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罗茨鼓风机风压和电机功率的选择

罗茨鼓风机风压和电机功率的选择

近几年来,我国冲天炉上越来越多地选用罗茨鼓风机。当时为了提高铁焦比,风行多排小风口冲天炉,风口比很低,加上热风炉胆和焦炭块度小等因素,送风阻力有时达到12KPa左右。因为当时的高压离心风机达不到这样高的风压,于是选用罗茨风机。由于罗茨风机那时主要用在化工行业,额定风压一般只有50KPa一档,所以配用的电机都是大功率的。与高压离心风机相比,所配电机的功率大一倍以上,于是人们普遍认为罗茨风机能耗太大,不是节能型的风机。各种冲天炉专用的离心式高压风机相继问世,被称为替代罗茨风机的节能风机,实际上这是一种误解。

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罗茨风机的优点很突出,它是一种定容式风机,风量基本上不受风压变化的影响。冲天炉熔炼时,焦炭和金属炉料都是定比例定量加入炉内的,因而要求有恒定的风量,才能保证铁液的质量和产量。冲天炉内的阻力是经常变动的,离心风机会因风压的波动造成风量的波动,致使炉况不稳定。而罗茨风机恰好能满足冲天炉的这一特殊要求,因而受到熔炼工人的欢迎。但当前冲天炉用的罗茨风机相配的电机功率普遍偏大,因而在节能方面比不上高压离心式专用风机。问题的关键在于为冲天炉配罗茨风机时,确定额定风压时过于保守,有宁大勿小的旧观念。当今罗茨风机已经系列化,各种风压风量的罗茨风机都很齐全,配用的电机也比较合理,只要额定风压和风量与专用节能型离心风机相同,所配的电机功率也完全一样,价格也相差不多。


如何确定额定风压呢?笔者认为,只要超过冲天炉实际风压一倍即可。一般冷风炉的实测风压在8kPa左右,热风炉胆的阻力约为2kPa,热风炉的风压一般只有10kPa左右,因此,选用额定风压为20kPa的罗茨鼓风机既安全又经济。但目前一些设计者和罗茨风机生产厂家,都推荐选用额定风压为30kPa的罗茨鼓风机;而改用离心式专用风机时,却都认可不足20kPa的额定风压,因此,这是不明智的。实际上罗茨风机的结构也很简单,没有滑动摩
擦的部件,机械效率是很高的。风机的无用功主要造成了空气的发热,风压越高,发热损失也越大,所以不论是罗茨风机还是节能型高压离心风机,总的机械效率均低于80%。配用电机时机械效率一般按60%计算,然后选用标准功率的电机。风机的有用功率N可用下式计算:
N=QP(kW)    式中Q——风量,m3/s  P——风压,kPa 例如,用于5t/h冲天炉的罗茨风机,风量为80m3/min,风压选定为19.6kPa,则有用功率N为:N=(80/60)×19.6=26.13(kW)

如果风机的机械效率Z=0.6,则配用电机的功率N′为:N′=N/Z=26.13/0.6=43.55(kW)
L74WD-80/0.2型罗茨风机的额定风量和风压与上例相同,厂家配用的电机功率为45kW。相同规格的离心式节能高效鼓风机,例如JGR85-21型和9-12No.8D型风机,也是配45kW电机。由此可见,两种不同类型风机的效率是相同的。因此,认为离心式风机比罗茨式风机节能,是没有根据的。
山东拖拉机厂铸造分厂2002年购进一台80m3/min金沙贵宾会罗茨鼓风机,用在5t/h冲天炉上,按原设计应选用额定风压为30kPa,厂家也推荐用这种规格,笔者根据冲天炉实测风压不足10kPa这一实际情况,决定选用额定风压为20kPa的风机,电机功率为45kW。现在已经使用两年多了,实测电流为65A,而额定电流为93.2A,实际电流相当于额定电流的70%,可见配用这样的电机既安全又经济。该厂老铸铁车间有一台1995年购进的80m3/min金沙贵宾会罗茨鼓风机,原配用一台90kW老型号电机,已使用20年,2015年夏天电机因绝缘老化而烧坏,现在也改配了一台45kW新型号电机,实测电流也是65A。这说明风机的新旧与能耗关系不大。


在实际熔炼过程中,冲天炉内的阻力变化不大,不正常时一般也是阻力减小,所以不必担心因炉内阻力突然增加而使电机超载。对于罗茨鼓风机www.bestblower.com,实际风压比额定风压越低,电机负荷越轻,因此,额定负荷应当选得比实际负荷高一些,留有足够的安全量。但对于离心风机,情况正好相反,实际风压如低于额定风压,会使风量增加,结果电机负荷反而增加,此时如果不关小风门,不但电机超载,铁液也会氧化,非常不利。从这方面看,罗茨风机也优于离心风机。配用调速电机的罗茨风机是最理想的冲天炉用风机,可以通过电机的调速来调整风量。罗茨风机配消声装置不会影响风量,这也使消声措施因不受约束而变得容易。
综上所述,罗茨鼓风机的能耗实际上和高压离心风机相差不多。以往由于给冲天炉配罗茨风机时选择的额定风压偏高,所以配用的电机功率也偏大,但是罗茨风机的实际能耗并不大。在冲天炉上使用罗茨风机时,额定风压比实际风压高一倍即可,这样使用罗茨风机不但发挥了它的优点,而且非常节能。


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