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一、引言

節能減排已成為我國的基本國策，水泥行業企業也是用電大戶，據統計在水泥制造成本中，電費成本約占總成本的30%左右。對于一條水泥生產線，其中有25%～30%的電能是用于拖動各種類型風機上，因此對于節能改造對于水泥企業降低生產成本、提高生產效率有著尤為重要的意義。

安徽某水泥廠經過最終論證及多家對比，選定英威騰攜手合作，對其2500T/D水泥干法旋窯生產線窯尾高溫風機進行變頻改造，從2011年3月運行至今運行良好，無任何因變頻故障導致停產事故。

二、現場工藝及工況介紹

1.  高溫風機工藝簡介

高溫風機又叫ID風機，即ID FAN（引風機），指的就是預熱器后面的排風機。根據布置方式有兩種：一種是在增濕塔之前，另一種是在增濕塔之后。

新型干法窯生產中余熱利用系統高溫風機，一方面用來調整窯內氣壓，另一方面回轉窯內鍛燒后的高溫熟料出來有廢氣帶灰，通過預熱器對進入窯尾前的生料進行預熱均化，降溫后的余熱廢氣，再通過窯尾高溫風機引出由電收塵器將灰塵進行處理，再將廢氣排掉，有一部氣體被引至生料磨對生料進行預熱，在一些現場因高溫風機入口風溫度較高，如果直接排放造成能源浪費，所以很多現場也在高溫風機入風口加了余熱利用鍋爐，尾氣通過預熱利用后再排放，達到節能的目的。高溫風機系統工藝圖如下圖1：

圖 1

2.  工況介紹

英威騰公司對安徽某水泥廠的1條日產2500噸新型干法生產線的高溫風機進行了變頻改造，具體電機參數如下表1所示：

表 1

該高溫風機目前通過液力耦合器來對風機進行調速，整個工藝過程主要是通過DCS的控制來調節液力耦合器的速度從而調整風機的風量，達到控制窯內負壓。當窯系統工況變化較大時，現場值班人員根據中控制室的指令對液力耦合器的勺桿進行手動調節，運行操作非常不便。

3.  改造前存在問題

3.1、設計存在余量

這是因為在設計過程中，很難準確地計算出管網的阻力，并考慮到長期運行過程中可能發生的各種問題，通常總是把系統的最大流量和壓力作為選擇型號的設計值。而設備的型號和系列是有限的，往往在選用不到合適的型號時，只好往大型號上靠。所以電機及風機的裕量選用較大，存在嚴重的大馬拉小車的現象。

3.2、生產采用傳統調液力耦合器調節方法

（1）液力耦合器屬于一種機械調速設備。液力耦合器的原理決定了液力耦合器有5-8%的速度損失。同時功率損失變為熱量，使液壓油溫過高。需要大量冷卻水冷卻液壓油。

（2）在實際運行中油溫高于95℃以上，使冷卻器的水易結垢堵塞，造成故障。

（3）由于液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控制不穩定、功率因數低、調速精度差。

（4）液力耦合器整機效率低，功率因數低，調速精度差，維護量大、成本過高。

3.3、工藝存在的問題

高溫風機由于“塌料”導致的過負荷是由于在旋窯水泥生產線生產過程中的預熱器管壁上的粉塵粘附到一定厚度時就會坍塌脫落，造成管道內粉塵濃度突然增大，阻力增加，負壓升高，使排風機負荷增加。此外，如果垂直煙道或預熱器內在清潔皮或有物料塌料時，同樣也會造成氣流波動，使排風管內氣流紊亂，造成高溫風機過負荷停機，該現象的頻繁出現對高溫風機電動機造成損壞。在實際使用過程中的“塌料”現象，會不定期的導致電機運行電流在極短的時間內超出正常電流的數倍。