压强是由输送系统的阻力所决定，二是罗茨风机压强的作用是用来克服输送系统阻力的。对于煤粉输送系统而言,其阻力主要有罗茨风机出口消音器各种计量设备、输送管路和燃烧器喷燃管等。

罗茨风机风量和压强选择过大，势必导致罗茨风机型号加大,基建投资浪费，电能消耗增加；选择过小，则会影响正常生产。

罗茨风机风量的正确选择—次风量的确定为煤粉燃烧器供风的两台或三台罗茨风机的总风量应与所需要的一次风量基本相同。

煤风风量一般约为一次风量的1/3左右，其取值在设计时各有不同，有的稍大些，个别有达到一次风量的45%〜50%的；也有稍小些，个别有选为一次风量的20%〜25%的。煤风风量选择过大，管路规格随之增大, 输送时因风中含有煤粉，管路需要增厚，以延长其使用寿命，使基建费用增加。因此笔者认为，煤风风量按占—次风量的1/3设计比较适宜，即可按式确定：

Lco= 1/3 Li, m3/min

式中：

Lco煤风风量，m3/min

1 一窑头燃烧器煤风罗茨风机出口消音器;

2 —煤粉计量秤；

3—煤粉输送管路;

4 一窑头煤粉燃烧器喷燃管;

5—净风输送管路;

6—窑头燃烧器罗茨风机出口消音器

在明确了罗茨风机升压的作用和与输送系统阻力的关系后,即可选择罗茨风机的升压。

2.1煤风罗茨风机升压的正确选择

如果煤磨在窑头，各管路直径的选定与风量相匹配，那么，不论多大的生产线，其输送系统的阻力都不会超过49kPa;如果煤磨在窑尾，即便煤粉从窑尾输送到窑头需要的管路较长，其输送系统的阻力增大，但也不会超过58.8kPa。也就是说，如果煤磨在窑头，煤风罗茨风机的升压或压强选为49kPa是比较正确的，不宜选高；如果煤磨在窑尾，煤风罗茨风机的压强选为58.8kPa是合理的。

2.2净风罗茨风机升压的正确选择

净风罗茨风机的输送系统中没有计量设备，空气中也没有颗粒介质的煤粉。另外，合理的设计将其置于燃烧器附近，管路较短。因此，净风输送系统的阻力比煤风输送系统的总阻力要小得多。在净风输送系统中，如果电动机不采用变频调速，或者虽然安装了变频调速，但在使用操作时不减速，则罗茨风机出口消音器和管路的阻力是基本不变的。只有煤粉燃烧器喷燃管因设计方案不同，其阻力会有大小之分,任何型式的煤粉燃烧器在操作时阻力都会发生变化。但无论如何，净风罗茨风机输送系统的阻力都不会超过34.3kPa。对于外风喷出速度<200m/s的煤粉燃烧器，其阻力要小些，因此，净风罗茨风机的升压选为29.4kPa是合理的。对于外风喷出速度>250m/s的煤粉燃烧器，其阻力会大些。因此，净风罗茨风机的升压选为34.3kPa是合理的。在风量一定的情况下，罗茨风机的升压选择越高，所配用的电动机功率越大。在运转时实际运行电流/与 额定电流的比值越小，表明升压选择越不合理。当升压选择过小，所配用的电动机功率减小,在运转时会发生超电流现象。如果电动机有过流保护就会频繁跳闸,如果没有保护，发现不及时则会烧毁电动机。

我国绝大多数水泥生产线，为回转窑煤粉燃烧器配风的罗茨风机的选择都不合理，有的风量大，有的升压高，大多数二者兼而有之，造成电能的大量浪费。现在全国已有1600多条新型干法水泥生产线,4000仏d 熟料以上能力的约占80%。现平均按4000t/d熟料、运转率85%,罗茨风机选择不合理使电动机功率增大80kW计，每条4000t/d生产线每年将浪费595680kWh的电能，全国每年将浪费9.53亿kWh的电能。如果电价按0.6元/kWh计,则每年损失约5.72亿元。但现在许多企业对因此而造成的损失却没有引起足够的重视。

—次风量(包括煤风)过大，不仅仅浪费电能，更重要的是严重影响了整个烧成系统的主要七大技术经济指标(熟料产量、质量、热耗、煤耗、电耗、火砖寿命、运转率和有害气体NOx排放等)。

—次风煤风风量过大的主要原因与设计者和计量设备供货厂家有直接关系。按设计规程规定,其喷煤的富余量应控制在30%以内，然而较多设计者都未按设计规程规定进行最大喷煤量的设计。而计量设备供货厂家为了免责，往往按最大的喷煤量和自己设备的料气比给设计者提供所需风量。设计者在选择罗茨风机时又考虑"宁大勿小"原则，这就使用户最终采购的煤风罗茨风机风量尤为大。

—次风机升压选型过大，主要是由于对煤风和净风两台罗茨风机的输送系统阻力计算不准确所致。如果风量选择合理,输送管路规格应与罗茨风机风量相匹配，管内风速不宜过大。由于系统局部阻力和管路的摩擦阻力均与风速的平方成正比，所以煤风风速在20°C 时应控制在21〜22m/s,如此，煤粉则不会在管内沉积。净风的合理风速应控制在15〜20m/s以内。

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