噴煤羅茨鼓風機軸承溫度范圍：基于羅茨鼓風機風壓的煤粉輸送量軟儀表

　　1.基于羅茨鼓風機風壓的物料輸送量軟儀表，其特征在于:利用羅茨鼓風機風壓P與物 料輸送量C之間的相關性建立軟儀表模型；軟儀表模型的輸入為羅茨鼓風機風壓p;軟儀表 模型的輸出為物料輸送量C;將該軟儀表模型置入支持實時計算的系統中實施構成軟儀表； 所述的軟儀表模型的輸入還可以包括羅茨鼓風機靜風壓P〇、或/和流量系數K、或/和校正因 子A;所述的物料輸送量C與羅茨鼓風機風壓P是線性相關的，軟儀表模型為c=K*(p-Po) + A;建立軟儀表模型的步驟包括:數據的采集與處理、軟儀表模型的建立、組態與在線運行、 在線校正，其中離線實施部分包括數據的采集與處理、軟儀表模型的建立，在線實施部分包 括組態與在線運行、在線校正;數據的采集和處理中，應采集煤粉計量裝置所計量的煤粉輸 送量和其對應的羅茨鼓風機風壓的實時測量數據，由于煤粉計量裝置與羅茨鼓風機壓力之 間存在一定的時間延遲，數據需進行時序校正。

　　2.如權利要求1中所述的基于羅茨鼓風機風壓的物料輸送量軟儀表，其特征在于:所述 數據的采集與處理數據步驟，包含確定軟儀表模型的流量系數K。

　　3.如權利要求1中所述的基于羅茨鼓風機風壓的物料輸送量軟儀表，其特征在于:組態 與在線運行步驟，包含濾波處理模塊，對羅茨鼓風機風壓P的原始信號進行濾波處理。

　　4.如權利要求1中所述的基于羅茨鼓風機風壓的物料輸送量軟儀表，其特征在于:在線 校正步驟，軟儀表模型的輸入包括校正因子;采用手動調整校正因子的方法來實現在線校 正。

　　5.—種煤粉輸送量異常的智能辨識與報警方法，根據煤粉計量裝置計量而得的煤粉輸 送量，以及權利要求1-4之一的基于羅茨鼓風機風壓的物料輸送量軟儀表測量而得的煤粉 輸送量，計算輸送量偏差，當偏差量超過預設的閾值時，則認為煤粉輸送量異常，報警通知 操作人員。

　　6.—種煤粉輸送量的自校正方法，根據煤粉計量裝置計量而得的煤粉輸送量，以及權 利要求1-4之一的基于羅茨鼓風機風壓的物料輸送量軟儀表測量而得的煤粉輸送量，計算 輸送量偏差，并將偏差作為前饋信號，輸送給控制系統，在偏差發生變化時，自動調整喂煤 量，實現自校正，以保持燃燒過程的穩定。

噴煤羅茨鼓風機軸承溫度范圍：多風道煤粉燃燒器如何選擇羅茨鼓風機

　　原標題：多風道煤粉燃燒器如何選擇羅茨鼓風機

　　目前，我國的工窯行業經久不衰，愈來愈重要。工窯行業的作業過程會使用三風道或者四風道等多風道煤粉燃燒器。為配合多風道的煤粉燃燒器的工作，我們會選擇羅茨鼓風機輔以工作，已達到工作的高效率。煤粉風機不再采用離心風機，而是選擇當下先進的三葉羅茨鼓風機。

　　羅茨鼓風機的合理選擇尤為重要。大家對單臺羅茨風機主要性能參數的不清的認識，導致所選擇的風機風量過大，或升壓選用過高，或二者兼有而造成的電機功率過大，造成電量的嚴重浪費，在選擇風機時要慎重。若電動機的實際運行電流還不到其額定電流的50%或50%左右，這就表示羅茨風機選擇過大。羅茨風機選擇過大,不僅增加資金投資，有的還會浪費水資源，增加了運行費用，加快了燃燒器噴燃管的損壞，縮短了使用壽命，尤其是限制了燒成系統主要技術經濟指標潛力的正常發揮,嚴重地影響了企業的經濟效益和環保效益，而且對國家大力提倡的增產降耗和節能減排非常不利。現在不少企業對這種損失視而不見或聽之任之,沒有引起足夠的重視。希望能認真對待這一現象。

　　羅茨風機的風量和升壓是最重要的兩個技術參數, 風量和升壓的乘積決定了所配電動機的功率?？諝獾捏w積隨溫度的升高而增大，隨壓力的增大而減小。當空氣經過羅茨風機的擠壓和摩擦后，不僅壓力會增大，而且溫度也會有所增高，此時的容積流量也會發生變化。

　　羅茨風機的升壓是指具有一個標準大氣壓的空氣被羅茨風機由進口吸入經過擠壓后所升高的壓強，也就是羅茨風機出口與進口空氣所具有的壓強之差，單位用kPa表示。這里必須明確兩個問題：一是羅茨風機的壓強是由輸送系統的阻力所決定，二是羅茨風機壓強的作用是用來克服輸送系統阻力的。對于煤粉輸送系統而言,其阻力主要有羅茨風機出口消音器各種計量設備、輸送管路和燃燒器噴燃管等。

　　羅茨風機風量和壓強選擇過大，勢必導致羅茨風機型號加大,基建投資浪費，電能消耗增加；選擇過小，則會影響正常生產。

　　羅茨風機風量的正確選擇—次風量的確定為煤粉燃燒器供風的兩臺或三臺羅茨風機的總風量應與所需要的一次風量基本相同。

　　煤風風量一般約為一次風量的1/3左右，其取值在設計時各有不同，有的稍大些，個別有達到一次風量的45%?50%的；也有稍小些，個別有選為一次風量的20%?25%的。煤風風量選擇過大，管路規格隨之增大, 輸送時因風中含有煤粉，管路需要增厚，以延長其使用壽命，使基建費用增加。因此筆者認為，煤風風量按占—次風量的1/3設計比較適宜，即可按式確定：

　　Lco=1/3 Li, m3/min

　　式中：

　　Lco煤風風量，m3/min

　　窯頭四風道煤粉燃燒器煤風和凈風輸送系統簡圖

　　1 一窯頭燃燒器煤風羅茨風機出口消音器;

　　2 —煤粉計量秤；

　　3—煤粉輸送管路;

　　4 一窯頭煤粉燃燒器噴燃管;

　　5—凈風輸送管路;

　　6—窯頭燃燒器羅茨風機出口消音器

　　在明確了羅茨風機升壓的作用和與輸送系統阻力的關系后,即可選擇羅茨風機的升壓。

　　2.1煤風羅茨風機升壓的正確選擇

　　如果煤磨在窯頭，各管路直徑的選定與風量相匹配，那么，不論多大的生產線，其輸送系統的阻力都不會超過49kPa;如果煤磨在窯尾，即便煤粉從窯尾輸送到窯頭需要的管路較長，其輸送系統的阻力增大，但也不會超過58.8kPa。也就是說，如果煤磨在窯頭，煤風羅茨風機的升壓或壓強選為49kPa是比較正確的，不宜選高；如果煤磨在窯尾，煤風羅茨風機的壓強選為58.8kPa是合理的。

　　2.2凈風羅茨風機升壓的正確選擇

　　凈風羅茨風機的輸送系統中沒有計量設備，空氣中也沒有顆粒介質的煤粉。另外，合理的設計將其置于燃燒器附近，管路較短。因此，凈風輸送系統的阻力比煤風輸送系統的總阻力要小得多。在凈風輸送系統中，如果電動機不采用變頻調速，或者雖然安裝了變頻調速，但在使用操作時不減速，則羅茨風機出口消音器和管路的阻力是基本不變的。只有煤粉燃燒器噴燃管因設計方案不同，其阻力會有大小之分,任何型式的煤粉燃燒器在操作時阻力都會發生變化。但無論如何，凈風羅茨風機輸送系統的阻力都不會超過34.3kPa。對于外風噴出速度<200m/s的煤粉燃燒器，其阻力要小些，因此，凈風羅茨風機的升壓選為29.4kPa是合理的。對于外風噴出速度>250m/s的煤粉燃燒器，其阻力會大些。因此，凈風羅茨風機的升壓選為34.3kPa是合理的。在風量一定的情況下，羅茨風機的升壓選擇越高，所配用的電動機功率越大。在運轉時實際運行電流/與 額定電流的比值越小，表明升壓選擇越不合理。當升壓選擇過小，所配用的電動機功率減小,在運轉時會發生超電流現象。如果電動機有過流保護就會頻繁跳閘,如果沒有保護，發現不及時則會燒毀電動機。

　　我國絕大多數水泥生產線，為回轉窯煤粉燃燒器配風的羅茨風機的選擇都不合理，有的風量大，有的升壓高，大多數二者兼而有之，造成電能的大量浪費。現在全國已有1600多條新型干法水泥生產線,4000仏d 熟料以上能力的約占80%?，F平均按4000t/d熟料、運轉率85%,羅茨風機選擇不合理使電動機功率增大80kW計，每條4000t/d生產線每年將浪費kWh的電能，全國每年將浪費9.53億kWh的電能。如果電價按0.6元/kWh計,則每年損失約5.72億元。但現在許多企業對因此而造成的損失卻沒有引起足夠的重視。

　　—次風量(包括煤風)過大，不僅僅浪費電能，更重要的是嚴重影響了整個燒成系統的主要七大技術經濟指標(熟料產量、質量、熱耗、煤耗、電耗、火磚壽命、運轉率和有害氣體NOx排放等)。

　　—次風煤風風量過大的主要原因與設計者和計量設備供貨廠家有直接關系。按設計規程規定,其噴煤的富余量應控制在30%以內，然而較多設計者都未按設計規程規定進行最大噴煤量的設計。而計量設備供貨廠家為了免責，往往按最大的噴煤量和自己設備的料氣比給設計者提供所需風量。設計者在選擇羅茨風機時又考慮"寧大勿小"原則，這就使用戶最終采購的煤風羅茨風機風量尤為大。

　　—次風機升壓選型過大，主要是由于對煤風和凈風兩臺羅茨風機的輸送系統阻力計算不準確所致。如果風量選擇合理,輸送管路規格應與羅茨風機風量相匹配，管內風速不宜過大。由于系統局部阻力和管路的摩擦阻力均與風速的平方成正比，所以煤風風速在20°C 時應控制在21?22m/s,如此，煤粉則不會在管內沉積。凈風的合理風速應控制在15?20m/s以內。

　　由此可見，升壓和風量的合理選擇是多么重要。

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噴煤羅茨鼓風機軸承溫度范圍：年產120萬噸焦炭焦化廠鼓冷工段畢業設計論文.doc

　　優秀論文 審核通過

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　　目錄

　　摘要 3

　　ABSTRACT 4

　　引言 5

　　1 文獻綜述 6

　　1.1 世界煉焦工業的發展 6

　　1.2 中國焦化工業現狀 6

　　1.2.1如何提高焦炭質量 6

　　1.2.2 煉焦生產發展的趨勢 8

　　1.2.3 煉焦化學工業 8

　　1.2.4 焦爐煤氣利用現狀及發展思路 9

　　1.3 煤氣的冷卻原理及改進 10

　　1.3.1 煤氣的冷卻原理 10

　　1.3.2焦爐煤氣冷凝工藝的改進 11

　　1.3.3 煤氣的鼓風工藝 12

　　1.3.4鼓風工藝的改進： 13

　　2設計內容與工藝方案及選型 15

　　2.1 設計內容與方法 15

　　2.2設備選擇原則 16

　　2.3 三中煤氣冷凝方法的優缺點及本設計的選型 16

　　2.3.1 間接冷卻 16

　　2.3.2 直接冷卻 18

　　2.3.3 間直冷卻 21

　　2.4 各種鼓風機的優缺點及本設計的選型 21

　　2.4.1 離心式鼓風機的構造 22

　　2.4.2羅茨鼓風機的構造 23

　　3. 煤氣的鼓風冷凝工段的工藝計算 24

　　3.1 集氣管的工藝計算 24

　　3.1.1 原始數據 24

　　3.1.2 物料平衡 25

　　3.1.3 熱平衡 27

　　3.2 兩段冷卻流程的橫管式煤氣初冷器的初步冷卻工藝計算及選型 34

　　3.2.1橫管式煤氣初冷器的物料衡算 34

　　3.2.2 進入橫管初冷器的物料組成 35

　　3.2.3 一段初冷器出口煤氣中水蒸汽的計算 35

　　3.2.4 二段初冷器出口的物料衡算 36

　　3.2.5 橫管式煤氣初冷器的衡算 37

　　3.2.6 橫管式煤氣初冷器的冷卻水量的計算 37

　　3.2.7 冷卻面積的計算及煤氣初冷器的選擇 38

　　3.2.8 初冷器管板的拉脫力校核 41

　　3.3 機械化氨水澄清槽的工藝計算及選型 44

　　3.4 離心式煤氣鼓風機的工藝計算及選型 44

　　3.4.1 冷鼓風機的揚程 44

　　3.4.2 鼓風機轉子所需功率 45

　　3.4.3 鼓風機后煤氣溫度t 46

　　3.5 電捕焦油器的選型 47

　　3.5.1 兩極間的電位差 48

　　3.5.2 焦油霧滴的運動時間 49

　　3.5.3 沉淀極管數的確定 50

　　3.5.4 煤氣在電捕焦油器沉淀極管內的平均流速和平均停留時間 50

　　3.5.5 電捕焦油器的電能消耗（兩臺并聯） 50

　　4 非工藝條件的選擇和設計 51

　　4.1 土建設計條件 51

　　4.1.1 生產工藝流程圖 51

　　4.1.2 車間平面圖 51

　　4.1.3 設備一覽表 52

　　4.2 供電照明系統 54

　　4.2.1 供電系統及用電要求 54

　　4.2.2 用電設備平面布置圖 54

　　4.2.3 避雷要求 54

　　4.3儀表控制設計條件 54

　　4.3.1 控制方式 54

　　4.3.2 儀表控制條件 54

　　4.4 采暖通風條件 56

　　4.5 給排水設計條件 56

　　4.6 分析化驗設計條件 57

　　4.7 爆炸和火災危險場所等級 58

　　4.8 車間人員一覽表 58

　　4.9 供汽設計條件 58

　　4.9.1 供汽方式 58

　　4.9.2 供汽條件 59

　　4.10 設備維修 59

　　謝辭………………………………………………………………………………………………..60

　　參考文獻…………………………………………………………………………………………..61

　　摘要

　　本設計任務為年產120萬噸冶金焦焦化廠鼓風冷凝階段的初步設計。設計是由摘要、引言、文獻綜述、文獻綜述、研究內容與工藝設計方案及選型、煤氣的鼓風冷凝工段的工藝計算、非工藝條件的選擇和設計、工廠的實際經驗和某些技術上的改進、參考文獻等部分組成。

　　本設計對煤氣的鼓風冷凝工段進行了初步的設計。對流程中所需的各種設備，如橫管初冷氣、鼓風機、電捕焦油器、機械化氨水澄清槽等進行了詳細的計算和選型。同時對其做了工藝計算，達到了所需規格性能的要求。本設計還對鼓風冷凝工段的非工藝條件進行了選擇、設計，使鼓風冷凝工段更加完善。

　　在鼓風冷凝工段中，本設計應用了國內的一些焦化廠的改進技術，具有一定參考價值。

　　關鍵錦工：鼓風，冷凝，煉焦，橫管初，鼓風工藝流程

　　ABSTRACT

　　The task of design is the primary design of the congealed work segment of blasting in the coking plan that products metallurgical coke 1200 thousand ton. The design is divided into the abstract ,the introduction ,the literature summariz

噴煤羅茨鼓風機軸承溫度范圍：試論窯頭噴煤用風機和噴煤管用風機

　　當三通道噴煤管代替了單通道噴煤管用于我國的窯外分解窯以后，在窯頭“噴煤用風機”和窯頭“噴煤管用風機”之間的關系就變得不那么清晰了。所謂窯頭“噴煤用風機”就是產生空氣將煤粉攜帶到噴煤管后送入窯內的風機，即是在噴煤管中產生“煤風”的風機；而所謂窯頭“噴煤管用風機”就是產生輸送煤粉的空氣和其它不輸送煤粉的空氣并將它們吹進到噴煤管后送入窯內的風機，即是在噴煤管中產生“旋流風”、“軸流風”、“中心風”和“煤風”等的風機。

　　眾所周知，“當1885年弗雷特里克?蘭薩姆首先將回轉窯引用到水泥工業中來的時候，煅燒水泥熟料的燃料是天然氣，稍后，回轉窯燒的是燃料油，直到后來才開始燒用煤粉。”[著作1-P239]

　　據記載：“十九世紀九十年代煤粉燃燒首先在美國水泥工業中獲得工業上的實際成功?！盵著作1-P210] 德國也在此時“用煤粉作燃料在回轉窯內煅燒熟料”[著作2-P7]。由此可見，回轉窯使用單通道噴煤管吹送煤粉煅燒水泥熟料的歷史可以追溯到110多年以前，既使在德國皮拉德公司于20世紀70年代末開始使用煤粉燃燒的三通道燃燒器[著作3-227]以后的今天，仍有很多的回轉窯在煅燒水泥熟料時使用單通道噴煤管向窯內噴煤。因為在這110多年中，人們用這樣一種傳統的噴煤管系統向回轉窯內噴送煤粉以對水泥熟料進行煅燒已有了豐富的經驗（圖1）[著作4-P39]，并建立了一套較為完整的“一次風”和“二次風”理論。

　　圖1 傳統噴煤管示意圖

　　1-鼓風機；2-噴煤管；3-煤倉；4-喂煤絞刀；5-下煤管；6-噴煤管伸縮裝置；7-噴煤管位置調整裝置；8-噴嘴

　　在圖1中的鼓風機，就是向窯頭噴煤管和回轉窯中吹送煤粉的風機，其中攜帶煤粉入窯的風稱為“一次風”即噴煤管中的“煤風”，而這種風機人們已習慣地稱作“一次風機”?！耙淮物L機”在這種系統中，即是窯頭“噴煤用風機”，又是窯頭“噴煤管用風機”。

　　當上個世紀八十年代在我國出現了窯外分解窯以后的最初幾年，上述傳統的喂煤和噴煤管系統也還在分解窯中使用著（圖2）[著作5-P147]。此時窯頭“噴煤用風機”和窯頭“噴煤管用風機”仍然是一臺風機，即“一次風機”。

　　淮海水泥廠窯頭喂煤系統

　　1-煤粉計量倉；2-卸料閥；3-放氣閥；4-流量計；5-雙管螺旋喂料機；6-葉輪喂料機；7-噴煤管 料器

　　寧國水泥廠窯頭喂煤系統

　　1-煤粉計量倉；2-煤粉喂料機；3-稱量喂料機；4-密閉回轉卸

　　圖2

　　隨著三通道噴煤管作為新型煤粉燃燒器在我國窯外分解窯上的使用，回轉窯窯頭出現了兩臺離心式鼓風機。它們分別向窯頭噴煤管吹送煤粉入窯及向窯頭噴煤管吹送“凈風”（又稱“旋流風”和“軸流風”）入窯[著作5-33]。延用傳統的概念，其中用于向窯頭噴煤管吹送煤粉入窯的鼓風機應該是“一次風機”；而同時向窯頭噴煤管吹送“旋流風”和“軸流風”入窯的“凈風風機”最好不要稱其為“一次風機”，因為這后面的“凈風風機”與前面的“一次風機”在功能上和作用上是不同的。在此，“一次風機”是窯頭“噴煤用風機”，而“凈風風機”和“一次風機”一起是窯頭“噴煤管用風機”。

　　在三通道噴煤管的使用中，有些廠家又認為“旋流風”和“軸流風”使用一個鼓風機會給生產調節帶來不便，于是建議使用兩臺各自的鼓風機[見“水泥”1991年12期]。此時，窯頭“噴煤用風機”仍然是“一次風機”，而窯頭“噴煤管用風機”則包括三臺，即除了“一次風機”外，還有“旋流風機”和“軸流風機”。

　　近十年來，當“中間倉煤粉制備及泵送系統”和“中間倉煤粉制備及計量輸送系統”與三通道噴煤管結合起來使用到窯外分解窯的窯頭噴煤系統以后，煤粉輸送泵（如螺旋泵）和計量輸送設備（如轉子秤）的壓縮氣體來源——羅茨風機或空壓機就成為窯頭“噴煤用風機”。（圖3）[著作6-89]

　?。▓D3 中將序號8以后的設備搬掉，換上轉子秤就是“計量輸送系統”）。雖然它們現在已遠離窯頭而轉移到了“煤粉制備”車間，但它們仍是利用“一次風”將煤粉通過噴煤管喂到窯內去的。而在窯頭原“一次風機”位置上布置的“凈風風機”與遠離窯頭的羅茨風機或空壓機共同組成窯頭“噴煤管用風機”。

　　圖3 中間倉煤粉制備及泵送系統

　　1-原煤倉；2-計量喂料機；3-風掃磨；4-粗粉分離器；5-旋風收塵器；6-螺旋輸送機；7-煤粉倉；8-雙管螺旋喂料機；9-沖擊流量計；10-分料閥門；11-螺旋泵；12、15-排風機；13-電收塵器；14-熱風爐

　　為了更好地控制煤粉的燃燒和減少NOX的含量人們又發明了四通道或多通道噴煤管（圖4）[著作3-P241]。其中又多了一個“中心風”或曰“內流風”，產生它的風機應該也是屬于窯頭“噴煤管用風機”的一個，而不應該是“一次風機”。盡管在有的文章中存在“進入噴煤管的風就是一次風”的說法。

　　圖4 Rotaflam 燃燒器

　　綜上所述，從回轉窯使用煤粉煅燒水泥熟料以來，將煤粉鼓吹到噴煤管并送入窯內的風機始終稱為“一次風機”即是窯頭“噴煤用風機”。這種風機一般只有一臺，或是離心式風機，或是羅茨風機，或是空壓機（羅茨風機可能有備用一臺）。而窯頭“噴煤管用風機”除了上述“一次風機”以外，還有“旋流風機”、“軸流風機”、“中心風機”等不輸送煤粉的“凈風風機”。在這些“凈風風機”的附近還有“安全冷卻風機”或曰“事故風機”。

　　參考資料

　　[1] 沃爾特?H?杜達 國際水泥工藝資料集 中國建筑工業出版社 1981年10月

　　[2] 沈曾榮 耿光斗 等譯 水泥工藝進展 中國建筑工業出版社 1983年3月

　　[3] 陳全德 等編著 水泥預分解技術與熱工系統工程 中國建材工業出版社 1998年1月

　　[4] 韓梅祥 主編 水泥工業熱工設備及熱工測量 武漢工業大學出版社 1993年10月

　　[5] 天津水泥工業設計院等 日產700噸水泥窯外分解窯設計 中國建筑工業出版社 1986年3月

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