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谈立窑能否应用高压离心风机
2007-11-2　作者:

作者：岳宗文 杨远兴 王志宇 中国建筑材料科学研究院水泥所

罗茨鼓风机作为我国水泥立窑供风设备的定型产品,具有结构简单,工作可靠,定容排气的硬排气特征。虽然它存在体积大,噪声高,价格贵,维修比离心风机复杂的缺点,但因适于水泥立窑通风工艺要求,几乎所有水泥立窑均采用它作为供风设备。近几年,数家单位针对罗茨鼓风机的缺点,相继开发和生产了水泥立窑专用离心风机,并在全国大力推广。这里主要谈谈此种“水泥立窑专用离心风机”是否适于水泥立窑实际生产的问题。
1 水泥立窑工艺对通风的要求
(1)水泥立窑窑内通风的目的就是提供给生料中所含煤燃烧时所需的氧气,保证燃烧完全,达到煅烧温度,生产出合格熟料。根据安谢耳姆公式:
G=4990V/q
式中:G——立窑日产量;
V——入窑风量,不含漏风量;
q——熟料单位热耗。
由上式可知:立窑的产量与熟料单位热耗和入窑风量有关。对于同一种生料,入窑风量越大,产量越高;入窑风量越小,产量越低。如保持相对低的熟料单位热耗和相对高的稳定的入窑风量,则立窑产量稳定,就达到我们要求的稳产和高产的目的。产量的稳定,又为稳定窑内热工制度,保证熟料质量的稳定创造了条件。因此,保持稳定的入窑风量是水泥立窑生产的重要工艺条件之一。
(2)立窑窑内充满物料,不象回转窑通风面积可达80%。由料块组成的冷却带、融熔的高温带、湿料球组成的湿料层,给立窑窑内通风造成很大阻力。因此要求供风设备能够在克服窑内阻力的同时,保证供入窑内足够的风量。
通常在水泥工艺上我们使用静压和动压这两个概念来说明窑内通风状况,评价供风设备使用情况。下面先介绍这两个概念。
静压:静压等于绝对压力与断面外界大气压之差。测定静压的目的主要是计算管道和通风系统的阻力消耗。对立窑来说,它反映了窑内阻力大小。
动压:气体或流体流动时,在该速度下所具有的动能,故这种压力只作用于流动方向上。测定动压的目的在于计算气体流量。简言之,对立窑来说,它反映了入窑风量大小。
全压或称总压是静压和动压的总和。
根据静压公式:
P=kH(V/F)2
式中:P——静压;
k——与料球有关的系数;
H——立窑的有效高度;
V——入窑风量;
F——立窑的有效截面面积。
由上式可知:静压与料球状况、窑的有效高度、窑的有效内径及入窑风量有关。而实际上影响因素远不止此,如窑内煅烧状况、湿料层厚度、是否偏火、是否中间火深、是否漏生等等因素。
表1列举了15家立窑水泥厂,于热工标定时得到的入窑风静压测量值。从表1中可知在水泥立窑正常煅烧时,入窑风的静压值在9200～21974Pa之间,它反映了窑内阻力很大,且不同规格窑型,入窑风静压值不同,相同规格窑型,入窑风静压值也不同。因此,供风设备应该具备克服这个阻力,提供足够入窑风量的能力,同时还应考虑气体经过的管道的阻力。
(3)以上数据为供风设备在窑正常煅烧时需要克服的窑内阻力。但是因实际立窑生产中还具有一个重要特点,即实际生产中静压值不是一个固定值,它随窑内各种状况的改变而改变。

表1 全国15家水泥厂入窑风风量、风压测试结果
厂名
窑型（m)
风机型号
铭牌风量（m3/min)
铭牌风压（Pa)
实测风压（Pa）
实测风量（m3/min)
浙江应店街水泥厂
2.2×8.5
罗茨200
200
29430
14675
110
河北丰南县水泥厂
2.2×8.5
罗茨200
200
34321
9200
94
广东茂明市水泥厂
2.5×8.75
D60×78
200
19620
16920
178
广西天等县水泥厂
2.5×8.5
D60×90
236.2
39240
11690
157
江苏镇江市水泥厂
2.5×9.5
D60×78
200
49050
21209
184
山东青岛市水泥厂
2.5×9
D60×78
200
49050
21974
187
山东莱阳水泥厂
2.5×10
D60×90
250
34335
13867
130
山东栖霞县水泥厂
2.5×10
D60×90
250
29430
21710
234
河北宣化水泥厂
2.5×10
D60×90
250
29430
20505
261
山东德州地区水泥厂
2.84×10
D60×90
250
34335
12400
253
山东博兴水泥厂
2.84×10
L60×90
250
34335
17742
287
北京市水泥制品厂
2.9×10
D60×90
200
34335
14676
163
山东肥城水泥厂
2.9×10
L60×90
250
24525
13570
202
2.9×10
L60×90
250
24525
12267
198
山东博兴水泥厂
2.96×10
L60×90
250
34335
15069
262
天津市水泥厂
3.6×10
2×D60×90
180/250
34335
18109
371
表2是根据某一水泥厂正常煅烧24h时每班每小时入窑风静压连续测量值所统计数值。
表2 正常时24h中每班每小时入窑风静压变化值统计
零点班
八点班
四点班
时间
静压变化值（Pa）
时间
静压变化值（Pa）
时间
静压变化值
0：00～1：00
1962
8：00～9：00
2207
16：00～17：00
1962
1：00～2：00
1226
9：00～10：00
2207
17：00～18：00
4415
2：00～3：00
1472
10：00～11：00
1717
18：00～19：00
2207
3：00～4：00
1962
11：00～12：00
3924
19：00～20：00
1962
4：00～5：00
5395
12：00～13：00
4415

20：00～21：00
1472
5：00～6：00
3924
13：00～14：00
1962
21：00～22：00
3924
6：00～7：00
2207
14：00～15：00
2453
22：00～23：00
2943
7：00～8：00
2207
15：00～16：00
5395
23：00～24：00
1717
平均值
2541
平均值
3031
平均值
2511
最高值
15941
最高值
16677
最高值
15696
最低值
11527
最低值
9810
最低值
7358
差值
4414
差值
6867
差值
8338
变化次数
3
变化次数
7
变化次数
2