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高低转速的罗茨风机在回转窑烧成系统的对比应用

高低转速的罗茨风机在回转窑烧成系统的对比应用

客户两条2500t/d生产线,在烧成系统分别配用了转速不同的罗茨风机,1号线配用低转速罗茨风机,2号线配用高转速罗茨风机。经过多年的生产应用对比,1号线配用的低转速罗茨风机,性能稳定,故障率低,比较适合生产应用。

两种转速的罗茨风机安装地点及技术参数

生产线安装地点型号转速/(r/min)质量/kg风量/(m3/min)升压/kPa
功率/kW
  1 号线窑头一次风JGR350a960282710029.43
75(变频)

窑尾分解炉

JGR(A)300b

960

2742

60.9

29.4

45(变频)

窑头送煤粉

JGR(A)250d

980

2490

33

68.6

75

窑尾送煤粉

JGR(A)300d

980

2742

43.5

68.6

2×95
  2 号线窑头一次风JGR25014601788
100


30


75(变频)

窑尾分解炉

JGR200

1460

1170

60.9

29.4

45(变频)

窑头送煤粉

JGR200

1480

1046

33

70

55

窑尾送煤粉

JGR200

1480

1268

43.5

70

2×75

1号生产线低转速罗茨风机

1、风机的特点
1)低转速罗茨风机体积大,质量大,设计的电动机功率较大。以窑头送煤粉罗茨风机为例,1号线配用的JGR(A)250d型罗茨风机体积是2号线配用的SRLA20型罗茨风机的2倍,质量多出1444kg,配用的电动机功率大20kW。
2)轴承润滑全部采用油池润滑。在罗茨风机前后两端的齿轮及轴承传动处,都设有润滑油池,采用N320中负荷工业齿轮油来润滑齿轮及轴承。在齿轮箱中,轴承的润滑通过齿轮的运转来实现。在另一侧传动轴承油箱中,通过传动轴上的甩油盘来润滑轴承。两个油箱中都设有循环水来降温。

2、在生产中的应用
1号线于2014年初投入使用,至今已使用5年多的时间。这期间,罗茨风机运行正常,风量、风压符合回转窑煅烧要求。仅有窑尾送煤粉罗茨风机出现过一次故障。故障的原因是转子轴承磨损,轴承的径向游隙增大,使风机的叶轮在运转中有异音。在2017年7月份进行了检修,更换了轴承,使风机恢复了正常。

2号生产线高转速罗茨风机

1、风机的特点
1)高转速罗茨风机体积小,质量小,设计的电动机功率小。整台风机显得小巧玲珑,搬运安装比较方便。叶轮型线采用改进后的复合型线,其容积利用系数较高,效率高。
2)轴承润滑采用油池和润滑脂润滑两种方式。在传动齿轮一侧(副传动),设有油箱,里面加注N320中负荷工业齿轮油,轴承是靠齿轮运转飞溅起的齿轮油来润滑的。在主传一侧,主轴的轴承采用润滑脂润滑。润滑脂采用锂基脂ZL-3,轴承座上设有配压弹簧式注油孔。油箱和轴承座都设有循环水降温。

2、在生产中的应用
高转速罗茨风机于2015年10月在2号生产线投入使用。在2年多的使用时间内,煤粉输送、一次风机、窑尾风机都不同程度地出现故障。故障的原因是主传轴承容易损坏。表2是2号线2005-08~2008-01高转速罗茨风机的故障统计情况。

3、高转速罗茨风机故障产生的原因
高转速罗茨风机的主要故障是主传轴承寿命较短。这是因为主传轴承采用润滑脂润滑,而罗茨风机在运转中,叶轮通过压缩空气强制送风,产生较高的温度及负荷,虽然在轴承室外套有循环水冷却,但风机叶轮轴传递给轴承内套的热量不能及时消除,这样润滑脂容易失效而造成轴承磨损,使轴承的寿命较短,一般为1~2年。而副传动侧滑润油润滑的轴承,轴承的润滑较好,使用寿命则较长。

4、两种罗茨风机的应用对比
1) 电耗
高转速罗茨风机,电动机功率较小。2号线罗茨风机总容量比1号线罗茨风机低60kW。如要按每年烧成系统运行11个月试计算,且去掉窑尾送煤粉罗茨风机有一台备用,高转速罗茨风机理论上比低转速罗茨风机每年减少电耗:
40kW×24h/d×30d/月×11月/年=316800kWh/年

2) 维护
由于高转速罗茨风机故障率较高,在维护保养上,明显比低转速罗茨风机投入得多。目前,还不能将高转速罗茨风机的主传轴承改为润滑油润滑,因为这需要改变风机的机壳及结构。
为维护2号线的正常运行,采取了以下措施:

5、 互换与备用措施
1)窑头、窑尾送煤粉的3台罗茨风机进行通用。
这也是原设计要求。3台风机的管道互相连接,设有阀门控制。当某一台罗茨风机出现故障,只要关闭故障罗茨风机的阀门,启动备用的罗茨风机及阀门就能满足生产急用。
2)窑尾分解炉罗茨风机与窑尾送煤粉罗茨风机进行通用。2016年5月份,2号线窑尾分解炉罗茨风机出现故障,风机轴承损坏,如果按正常检修更换轴承,需要停窑2d。当时正值水泥生产旺季,为维护窑的正常运行,我们将窑尾送煤粉备用的JGR200罗茨风机移装在窑尾风机上。2台风机型号一样,但设计配用的皮带轮及电动机功率不一样。经现场改装原风机皮带轮,更换后的风机符合回转窑的煅烧要求。
3)窑头一次风罗茨鼓风机,无法与其它风机互换通用。当出现故障时,只好停窑进行检修。2016年夏季,只好购置一台新罗茨风机,作为备用。

6、改善罗茨风机主传轴承的工作环境
1) 加大主传轴承的循环水量,降低轴承的运行温度。
2)夏季天气较热时,加轴流风机对罗茨风机整体降温。
3)增加轴承的注油频率,由每班一次改为二次。

因此,高转速的罗茨风机设计小巧、节省电能,为达到所要求的风压、风量,设计用高转速来补偿。但转速提高后,主传脂润滑方式不适合轴承的润滑,因而缩短了轴承的使用寿命。低转速罗茨风机,体积大,叶轮也大,低转速就满足了生产应用,但需要功率大的电动机,在电能消耗上比高转速罗茨风机大。因此两种设计各有利弊。总之,由于低转速罗茨风机具有传动平衡、使用寿命长、故障率低等优点,加之回转窑煅烧对设备运转率要求较高,所以更适合于客户的烧成系统。


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