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  • 鼓风机

    鼓风机,也称为通风机,是一种利用旋转叶轮,现代鼓风机是将电能转换为空气动能的电动机。鼓风机主要由六部分组成:电机、空气过滤器、鼓风机本体、空气室、底座(兼油箱)、滴油嘴。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转,并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴,滴入汽缸内以减少摩擦及噪声,同时可保持汽缸内气体不回流,此类鼓风机又称为滑片式鼓风机。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 鼓风机 英文名: Blower
    风压范围: 30kPa~200KPa 压缩比: 1.3~3
    技术范围: 鼓风机设备研发 总部地址: 中国北京
    应用范围: 印刷、化工、建材、石油

    目录

    历史/鼓风机 编辑

    水排模型水排模型

    扇、吹管和皮囊,最早用于强制鼓风的器具

    是扇和吹管。古埃及金匠曾使用带陶风嘴的吹管,印加人有时用8~12根铜管同时吹炼。稍后,发明了用兽皮制作的鼓风皮囊,囊的两端分设风管和由操作者手控的进风口。这种简陋的鼓风器在近代仍在一些地区使用。埃及第十八王朝勒克米尔(Rekhmir,约公元前1450年)墓的壁画中已绘有罐状脚踏鼓风器的图象。进风时,操作者用绳索拽起皮囊,随后踩下,将风鼓入炉内,每炉配备鼓风器四具,两人相向操作。

    历史发展/鼓风机 编辑

    东汉光武帝刘秀在位期间,注意“选用良吏”。建武七年(31),杜诗出任南阳太守。他提倡节俭,兴利除害,为政清

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    平。杜诗在做南阳太守期间,注意节省民力。为了提高冶金技术,他发明了水排(一种水力鼓风机)。

    水排应用水力机械轮轴带动鼓风囊,使皮囊不断伸缩,给冶金高炉加氧。这种装置,用力少,见功多,是我国冶金史上的一大改革。三国时期的钏暨曾加以改进推广,使其效果提高了三倍。

    杜诗发明水排,一改中国冶炼鼓风装置靠人力和畜力为动力的善,不仅大大提高了劳动效率,而且比欧洲早了1100年,在中国古代冶炼工艺发展史上具有里程碑的意义。

    杜诗同时也重视农业生产,修治陂池,广拓土田,使郡内民户殷实富足。当时人们就将杜诗与西汉南阳太官运亨通召信君相提并论,民间盛传:“前有召父,后有杜母。”

    特点描述/鼓风机 编辑

    1、由于叶轮在机体内运转无磨擦,不需要润滑,使排出的气体不含油。是化工、食品等工业理想的气力输送气源。

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    流量的选择可通过选择转速而达到需要。

    3、鼓风机的转速较高,转子与转子、转子与机体之间的间隙小,从而泄露少,容积效率较高。我厂加工和装配技术力量强,能保证间隙的合理、均匀,既达到较高的容积效率又不至于机体内因热膨胀而发生磨擦。

    4、鼓风机的结构决定其机械磨擦损耗非常小。因为只有轴承和齿轮副有机械接触在选材上,转子、机壳和齿轮圈有足够的机械强度。运行安全,使用寿命长是本厂鼓风机产品的一大特色。

    5、本厂鼓风机的转子,均经过静、动平衡校验。成品运转平稳、振动极小。

    现代用途/鼓风机 编辑

    现代鼓风机主要由下列六部分组成:电机、空气过滤器、鼓风机本体、空气室、底座(兼油箱)、滴油嘴。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转,并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴,滴入汽缸内以减少摩擦及噪声,同时可保持汽缸内气体不回流,此类鼓风机又称为滑片式鼓风机。鼓风机输送介质以清洁空气、清洁煤气、二氧化硫及其他惰性气体为主。也可按需生产输送其他易燃、易爆、易蚀、有毒及特殊气体。因而能广泛适用于冶金、化工、化肥、石化、食品、建材、石油、矿井、纺织、煤气站、气力输送、污水处理等各工业部门。

    结构

    转子:由轴、叶轮、轴承、同步齿轮、联轴器、轴套等组成。

    叶轮:选用渐开线型面,容积利用率高。

    轴承:近联轴器端作为定位端选用3000型双列向心球面滚子轴承。近齿轮端作为自由端选用32000型单列向心短圆柱滚子轴承以适应热臌胀时转子的轴向位移。

    同步齿轮:由齿圈和轮毂组成,便于调整叶轮间隙。

    机体:由机壳和左、右墙板组成。左、右墙板及安装在左右墙板内的轴承座、密封部等均可互相通用。

    底座:中、小型风机均配有公共底座,大型风机仅配风机底座,便于安装调试。

    润滑:齿轮采用浸入式,轴承采用飞溅润滑。润滑效果好,安全可靠。

    传动方式:以联轴器直联为主。若性能规格需要,也可选用三角皮带轮变速的方式。联轴器选用弹性联轴器,能缓和冲击及补偿少量的轴线偏差。大流量风机除以电动机作为驱动机外,也可采用汽轮机或其他驱动机。

    分类

    现代鼓风机现代鼓风机

    根据风机的压力,可将风机分为低压风机、中压风机和高压风机。

    其压力范围如下:

    低压:风机全压H≤1000Pa

    中压:1000Pa

    高压(离心风机):3000Pa

    通风工程中大多采用低压与中低压风机。

    按用途分

    可分为通用风机,排尘风机,工业通风换气风机,锅炉引风机,矿用风机等。

    风机广泛应用于隧道、地下车库、高级民用建筑、冶金、厂矿等场所的通风换气及消防高温排烟。根据用途不同,可大致将常用的风机分为以下类型:

    ⑴离心压缩机⑵电站风机

    ⑶一般离心通风机

    ⑷一般轴流通风机

    ⑸鼓风机

    ⑹污水处理风机

    ⑺高温风机

    ⑻空调风机

    ⑼消防风机

    ⑽矿井风机

    ⑾烟草风机

    ⑿粮食风机

    ⒀船用风机

    ⒁排尘风机

    ⒂屋顶风机

    ⒃锅炉鼓引风机

    矿用风机按其用途不同又可分为:主扇、辅扇和局扇。主扇用于全矿井的通风,辅扇用于通风网络中某分支风路的风量调节,局扇用于局部地点的通风。

    污水处理风机按类型又可分为:离心式风机,侧流式风机,水环式风机等等.

    按原理分

    可分为离心式风机和轴流式通风机水处理鼓风曝气;

    医院、实验室的污水搅拌曝气;

    印刷行业的真空送纸;

    电镀槽、工业废水的搅拌曝气;

    塑焊、吹风的气源供应;

    燃烧器的喷雾、玻璃工业及其它;

    按技术分

    按照轴承技术分,可分为一般机械轴承式鼓风机,磁悬浮鼓风机,气悬浮轴承鼓风机。

    工作原理/鼓风机 编辑

    鼓风机鼓风机

    离心式鼓风机的工作原理与离心式通风机相似,只是空气的压缩过程通常是经过几个工作叶轮(或称几级)在离心力的作用下进行的。

    鼓风机有一个高速转动的转子,转子上的叶片带动空气高速运动,离心力使空气在渐开线形状的机壳内,沿着渐开线流向风机出口,高速的气流具有一定的风压。新空气由机壳的中心进入补充。

    单级高速离心风机的工作原理是:原动机通过轴驱动叶轮高速旋转,气流由进口轴向进入高速旋转的叶轮后变成径向流动被加速,然后进入扩压腔,改变流动方向而减速,这种减速作用将高速旋转的气流中具有的动能转化为压能(势能),使风机出口保持稳定压力。

    从理论上讲,离心鼓风机的压力-流量特性曲线是一条直线,但由于风机内部存在摩擦阻力等损失,实际的压力与流量特性曲线随流量的增大而平缓下降,对应的离心风机的功率-流量曲线随流量的增大而上升。当风机以恒速运行时,风机的工况点将沿压力-流量特性曲线移动。风机运行时的工况点,不仅取决于本身的性能,而且取决于系统的特性,当管网阻力增大时,管路性能曲线将变陡。风机调节的基本原理就是通过改变风机本身的性能曲线或外部管网特性曲线,以得到所需工况。

    变频调控原理与特性:

    随着科技的不断发展,交流电机调速技术被广泛采用。通过新一代全控型电子元件,用变频器改变交流电机的转速方式来进行风机流量的控制,可以大幅度减少以往机械方式调控流量造成的能量损耗。变频调节的节能原理:

    当风量需从Q1减少到Q2时,如果采用节流调节法,工况点由A到B,风压增加到H2,轴功率P2下降,但减少的不太多。如果采用变频调节方式,风机工况点由A到C,可见在满足同样风量Q2情况下,风压H3将大幅度下降,功率P3随着显着减少。节省的功率损耗△P=△HQ2与面积BH2H3C成正比。由以上分析可知,变频调节是一种高效的调节方式。鼓风机采用变频调节,不会产生附加压力损失,节能效果显着,调节风量范围0%~100%,适合调节范围宽,且经常处于低负荷下运行的场合。但是,当风机转速下降,风量减小时,风压将发生很大变化,由风机比例定律:Q1/Q2=(n1/n2),H1/H2=(n1/n2)2,P1/P2=(n1/n2)3

    轴功率各下降到原来的1/2、1/4、1/8,这就是变频调节方式可以大幅度节电的原因。根据变频调节这一特性,对于在污水处理工艺中,曝气池始终保持5m正常液位,要求鼓风机在出口压力恒定的条件下,进行大范围的流量调节,当调节深度较大时,将会使风压下降过大,不能满足工艺要求。当调节深度较小时,则显示不出其节能的优势,反而使装置复杂,一次性投资增高。因此,对本工程的曝气池需保持5m液位的工况条件下,采用变频调节方式显然是不合适的。

    进口导叶调节原理及特性:

    进口导叶调节装置即在鼓风机吸风入口附近装设一组可调节转角的导叶-进口导叶,其作用是使气流在进入叶轮之前发生旋转,造成扭曲速度。导叶可绕自身轴转动,叶片每转动一个角度就意味着变换一个导叶安装角,使进入风机叶轮的气流方向相应改变。

    进口导叶调节风量原理是:

    当导叶安装角θ=0°时,导叶对进口气流基本上无作用,气流将以径向流入叶轮叶片。当θ>0°时,进口导叶将使气流进口的绝对速度沿圆周速度方向偏转θ角,同时对气流进口的速度有一定的节流作用,这种预旋和节流作用将导致风机性能曲线下降,从而使运行工况点变化,实现风机流量调节。进口导叶调节的节能原理。

    当进口导叶安装角由θ1=0°增大为θ2或θ3时,运行工况点由M1移至M2或M3;流量由Q1减小至Q2或Q3;轴功率由P′1减少至P′2或P′3。用剖面线表示的面积为进口导叶比节流调节节省的功率。在本工程中,曝气池深度是固定的,鼓风机在保持出口压力恒定条件下,进行流量调节,即H=常量,Q=变量时,管网的特性曲线近似于水平直线,鼓风机采用进口导叶调节,不必借助于改变管网特性曲线,可通过改变导叶的开闭角度,使风机的压力-流量性能曲线改变,流量的变化是通过将工况点移动到新的改变了的风机特性曲线上的方法实现的。

    离心风机采用进口导叶调节方式,在部分负荷运行时可获得高效率和较宽的性能范围,在保持出口压力恒定条件下,工作流量可在50%~100%额定流量范围内变化。调节深度愈大、省功愈多。如流量减少到额定流量的60%时,进口导叶方式比进口节流方式节省功率达17%之多。此外,其结构相对简单,运行可靠,维护管理方便,初期投资低。因此,本工程中鼓风机采用进口导叶调节流量,显然是最佳调节方式。

    不同调控方式的比较:

    尽管变频调节的离心鼓风机调节范围很广,在节能上有显着效果,但用工艺系统中将受到工艺条件限制,调节范围仅为80%~100%,在相对流量变化不大时,变频与导叶两种调节方式消耗功率差别并不大,因此采用变频调节方式,其节能特长显示不出来,这就失去了选择它的意义。而选择导叶调节方式的鼓风机,在保持出口压力恒定条件下可以较大范围调节风量(50%~100%),以保证污水中溶解氧含量稳定,相对地节省了能源。所以应选择导叶调节方式的高速离心风机,作为本工程的设备选型。同时,为了更好地体现出节能效果,对于大功率的离心风机,还应注意配套电机的选择,如采用10kV高压电机,也有助于降低能耗。

    使用操作/鼓风机 编辑

    操作工在开机前必须熟悉本规程,严格按本规程操作鼓风机。

    开机

    1、检查油箱润滑油位,应处于油尺上,下限之间。

    2、通知变电所向本机供电。

    3、检查机上控制柜,应无报警显示,如有报警,查明原因给于消除

    4、选择“手动”状态。(用手指触“手动”键)。

    5、检查泄压阀是否处于打开位置(泄压阀打开绿灯亮)。检查扩压器应置于最小开度(扩压器最小绿灯亮)。

    6、以上检查,确认风机可启动后,按启动键,鼓风机进入启动程序:①辅助油泵进行预润滑一分钟(辅助油泵运转绿灯亮)。②鼓风机可开始运转(鼓风机运转绿灯亮)。

    ③泄压阀缓慢关闭(泄压阀打开绿灯灭,二分钟后泄压阀关闭绿灯亮)。

    ④辅助油泵停止运转(辅助油泵运转绿灯灭,停止红灯亮)。至此,鼓风机启动成功,可投入正式运行。

    ⑤如按下启动键后,鼓风机未能如期起动,则一分钟后油压过低报警红灯亮,整个起动过程停止。必须查明原因解决后,消除报警重新启动。

    运行

    1、风机启动后可根据生产需要缓慢调整扩压器开度,用扩压器“开启”键和“关闭”键控制,以保证必要的风量。

    2、风机运行时,必须经常对风机进行监视,注意风机的电流、油温、油压进风真空度声音、风机、温度、振动等情况。按时做好记录,如有异常,要及时查明原因给予排除,并向生产科汇报,必要时可采取紧急停车的措施(谨慎使用)。

    停机

    因生产或保养,维修需要,停止某台风机运转时。

    1、减小扩压器开度至最小(扩压器最小指示绿灯亮)。

    2、用手指接触风机“停止”键,停机程序开始:

    ①扩压器开度减少到零(如第一步骤未进行)。

    ②泄压阀自动打开(泄压阀开绿灯亮)。

    ③压缩机停止运转(压缩机停止运转红灯亮)。

    ④辅助油泵自动投运,3分钟全机停止,整个停止程序至此结束。

    3、停机过程中,操作者应继续监视机器仪表及整个状态的变化,并在最后作好记录。

    节能改造/鼓风机 编辑

    风机节能改造

    现今在中国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%,耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是,大多数风机在使用过程中都存在大马拉小车的现象,加之因生产、工艺等方面的变化,需要经常调节气体的流量、压力、温度等;现许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式,并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体流量调节的要求。这种落后的调节方式,不仅浪费了宝贵的能源,而且调节精度差,很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求,负面效应十分严重。

    近几年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。以上海正艺科技对上海嘉定区某风机进行变频节能改造的工程案例为例,计算变频节能的效果。上海正艺科技的变频调速以其优异的调速和起动、制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,其广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

    对于风机变转矩负载特性实施变频调速控制在原理上属于减少流体(空气、液体等)动力节电方法,是一种较好的、被广泛采用的节电方法。无数实例业已证明,它比通常所采用的风门或挡板调节方式有着显着的节电效果。下面通过图1(流量Q与扬程H及轴功率P的关系曲线图)来说明风机、水泵变频调速节电原理。对于风机、泵类负载,流量与转速成正比:Q1/Q2→η1/η2,扬程与转速的平方成正比:H1/H2→(η1/η2)2,而电机的轴功率与转速的立方成正比:H1/H2→(η1/η2)3。因此,采用变频技术调节不同流量时消耗的功率为:P变=n3Ped=Q3Ped(公式1)

    在采用阀门或挡板控制流量时,电机在额定转速下定速运转,在不同流量时电机消耗的功率为:

    P阀=(0.4+0.6Q)Ped(公式2)

    其中,Ped为阀门或挡板全开状态下,电机以额定转速运行时消耗的功率,Q为流量的相对值。从⑴式和⑵式可以看出,当流量Q变为额定流量的50%时,采用变频调速时消耗的功率为:

    P变=n3Ped=Q3Ped=0.53Ped=0.125Ped(结论1)

    采用阀门或挡板控制流量时,消耗的功率为:

    P阀=(0.4+0.6Q)Ped=(0.4+0.6×0.5)Ped=0.7Ped(结论2)

    所以,两种方式的节电率为:(0.7-0.125)/0.7≈82%(结论3)

    在实际情况下,使用变频调速技术后节约能耗多少的精确、精准性的前期计算具有一定的难度,它不仅与负荷的变化波动分布规律等密切相关(与时间相关的函数),而且,还与电机、水泵等在不同工作点的效率特性、管网特性等相关。然而,我们可以通过以上方式对改造项目进行能耗节约估算,以获取投资收益前期估算。

    图1:流量Q与扬程H及轴功率P的关系曲线图

    在图1—a中,我们给出了流量Q与扬程H之间的变化关系特性,其中,曲线a1表示在工频定速驱动方式下流量Q与扬程H之间的变化趋势特性,而曲线ax则表示采用变频调速驱动方式下风机所表现出来的流量Q与扬程H之间的变化关系特性。从曲线a1和ax在H-Q坐标系中的位置关系,可以清晰地看出,变频驱动方式不仅可以调节流量以适应风量的需求变化,而且也在调节流量的同时降低了输出扬程的能量消耗。而工频定速运行方式虽然可以通过调节入口风门档板方式调节风量的变化,但是,工频调节风门档板方式没有达到降低出口扬程的目的,导致电能的极大浪费。

    三晶变频器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美,已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。

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