鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)應(yīng)用

1、三晶S350變頻器在鼓風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用三晶S350變頻器應(yīng)用鼓風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)：1、符合風(fēng)機(jī)負(fù)載特性的二次方減轉(zhuǎn)矩曲線2、可根據(jù)負(fù)載自行設(shè)定運(yùn)行曲線3、調(diào)速節(jié)能歷史和發(fā)展 在東漢初年, 南陽太守杜詩就設(shè)計(jì)并制造了一種水力鼓風(fēng)機(jī)用于冶金鑄造業(yè)。它是用水轉(zhuǎn)動(dòng)水輪,通過一系列的曲軸、連桿、往復(fù)桿裝置, 把圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為拉風(fēng)箱的直線運(yùn)動(dòng)。它包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和工作系統(tǒng), 具有真正機(jī)器的主要特征。不僅如此, 把這種操作程序反過來, 就是蒸汽機(jī)活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)向圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。我國冶金最初用的是冶金皮囊, 戰(zhàn)國時(shí)已有四囊。漢代用“馬排”、“牛排”以至杜詩的水排。宋代已有類似于手風(fēng)琴的木風(fēng)扇。這是一種有自動(dòng)閥門

2、的風(fēng)箱。特別是到了明末, 已出現(xiàn)了活塞式鼓風(fēng)機(jī)。公元2002年，鼓風(fēng)機(jī)得到了發(fā)展，浙江杭州德爾風(fēng)機(jī)，制造了不用電的風(fēng)機(jī)，采用不銹鋼材質(zhì)，利用空氣對(duì)流的原理達(dá)到通排風(fēng)的效果，取名長林東無動(dòng)力屋頂通風(fēng)器（又名無動(dòng)力鼓風(fēng)機(jī)），屬于新型環(huán)保節(jié)能風(fēng)機(jī)。 冶金鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)于公元二世紀(jì)，同樣是中國古代發(fā)明之一，也是蒸氣機(jī)的原理始祖之一，于1200年傳入歐洲。 特點(diǎn)1、由于葉輪在機(jī)體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)無摩擦，不需要潤滑，使排出的氣體不含油。是化工、食品等工業(yè)理想的力輸送氣源。 2、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，壓務(wù)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

3、要。 3、鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與機(jī)體之間的間隙小，從而泄露少，容積效率較高。我廠加工和裝配技術(shù)力量強(qiáng)，能保證間隙的合理、均勻，既達(dá)到較高的容積效率又不至于機(jī)體內(nèi)因熱膨脹而發(fā)生摩擦。 4、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。 5、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。 6、具有以上特點(diǎn)的鼓風(fēng)機(jī)主要有:羅茨鼓風(fēng)機(jī),靜音型水環(huán)式鼓風(fēng)機(jī)。 分類按風(fēng)壓分根據(jù)風(fēng)機(jī)的壓力, 可將風(fēng)機(jī)分為低壓風(fēng)機(jī)、中壓風(fēng)機(jī)和高壓風(fēng)機(jī)。 其壓力范圍如下： 低壓: 風(fēng)機(jī)全壓

4、 H 1000Pa 中壓: 1000Pa < H 3000Pa 高壓(離心風(fēng)機(jī)): 3000Pa < H 15000 Pa 通風(fēng)工程中大多采用低壓與中低壓風(fēng)機(jī)。 按用途分可分為通用風(fēng)機(jī)，排塵風(fēng)機(jī)，工業(yè)通風(fēng)換氣風(fēng)機(jī), 鍋爐引風(fēng)機(jī)，礦用風(fēng)機(jī)等。 風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于隧道、地下車庫、高級(jí)民用建筑、冶金、廠礦等場所的通風(fēng)換氣及消防高溫排煙。根據(jù)用途不同, 可大致將常用的風(fēng)機(jī)分為以下類型： 離心壓縮機(jī) 電站風(fēng)機(jī) 一般離心通風(fēng)機(jī) 一般軸流通風(fēng)機(jī) 羅茨鼓風(fēng)機(jī) 污水處理風(fēng)機(jī) 高溫風(fēng)機(jī) 空調(diào)風(fēng)機(jī) 消防風(fēng)機(jī) 礦井風(fēng)機(jī) 煙草風(fēng)機(jī) 糧食風(fēng)機(jī) 船用風(fēng)機(jī) 排塵風(fēng)機(jī) 屋頂風(fēng)機(jī) 鍋爐鼓引風(fēng)機(jī) 礦用風(fēng)機(jī)按其用途不同又可分

5、為: 主扇、輔扇和局扇。主扇用于全礦井的通風(fēng), 輔扇用于通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中某分支風(fēng)路的風(fēng)量調(diào)節(jié), 局扇用于局部地點(diǎn)的通風(fēng)。 污水處理風(fēng)機(jī)按類型又可分為:離心式風(fēng)機(jī),羅茨風(fēng)機(jī),回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī),水環(huán)式風(fēng)機(jī)等等. 按原理分可分為離心式風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī) 水處理鼓風(fēng)曝氣； 醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室的污水?dāng)嚢杵貧猓?印刷行業(yè)的真空送紙； 電鍍槽、工業(yè)廢水的攪拌曝氣； 塑焊、吹風(fēng)的氣源供應(yīng)； 燃燒器的噴霧、玻璃工業(yè)及其它； 用途鼓風(fēng)機(jī)分類中的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)精巧，主要由下列六部分組成：電機(jī)、空氣過濾器、鼓風(fēng)機(jī)本體、空氣室、底座（兼油箱）、滴油嘴。鼓風(fēng)機(jī)靠汽缸內(nèi)偏置的轉(zhuǎn)子偏心運(yùn)轉(zhuǎn)，并使轉(zhuǎn)子槽中的葉片之間的容積變化將空氣吸入、壓縮、吐

6、出。在運(yùn)轉(zhuǎn)中利用鼓風(fēng)機(jī)的壓力差自動(dòng)將潤滑送到滴油嘴，滴入汽缸內(nèi)以減少摩擦及噪聲，同時(shí)可保持汽缸內(nèi)氣體不回流,此類鼓風(fēng)機(jī)又稱為滑片式鼓風(fēng)機(jī)。 鼓風(fēng)機(jī)輸送介質(zhì)以清潔空氣、清潔煤氣、二氧化硫及其他惰性氣體為主。也可按需生產(chǎn)輸送其他易燃、易爆、易蝕、有毒及特殊氣體。因而能廣泛適用于冶金、化工、化肥、石化、食品、建材、石油、礦井、紡織、煤氣站、氣力輸送、污水處理等各工業(yè)部門 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。葉輪：選用漸開線型面，容積利用率高。 軸承：近聯(lián)軸器端作為定位端選用3000型雙列向心球面滾子軸承。近齒輪端作為自由端選用32000型單列向心短圓柱滾子軸承以適應(yīng)熱臌脹時(shí)轉(zhuǎn)子

7、的軸向位移。 同步齒輪：由齒圈和輪轂組成，便于調(diào)整葉輪間隙。 機(jī)體：由機(jī)殼和左、右墻板組成。左、右墻板及安裝在左右墻板內(nèi)的軸承座、密封部等均可互相通用。 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

8、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

9、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： 當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2時(shí)，如果采用節(jié)流調(diào)節(jié)法，工況點(diǎn)由A到B，風(fēng)壓增加到H2，軸功率P2下降，但減少的不太

10、多。如果采用變頻調(diào)節(jié)方式，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)由A到C，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2情況下，風(fēng)壓H3將大幅度下降，功率P3隨著顯著減少。節(jié)省的功率損耗PHQ2與面積BH2H3C成正比。由以上分析可知，變頻調(diào)節(jié)是一種高效的調(diào)節(jié)方式。鼓風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)，不會(huì)產(chǎn)生附加壓力損失，節(jié)能效果顯著，調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍0100，適合調(diào)節(jié)范圍寬，且經(jīng)常處于低負(fù)荷下運(yùn)行的場合。但是，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)量減小時(shí)，風(fēng)壓將發(fā)生很大變化，由風(fēng)機(jī)比例定律：Q1/Q2(n1/n2)，H1/H2(n1/n2)2，P1/P2(n1/n2)3 鼓風(fēng)機(jī) 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

11、/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，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

12、，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)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)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10°增大為2或3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P1減少至P2或P3。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

13、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50100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)

14、流量，顯然是最佳調(diào)節(jié)方式。 不同調(diào)控方式的比較盡管變頻調(diào)節(jié)的離心鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)范圍很廣，在節(jié)能上有顯著效果，但用工藝系統(tǒng)中將受到工藝條件限制，調(diào)節(jié)范圍僅為80100，在相對(duì)流量變化不大時(shí)，變頻與導(dǎo)葉兩種調(diào)節(jié)方式消耗功率差別并不大，因此采用變頻調(diào)節(jié)方式，其節(jié)能特長顯示不出來，這就失去了選擇它的意義。而選擇導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式的鼓風(fēng)機(jī)，在保持出口壓力恒定條件下可以較大范圍調(diào)節(jié)風(fēng)量（50100），以保證污水中溶解氧含量穩(wěn)定，相對(duì)地節(jié)省了能源。所以應(yīng)選擇導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式的高速離心風(fēng)機(jī)，作為本工程的設(shè)備選型。同時(shí)，為了更好地體現(xiàn)出節(jié)能效果，對(duì)于大功率的離心風(fēng)機(jī)，還應(yīng)注意配套電機(jī)的選擇，如采用10kV高壓電機(jī)，也歷史和發(fā)展在東漢初年, 南陽太守杜詩就設(shè)計(jì)并制造了一種水力鼓風(fēng)機(jī)用于冶金鑄造業(yè)。它是用水轉(zhuǎn)動(dòng)水輪,通過一系列的曲軸、連桿、往復(fù)桿裝置, 把圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為拉風(fēng)箱的直線運(yùn)動(dòng)。它包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和工作系統(tǒng), 具有真正機(jī)器的主要特征。不僅如此, 把這種操作程序反過來, 就是蒸汽機(jī)活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)向圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。我國冶金最初用的是冶