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鼓風(fēng)機(jī)
用于強(qiáng)制鼓風(fēng)的器具
基本信息
| 中文名 | 鼓風(fēng)機(jī) |
| 外文名 | Blower |
| 別名 | 高壓鼓風(fēng)機(jī)；滑片式鼓風(fēng)機(jī) |
| 范圍 | 風(fēng)機(jī) 設(shè)備研發(fā) |
| 應(yīng)用 | |
| 分類 | |
| 組成 |
收起
歷史
鼓風(fēng)機(jī)
在距今5000~6000年前，中國就已出現(xiàn)了冶金術(shù)。公元前5世紀(jì)進(jìn)入鐵器時(shí)代之后，鐵器便成為推動(dòng)歷史進(jìn)步的重要因素，一度成為生產(chǎn)力發(fā)展水平的標(biāo)志。冶鐵是多種技術(shù)的結(jié)合，鼓風(fēng)技術(shù)就是其中不可或缺的一部分。我國古代的冶金機(jī)械鼓風(fēng)技術(shù)經(jīng)歷了從間歇鼓風(fēng)到連續(xù)鼓風(fēng)的發(fā)展，鼓風(fēng)設(shè)備則從皮橐發(fā)展到木扇、活塞式木風(fēng)箱，其間還出現(xiàn)了馬排與水排。鼓風(fēng)設(shè)備的發(fā)展既是冶鐵技術(shù)進(jìn)步的重要部分，同時(shí)又作為機(jī)械技術(shù)的一種受到機(jī)械技術(shù)整體水平的影響。中國的冶鐵機(jī)械在社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平等多種因素合力作用下表現(xiàn)出特有的發(fā)展脈絡(luò)。
鼓風(fēng)技術(shù)是將一定壓力的氣流鼓入爐內(nèi)，使燃料充分燃燒，提高爐溫，提高冶煉效率。鼓風(fēng)設(shè)備是鼓風(fēng)技術(shù)實(shí)施的物質(zhì)基礎(chǔ)。早期冶金可能使用自然風(fēng)，后來隨著對(duì)高溫的需求而發(fā)展為強(qiáng)制鼓風(fēng)。最早用于強(qiáng)制鼓風(fēng)的器具是扇和吹管（橐）。遼寧省凌源縣牛河梁發(fā)現(xiàn)的煉銅坩堝爐殘片是吹管鼓風(fēng)的典型考古實(shí)證，內(nèi)蒙古赤峰市林西縣的大井古銅礦遺址（夏家店上層文化，距今約2700年~2900年）也發(fā)現(xiàn)了陶質(zhì)獸首鼓風(fēng)管1個(gè)。這些發(fā)現(xiàn)表明，青銅時(shí)代早期已經(jīng)出現(xiàn)較原始的鼓風(fēng)設(shè)備。據(jù)現(xiàn)有考古發(fā)掘材料可知：我國早在西周時(shí)就已使用一座爐配四具鼓風(fēng)器的冶煉設(shè)備。此外，從出土的商周時(shí)期的大量青銅器及其工藝技術(shù)水平推測(cè)，當(dāng)時(shí)應(yīng)該存在一種較為原始的鼓風(fēng)裝置，只是這種鼓風(fēng)設(shè)備是否屬于機(jī)械裝置還待進(jìn)一步考證。真正的冶鐵鼓風(fēng)機(jī)械裝置應(yīng)該是伴隨冶鐵術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的，春秋戰(zhàn)國時(shí)期出現(xiàn)了關(guān)于機(jī)械的概念。《莊子·外篇·天地》上記載了子貢所說的話：“有械（“械”乃是一種汲水工具）。于此，一日浸百畦，用力甚寡而見功多?！薄?/span>韓非子·難二》說：“審于地形，舟車、機(jī)械之利，用力少，致功大，則入多”。這就是說，古人認(rèn)為機(jī)械是一種“用力少而致功多”的器械?，F(xiàn)在一般認(rèn)為機(jī)械應(yīng)包括三個(gè)部分：動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)。若以此衡量鼓風(fēng)機(jī)械，最早的當(dāng)屬皮橐，此后相繼有水排、木扇、活塞式木風(fēng)箱等等。不難看出，從最初的皮橐到后來的馬排、水排再到木扇、木風(fēng)箱，其機(jī)械結(jié)構(gòu)以及機(jī)械原動(dòng)力呈現(xiàn)出由簡(jiǎn)單到復(fù)雜再到小型化、簡(jiǎn)單化的發(fā)展脈絡(luò)。之所以呈現(xiàn)這樣的特點(diǎn)，是由當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景，尤其是國家制度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所決定的。
特點(diǎn)
鼓風(fēng)機(jī)
⒉鼓風(fēng)機(jī)屬容積運(yùn)轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)。使用時(shí)，隨著壓力的變化，流量變動(dòng)甚小。但流量隨著轉(zhuǎn)速而變化。因此，壓力的選擇范圍很寬，流量的選擇可通過選擇轉(zhuǎn)速而達(dá)到需要。
⒋鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)決定其機(jī)械摩擦損耗非常小。因?yàn)橹挥休S承和齒輪副有機(jī)械接觸在選材上，轉(zhuǎn)子、機(jī)殼和齒輪圈有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。運(yùn)行安全，使用壽命長是鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的一大特色。
⒌鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，均經(jīng)過靜、動(dòng)平衡校驗(yàn)。成品運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)極小。
分類
羅茨鼓風(fēng)機(jī)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于容積式鼓風(fēng)機(jī)，是回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)的一種，利用兩個(gè)葉形轉(zhuǎn)子或三個(gè)葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)來輸送氣體。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸人到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空聞內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出，氣體經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)沒有內(nèi)壓縮過程。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)是中小型硫酸廠常用的鼓風(fēng)機(jī)。在需用風(fēng)量較小時(shí)，離心式鼓風(fēng)機(jī)常因葉輪直徑較小，一般每分鐘2950轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下較難達(dá)到硫酸生產(chǎn)需用的壓頭而不適用。羅茨鼓風(fēng)機(jī)兼有往復(fù)式壓氣機(jī)和離心式鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，已具有往復(fù)式壓氣機(jī)在轉(zhuǎn)速一定時(shí)風(fēng)壓稍有變化，送風(fēng)量可保持不變，即保持轉(zhuǎn)速與風(fēng)量間正比關(guān)系的特點(diǎn)，也具有離心式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，不用氣閥和曲軸，重量較輕，應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是出口受阻礙時(shí)易使壓力升高甚至造成機(jī)器本身損壞。用久后，因兩只轉(zhuǎn)子間的間隙、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的間隙擴(kuò)大而致送風(fēng)量下降。
目前的高爐鼓風(fēng)機(jī)均采用葉片式風(fēng)機(jī)，主要有離心式和軸流式兩大類。離心鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，設(shè)計(jì)點(diǎn)效率高，噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)。離心式高爐鼓風(fēng)機(jī)在中國有比較成熟的制造和使用經(jīng)驗(yàn)，400m以下的高爐在工業(yè)落后的地區(qū)和國家使用較為廣泛。但隨著高爐的增大，離心鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)損失、外形尺寸及風(fēng)機(jī)重量等都有較大幅度的增加，這就給制造、運(yùn)輸、安裝和維護(hù)等帶來很大的困難，而且同時(shí)還受到旋轉(zhuǎn)件——葉輪材料強(qiáng)度、主軸剛度、電機(jī)啟動(dòng)等因素的限制，又使該風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性有所降低。而軸流式鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、負(fù)荷調(diào)節(jié)性好、使用范圍寬、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、電機(jī)易啟動(dòng)等特點(diǎn)，所以在大型化和現(xiàn)代化高爐上被廣泛使用。中國在500m以上的高爐中廣泛采用了軸流鼓風(fēng)機(jī)，在制造和運(yùn)行方面也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)
磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)是采用磁懸浮軸承的渦輪機(jī)的一種。其主要結(jié)構(gòu)是鼓風(fēng)機(jī)葉輪直接安裝在電動(dòng)機(jī)軸延伸端上，而轉(zhuǎn)子被垂直懸浮于主動(dòng)式磁性軸承控制器上，不需要增速器及聯(lián)軸器，實(shí)現(xiàn)由高速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。由變頻器來調(diào)速的單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)，其核心是磁懸浮軸承和永磁電動(dòng)機(jī)技術(shù)。磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)主要技術(shù)特點(diǎn)有：
（2）磁懸浮軸承：無機(jī)械磨損，能量低，半永久性壽命。
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化：風(fēng)機(jī)葉輪直接安裝于電動(dòng)機(jī)軸端，與控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，集裝于箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)潔。
（4）安裝維護(hù)方便：無需起吊設(shè)備和高大空間，無需特殊基礎(chǔ)，維護(hù)方便，同時(shí)節(jié)約機(jī)房的基建費(fèi)用。
（5）系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)：根據(jù)用戶流量不同，允許多臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作，調(diào)節(jié)范圍廣，靈活性強(qiáng)。
磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)：
（1）節(jié)能高效：采用磁懸浮軸承，無接觸損失和機(jī)械損失，實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速無極變速調(diào)節(jié)。
（2）系統(tǒng)集成性高：具有進(jìn)口過濾器、冷卻系統(tǒng)、全自動(dòng)防喘振系統(tǒng)、停電和故障保護(hù)系統(tǒng)等，帶來了操作的安全性、方便性和可靠性。
單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)
單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)是進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著“三元流動(dòng)理論”在離心式壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用而發(fā)展起來的產(chǎn)品。單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)上采用了三元流動(dòng)設(shè)計(jì)理論，使單極離心式鼓風(fēng)機(jī)效率高達(dá)82%以上，遠(yuǎn)優(yōu)于多極離心鼓風(fēng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上采用了軸向進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置，在恒定壓力下，流量調(diào)節(jié)為額定電流的 65%~105%，單臺(tái)流量調(diào)節(jié)范圍45%-100%，使得在低負(fù)荷條件下運(yùn)行也有較高的效率，這是低速多極鼓風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)所沒有的優(yōu)點(diǎn)。由于單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、節(jié)約能源、性能范圍調(diào)節(jié)廣泛和自動(dòng)化水平高等特點(diǎn)，目前已是污水處理行業(yè)曝氣鼓風(fēng)機(jī)的主流產(chǎn)品。
多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)
離心鼓風(fēng)機(jī)又稱透平鼓風(fēng)機(jī)，氣體在旋轉(zhuǎn)的葉輪作用下，獲得壓力和流速的增大，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)送風(fēng)。其工作原理為當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，氣體在離心力的作用下甩出并改變流向，動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能，從排氣口排出氣體，同時(shí)在葉輪間形成一定負(fù)壓，使外界氣體在大氣壓的作用下補(bǔ)入，達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。離心鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)葉輪數(shù)量分為多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)和單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)。多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī)正常是指轉(zhuǎn)子在2只或2只以上的葉輪串聯(lián)在同一根主軸上，至多可有八級(jí)風(fēng)葉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000~3600r/min的離心式鼓風(fēng)機(jī)鬧。離心鼓風(fēng)機(jī)一般選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)流量與壓力，使風(fēng)機(jī)在較低的功率下運(yùn)行，不需要放風(fēng)調(diào)節(jié)，且能保持同額定工況基本相同的高效率，用于壓力流量都不穩(wěn)定的工況。
多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)的送氣量一般較大，但所產(chǎn)生的風(fēng)壓不高，出口表壓一般≤110kPa，流量一般在130m/min左右。與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相比，低速多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)由于具有噪聲較低、風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠、效率較高等優(yōu)點(diǎn)，20世紀(jì)80年代以來，在國外的污水處理廠中逐漸取代了羅茨鼓風(fēng)機(jī)，但仍存在體積大、質(zhì)量重、流量調(diào)節(jié)性能差、效率偏低、能耗大等弊端。
空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)
空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)是一種全新概念的離心鼓風(fēng)機(jī)，借鑒航空、航天器的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用先進(jìn)的空氣懸浮技術(shù)，采用了“高速直聯(lián)電機(jī)”和“空氣懸浮軸承"這兩個(gè)高端核心技術(shù)，改善了傳統(tǒng)單級(jí)高速渦輪鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速齒輪聯(lián)軸器、冷卻系統(tǒng)和油潤滑系統(tǒng)等，大大提高了產(chǎn)品的技術(shù)性能及運(yùn)行可靠性。
空氣懸浮單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)采用SVS鈦合金材料，葉輪抗變形能力強(qiáng)，選擇最佳效率角度設(shè)計(jì)，效率高達(dá)88%；采用BLDCM永磁無刷超高速電機(jī)，是隨著永磁材料技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種最新型電機(jī)，更加高效節(jié)能；采用變頻調(diào)節(jié)方式，使懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的可調(diào)范圍更寬；采用空氣自冷卻技術(shù)，可確保鼓風(fēng)機(jī)在炎熱的夏季仍保持可靠的工作性能，由于采用高速直聯(lián)電機(jī)、空氣懸浮軸承及三維模擬渦輪葉輪，大大減少了因?yàn)闄C(jī)械傳動(dòng)和機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的能源消耗，故效率極高；空氣懸浮軸承較磁懸浮軸承壽命更長，更換價(jià)格也相對(duì)低廉；啟停不依賴于電源，運(yùn)行較磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)更加穩(wěn)定可靠；與羅茨風(fēng)機(jī)相比可節(jié)能25%~35%，與傳統(tǒng)多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)相比可節(jié)能15%~20%，與傳統(tǒng)單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)相比可節(jié)能10%~15%。風(fēng)量為35~160m/min，最大出口風(fēng)壓達(dá)100kPa。
結(jié)構(gòu)
靠轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪上葉片的動(dòng)力作用將能量傳遞給連續(xù)流動(dòng)的流體或靠流體傳出的能量推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)的裝置，稱為葉輪機(jī)械。在葉輪機(jī)械中，轉(zhuǎn)動(dòng)葉片對(duì)流體做正功或負(fù)功，使流體的壓力升高或降低。葉輪機(jī)械分為兩大類：一類是工作機(jī)，流體從其中吸收功率增加壓頭或水頭，如葉片式泵和通風(fēng)機(jī)；另一類是原動(dòng)機(jī)，流體在其中膨脹、降低壓力或水頭產(chǎn)生功率，如汽輪機(jī)和水輪機(jī)。人們把原動(dòng)機(jī)稱為透平，而把工作機(jī)成為葉片式流體機(jī)械。
按照風(fēng)機(jī)工作原理的不同分為葉片式和容積式兩大類，其中葉片式又可分為軸流式、離心式和混流式。按照風(fēng)機(jī)產(chǎn)生壓力的高低，又可分為鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和通風(fēng)機(jī)。我國現(xiàn)行機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T2977-92中規(guī)定：通風(fēng)機(jī)是指進(jìn)口為標(biāo)準(zhǔn)空氣進(jìn)口條件下，出口壓力（表壓）小于0.015MPa的風(fēng)機(jī)；出口壓力（表壓）在0.015MPa和0.2MPa之間的稱為鼓風(fēng)機(jī)；出口壓力（表壓）大于0.2MPa的稱為壓縮機(jī)。
集流器可以將氣體導(dǎo)向葉輪，葉輪入口氣流狀況是由集流器的幾何形狀來保證的。集流器的形狀有很多種，主要是：筒形、錐形、筒錐形、弧形、筒弧形、弧錐形等。
葉輪一般有輪蓋、輪盤、葉片、軸盤四大部件組成，其結(jié)構(gòu)的連接方式主要是焊接和鉚接。按照葉輪的出口不同的安裝角度，可分為徑向、前向和后向三種。葉輪是離心風(fēng)機(jī)最重要的部分，由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，是離心葉輪機(jī)械的心臟，負(fù)責(zé)由歐拉方程所描述的能量傳輸過程，離心葉輪內(nèi)部的流動(dòng)受葉輪旋轉(zhuǎn)和表面曲率的作用還伴有脫流、回流和二次流現(xiàn)象，從而使得葉輪內(nèi)的流動(dòng)變得十分復(fù)雜。葉輪內(nèi)部流動(dòng)狀況，直接影響著整級(jí)乃至整機(jī)的氣動(dòng)性能和效率。
蝸殼主要是用來收集從葉輪出來的氣體，同時(shí)可以通過適度降低氣體速度將氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的靜壓能，并引導(dǎo)氣體留出蝸殼出口。鼓風(fēng)機(jī)作為流體葉輪機(jī)械，從其內(nèi)部流場(chǎng)研究入手來提高其整機(jī)性能與工作效率，是非常有效的方法。學(xué)者為了了解離心鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部的真實(shí)流動(dòng)狀況，改進(jìn)葉輪設(shè)計(jì)和蝸殼設(shè)計(jì)以提高性能和效率，針對(duì)離心葉輪和蝸殼做了大量的基礎(chǔ)理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬計(jì)算。
鼓風(fēng)機(jī)的其他結(jié)構(gòu)：
轉(zhuǎn)子：由軸、葉輪、軸承、同步齒輪、聯(lián)軸器、軸套等組成。
同步齒輪：由齒圈和輪轂組成，便于調(diào)整葉輪間隙。
底座：中、小型風(fēng)機(jī)均配有公共底座，大型風(fēng)機(jī)僅配風(fēng)機(jī)底座，便于安裝調(diào)試。
潤滑：齒輪采用浸入式，軸承采用飛濺潤滑。潤滑效果好，安全可靠。
傳動(dòng)方式：以聯(lián)軸器直聯(lián)為主。若性能規(guī)格需要，也可選用三角皮帶輪變速的方式。聯(lián)軸器選用彈性聯(lián)軸器，能緩和沖擊及補(bǔ)償少量的軸線偏差。大流量風(fēng)機(jī)除以電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)外，也可采用汽輪機(jī)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)。
工作原理
離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理
離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理與離心式通風(fēng)機(jī)相似，只是空氣的壓縮過程通常是經(jīng)過幾個(gè)工作葉輪（或稱幾級(jí)）在離心力的作用下進(jìn)行的。鼓風(fēng)機(jī)有一個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上的葉片帶動(dòng)空氣高速運(yùn)動(dòng)，離心力使空氣在漸開線形狀的機(jī)殼內(nèi)，沿著漸開線流向風(fēng)機(jī)出口，高速的氣流具有一定的風(fēng)壓。新空氣由機(jī)殼的中心進(jìn)入補(bǔ)充。
單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)的工作原理是：原動(dòng)機(jī)通過軸驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，氣流由進(jìn)口軸向進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪后變成徑向流動(dòng)被加速，然后進(jìn)入擴(kuò)壓腔，改變流動(dòng)方向而減速，這種減速作用將高速旋轉(zhuǎn)的氣流中具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能（勢(shì)能），使風(fēng)機(jī)出口保持穩(wěn)定壓力。
從理論上講，離心鼓風(fēng)機(jī)的壓力-流量特性曲線是一條直線，但由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實(shí)際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對(duì)應(yīng)的離心風(fēng)機(jī)的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當(dāng)風(fēng)機(jī)以恒速運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)將沿壓力-流量特性曲線移動(dòng)。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)，不僅取決于本身的性能，而且取決于系統(tǒng)的特性，當(dāng)管網(wǎng)阻力增大時(shí)，管路性能曲線將變陡。風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的基本原理就是通過改變風(fēng)機(jī)本身的性能曲線或外部管網(wǎng)特性曲線，以得到所需工況。
變頻調(diào)控原理與特性
隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式來進(jìn)行風(fēng)機(jī)流量的控制，可以大幅度減少以往機(jī)械方式調(diào)控流量造成的能量損耗。變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能原理：
可知，當(dāng)其轉(zhuǎn)速降低到原額定轉(zhuǎn)速的一半時(shí)，對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)的流量、壓力、軸功率各下降到原來的1/2、1/4、1/8，這就是變頻調(diào)節(jié)方式可以大幅度節(jié)電的原因。根據(jù)變頻調(diào)節(jié)這一特性，對(duì)于在污水處理工藝中，曝氣池始終保持5m正常液位，要求鼓風(fēng)機(jī)在出口壓力恒定的條件下，進(jìn)行大范圍的流量調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)深度較大時(shí)，將會(huì)使風(fēng)壓下降過大，不能滿足工藝要求。當(dāng)調(diào)節(jié)深度較小時(shí)，則顯示不出其節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，反而使裝置復(fù)雜，一次性投資增高。因此，對(duì)本工程的曝氣池需保持5m液位的工況條件下，采用變頻調(diào)節(jié)方式顯然是不合適的。
進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)原理及特性
進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置即在鼓風(fēng)機(jī)吸風(fēng)入口附近裝設(shè)一組可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角的導(dǎo)葉-進(jìn)口導(dǎo)葉，其作用是使氣流在進(jìn)入葉輪之前發(fā)生旋轉(zhuǎn)，造成扭曲速度。導(dǎo)葉可繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度就意味著變換一個(gè)導(dǎo)葉安裝角，使進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪的氣流方向相應(yīng)改變。
進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)風(fēng)量原理
當(dāng)導(dǎo)葉安裝角θ=0°時(shí)，導(dǎo)葉對(duì)進(jìn)口氣流基本上無作用，氣流將以徑向流入葉輪葉片。當(dāng)θ>0°時(shí)，進(jìn)口導(dǎo)葉將使氣流進(jìn)口的絕對(duì)速度沿圓周速度方向偏轉(zhuǎn)θ角，同時(shí)對(duì)氣流進(jìn)口的速度有一定的節(jié)流作用，這種預(yù)旋和節(jié)流作用將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)性能曲線下降，從而使運(yùn)行工況點(diǎn)變化，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)流量調(diào)節(jié)。進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)的節(jié)能原理。
當(dāng)進(jìn)口導(dǎo)葉安裝角由θ1=0°增大為θ2或θ3時(shí)，運(yùn)行工況點(diǎn)由M1移至M2或M3；流量由Q1減小至Q2或Q3；軸功率由P′1減少至P′2或P′3。用剖面線表示的面積為進(jìn)口導(dǎo)葉比節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)省的功率。在本工程中，曝氣池深度是固定的，鼓風(fēng)機(jī)在保持出口壓力恒定條件下，進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，即H=常量，Q=變量時(shí)，管網(wǎng)的特性曲線近似于水平直線，鼓風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，不必借助于改變管網(wǎng)特性曲線，可通過改變導(dǎo)葉的開閉角度，使風(fēng)機(jī)的壓力-流量性能曲線改變，流量的變化是通過將工況點(diǎn)移動(dòng)到新的改變了的風(fēng)機(jī)特性曲線上的方法實(shí)現(xiàn)的。
離心風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式，在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可獲得高效率和較寬的性能范圍，在保持出口壓力恒定條件下，工作流量可在50%～100%額定流量范圍內(nèi)變化。調(diào)節(jié)深度愈大、省功愈多。如流量減少到額定流量的60%時(shí)，進(jìn)口導(dǎo)葉方式比進(jìn)口節(jié)流方式節(jié)省功率達(dá)17%之多。此外，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)管理方便，初期投資低。因此，本工程中鼓風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)流量，顯然是最佳調(diào)節(jié)方式。
使用操作
操作工在開機(jī)前必須熟悉本規(guī)程，嚴(yán)格按本規(guī)程操作鼓風(fēng)機(jī)。
2、通知變電所向本機(jī)供電。
3、檢查機(jī)上控制柜，應(yīng)無報(bào)警顯示，如有報(bào)警，查明原因給于消除
4、選擇“手動(dòng)”狀態(tài)。(用手指觸“手動(dòng)”鍵)。
6、以上檢查，確認(rèn)風(fēng)機(jī)可啟動(dòng)后，按啟動(dòng)鍵，鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入啟動(dòng)程序：
①輔助油泵進(jìn)行預(yù)潤滑一分鐘(輔助油泵運(yùn)轉(zhuǎn)綠燈亮)。②鼓風(fēng)機(jī)可開始運(yùn)轉(zhuǎn)(鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綠燈亮)。
③泄壓閥緩慢關(guān)閉(泄壓閥打開綠燈滅，二分鐘后泄壓閥關(guān)閉綠燈亮)。
④輔助油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)(輔助油泵運(yùn)轉(zhuǎn)綠燈滅，停止紅燈亮)。至此，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)成功，可投入正式運(yùn)行。
⑤如按下啟動(dòng)鍵后，鼓風(fēng)機(jī)未能如期起動(dòng)，則一分鐘后油壓過低報(bào)警紅燈亮，整個(gè)起動(dòng)過程停止。必須查明原因解決后，消除報(bào)警重新啟動(dòng)。
1、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后可根據(jù)生產(chǎn)需要緩慢調(diào)整擴(kuò)壓器開度，用擴(kuò)壓器“開啟”鍵和“關(guān)閉”鍵控制，以保證必要的風(fēng)量。
2、風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須經(jīng)常對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視，注意風(fēng)機(jī)的電流、油溫、油壓進(jìn)風(fēng)真空度聲音、風(fēng)機(jī)、溫度、振動(dòng)等情況。按時(shí)做好記錄，如有異常，要及時(shí)查明原因給予排除，并向生產(chǎn)科匯報(bào)，必要時(shí)可采取緊急停車的措施(謹(jǐn)慎使用)。
因生產(chǎn)或保養(yǎng)，維修需要，停止某臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。
1、減小擴(kuò)壓器開度至最小(擴(kuò)壓器最小指示綠燈亮)。
2、用手指接觸風(fēng)機(jī)“停止”鍵，停機(jī)程序開始。
用途
節(jié)能改造
風(fēng)機(jī)節(jié)能改造
現(xiàn)今在中國各行各業(yè)的各類機(jī)械與電氣設(shè)備中與風(fēng)機(jī)配套的電機(jī)約占全國電機(jī)裝機(jī)量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風(fēng)機(jī)在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等；現(xiàn)許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風(fēng)板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等。這實(shí)際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費(fèi)電能和金錢為代價(jià)來滿足工藝和工況對(duì)氣體流量調(diào)節(jié)的要求。這種落后的調(diào)節(jié)方式，不僅浪費(fèi)了寶貴的能源，而且調(diào)節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)等方面的要求，負(fù)面效應(yīng)十分嚴(yán)重。
近幾年來，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。
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