1  罗茨、叶氏风机的特性和风量调节

罗茨与叶氏风机是水泥立窑最常用的鼓风设备，都属于回转容积式鼓风机，其特点是鼓风量与风机转速成正比，而几乎不受出风口阻力变化的影响，即俗称的“硬风”。罗茨风机理论送风量为：

Q_T=KD²L·ω/2π(米³/秒)           (1)

式中：

　　K——与转子几何形状有关的系数，对渐开线型两叶转子的风机，K=0.8545；

　　D——转子直径，米；

　　L——转子长度，米；

　　ω——转子转速，弧度/秒。

由于罗茨风机转子与转子以及转子与机壳之间留有必要的间隙，在进、出风口压差的作用下，必定产生内部泄漏，所以实际风量Q小于理论风量Q_T，即：

                          Q=η_vQ_T(米³/秒)             (2)

式中：

η_v——体积效率，当风机排气压强在20千帕以下时约为0.93，随着排气压强提高，略有减小。上述特性图示更为清晰。图1表示某一风机在不同转速下风量随风压变化的规律，其中ω₁>ω₂>ω₃。

罗茨、叶氏风机的这种特性，决定了它们不可能也不允许通过关闭出风口或进风口的办法来调节风量，与离心式风机不同。要调节风量，可以通过将高压空气的一部分排放到空气中或引流回低压区的办法来解决，前者称放风，后者称循环风。此外，如图1所示，还可以通过调节风机的转速来实现，近年来已被一些工厂所采用。

图1　罗茨风机送风量Q与排气压强P、风机转速ω关系曲线

2  循环风管的特性和节电效果评价

目前，水泥立窑普遍采用放风的方法调节入窑风量，不仅浪费电，而且噪声大，亟待改进。

1986年，有人著文介绍了河北省滦南县水泥厂“在罗茨鼓风机上装设循环风管节电消声”的经验(见《水泥》1986年第8期)，其做法如图2所示，改放风为循环风，利用阀门D调节循环风量来改变入窑风量。据该文称，这一做法取得了生产每吨熟料节电8.3千瓦·时的明显效果，而且这项措施简单易行，因而吸引不少工厂推广使用。但是，人们对循环风管的认识并不一致。一方面，一些书刊相继转述了滦南厂的经验，有的为它作了理论证明，还有的认为这种风量闭路调节系统除了省电之外，由于“窑内阻力变化带来的反馈补偿”，还可使立窑供风系统获得较硬的风量特性；另一方面，也有人对这种装置的节能效果提出了质疑(见《水泥》1989年第3期)。

图2　循环风管示意图

1.立窑；2.鼓风机

到底应该怎样认识循环风的特性?这里不妨先简要介绍一下并联管道的特性。图3(a)所示管道AD与ABCD是一组典型的并联管道，其中点A和点D分别是两根支管的分叉点和交会点，在这两个地方流体的总压头分别只能有一个数值，因此很容易看出，支管AD与ABCD内流体的全压降相等，这与并联电路中各支路的电压降相同的情况相类似。阻力损失等于全压降，故两支管的阻力损失必然相等。如果其中一支管的阻力系数发生变化(如调节阀门开度)，必将引起两支管之间流量的重新分配，直至建立新的平衡——两支管内阻力损失相等为止。图3(b)、(c)所示，F、G为两支管的进口或出口，与大气相通，EF与EG也是一组并联管道，流体在其中的阻力损失同样保持相等。

(b)             (c)

图3 并联管路