空氣懸浮離心鼓風機在水泥行業節能降噪的應用研究（一）

王新明（濰坊富源增壓器有限公司，山東濰坊 261205）

摘要：空氣懸浮離心鼓風機是一種高效節能的新型環保離心鼓風機，本文介紹了空氣懸浮離心鼓風機的結構組成、運行原理；與傳統鼓風機相比,具有節能、低噪音、無油、運行可靠、操作簡便和使用壽命長，無需配套輔助系統,占地及維護工作量小等優點；結合某水泥廠風機節能改造的實際案例，證明空氣懸浮離心鼓風機代替羅茨鼓風機用于水泥企業回轉窯的煤粉輸送及送風、生料庫等生産環節，節能效果顯著，噪聲明顯下降。

關鍵詞： 空氣懸浮離心鼓風機，水泥，物料輸送,，氣體輸送，電耗，噪聲。

前言:

鼓風機在水泥生産過程中占有重要位置。在當前節能減排、新舊動能轉換、錯峰生産常态化的背景下，水泥行業的環保形勢日趨嚴峻，節能降耗勢在必行。在水泥生産中，風機能耗巨大，約占總能耗的30%~35%。搞好鼓風機節能降耗工作，對水泥生産環節的節能降耗起到關鍵作用。傳統鼓風機在此遇到了瓶頸；空氣懸浮離心鼓風機為解決這一問題提供了思路，摒棄了傳統鼓風機所必需的增速齒輪、聯軸器、潤滑和冷卻風扇等系統，采用永磁同步高速電機、空氣動壓箔片軸承、三元流離心葉輪、變頻控制等技術，可依據工況需求進行轉速調整，以保證設備高效運行從而有效的降低了能耗，避免了噪音、振動以及廢棄潤滑油等對環境造成的二次污染，減少了設備維護工作量，節約了設備維護成。對水泥行業高質量的發展，提升水泥企業的競争力具備關鍵實際意義。

1 空氣懸浮離心鼓風機介紹

1.1 原理

空氣懸浮離心鼓風機屬于高速透平設備，一體化緊湊設計，撬裝結構，采用了空氣動壓箔片軸承、永磁同步高速電機、三元流離心葉輪、變頻控制和檢測監控等核心技術。其基本原理是通過空氣懸浮軸承支撐和變頻器控制的永磁同步高速電機直接驅動同軸離心葉輪做功，空氣從蝸殼的進氣口吸入，在葉輪離心力的作用下形成具有一定流速和壓力的壓縮空氣，從蝸殼的出氣口排出；離心葉輪的連續運轉保證空氣不間斷的吸入和排出，從而達到連續鼓風的目的。高性能的變頻控制技術，使鼓風機的控制策略更簡單、運行更加平穩，可調節的工作範圍更寬。

1.2 結構組成

（1）空氣動壓箔片軸承

空氣動壓箔片軸承是一種采用彈性箔片為支承的動壓空氣軸承，鼓風機啟動前，轉子軸頸與軸承之間有物理接觸，啟動時，轉子與軸承的作相對運動，轉子轉動時帶動空氣的流動産生氣體張力，使空氣軸承的箔片張開與轉子分離，箔片與轉子之間在空氣動力效應下形成一層完整的空氣膜，軸承通過空氣壓力場使轉子懸浮，轉子高速運轉時，回轉軸和軸承之間沒有物理接觸點，無須潤滑油，能量損耗極低。空氣軸承箔片表面采用了高溫固體塗層，不需要維護，可以實現無故障20000次以上啟停，按每天啟停一次計算，可運行54.8年，屬于半永久的軸承。

（2）永磁同步高速電機

電機采用世界先進的永磁同步電機技術，由高性能的變頻器驅動和調速；電機的轉速可達到150000轉/min，效率達到97%以上；電機轉子與葉輪直接連接，無動力傳輸損失，傳輸效率可達100%。

（3）三元流離心葉輪

葉輪為半開式，采用三元流動理論設計和參數優化，效率高和流量範圍寬；材料選用高強度鍛鋁，經五軸加工中心加工成形，抗變形能力強；葉輪工作點的Z高效率可到85%，使用壽命達30年以上。

（4）變頻控制和檢測監控技術

鼓風機采用PLC與無矢量變頻調速控制，用調節頻率的方法來控制永磁電機的轉速，進而控制鼓風機的流量和輸出壓力，滿足各種工況的需求。智能控制系統可以預測喘振和實現就地控制，設備安裝了檢測監控系統可以實現遠程監控和數據傳輸。

1.3 主要性能優點

（1）高效率、節能

空氣懸浮離心鼓風機采用了高效離心葉輪，空氣動壓箔片軸承，永磁同步高速電機直驅和無接觸式空氣動壓軸承等先進技術，工作時可根據需求的風量自動調整電機轉速，保證了設備運行的高效率。與傳統羅茨風機相比，可節能 20%-30%；與傳統的多級離心鼓風機相比，可節能15%-20%；與齒輪增速單級離心鼓風機相比，可節能10%-15%。

（2）無振動，低噪音

空氣動壓軸承技術使轉動部件和機械系統無接觸，無機械摩擦，運行平穩，無振動，距離設備1m處的整機噪音小于80dB，不需要設置隔音裝置。

（3）無潤滑油、無機械保養、易維護

空氣動壓軸承技術和直驅結構，省去了傳統風機所必需複雜齒輪箱及油性軸承系統，系統不需要潤滑油系統，做到了完全不需要潤滑油，不需要機械保養，日常維護僅僅是更換空氣過濾器，有效降低了用戶的維護成本。

（4）系統集成性高

就地控制和變頻系統集成于一體，通過控制面闆就可以實現各種功能的設定和對設備轉速、溫度、壓力、流量、消耗功率等數據的查詢。高效過濾器、冷卻系統、防喘振系統、意外停電和故障保護模式、實時觸摸屏等，提高了操作的便利性的同時減少操作事故的發生。

（5）易安裝

整機布置采用一體化緊湊設計，撬裝結構，體積小，安裝操作簡便。