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風葉直徑:400mmmm
電機功率:150(w)kW
類型:采暖風機
電壓:220-380(V)V
電流:0.8(A)A
風機是依靠輸入的機械能,提高氣體壓力并排送氣體的機械,它是一種從動的流體機械。
風機
AIR BLOWER
風機是依靠輸入的機械能,提高氣體壓力并排送氣體的機械,它是一種從動的流體機械。
風機是我國對氣體壓縮和氣體輸送機械的習慣簡稱,通常所說的風機包括通風機,鼓風機,壓縮機以及羅茨鼓風機,離心式風機,回轉式風機,水環(huán)式風機,但是不包括活塞壓縮機等容積式鼓風機和壓縮機。氣體壓縮和氣體輸送機械是把旋轉的機械轉換為氣體壓力能和動能,并將氣體輸送出去的機械。
風機主要由風葉、百葉窗、開窗機構、電機、皮帶輪、進風罩、內(nèi)框架、機殼、安全網(wǎng)等部件組成。開機時由電機驅動風葉旋轉,并使開窗機構打開百葉窗排風。停機時百葉窗自動關閉。
風機應用范圍
風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻;鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風;空氣調(diào)節(jié)設備和家用電器設備中的冷卻和通風;谷物的烘干和選送;風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。
風機的工作原理與透平壓縮機基本相同,只是由于氣體流速較低,壓力變化不大,一般不需要考慮氣體比容的變化,即把氣體作為不可壓縮流體處理。
風機歷史
風機已有悠久的歷史。中國在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風車,它的作用原理與現(xiàn)代離心風機基本相同。1862年,英國的圭貝爾發(fā)明離心風機,其葉輪、機殼為同心圓型,機殼用磚制,木制葉輪采用后向直葉片,效率僅為40%左右,主要用于礦山通風。1880年,人們設計出用于礦井排送風的蝸形機殼,和后向彎曲葉片的離心風機,結構已比較完善了。
1892年法國研制成橫流風機;1898年,愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅柯式離心風機,并為各國所廣泛采用;19世紀,軸流風機已應用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風,但其壓力僅為100~300帕,效率僅為15~25%,直到二十世紀40年代以后才得到較快的發(fā)展。
1935年,德國首先采用軸流等壓風機為鍋爐通風和引風;1948年,丹麥制成運行中動葉可調(diào)的軸流風機;旋軸流風機、子午加速軸流風機、斜流風機和橫流風機也都獲得了發(fā)展。
風機分類
1.風機按使用材質(zhì)分類可以分好幾種,如鐵殼風機(普通風機)、玻璃鋼風機、塑料風機、鋁風機、不銹鋼風機等等
2.風機分類可以按氣體流動的方向,分為離心式、軸流式、斜流式(混流式)和橫流式等類型。
3.風機根據(jù)氣流進入葉輪后的流動方向分為:軸流式風機、離心式風機和斜流(混流)式風機。
4.風機按用途分為壓入式局部風機(以下簡稱壓入式風機)和隔爆電動機置于流道外或在流道內(nèi),隔爆電動機置于防爆密封腔的抽出式局部風機(以下簡稱抽出式風機)。
5.風機按照加壓的形式也可以分單級、雙級或者多級加壓風機。如4-72是單級加壓,羅茨風機則是多級加壓風機
6.風機按照用途劃分可以分為:軸流風機、混流風機、羅茨風機、屋頂風機、空調(diào)風機等。
7.風機按壓力可分為低壓風機,中壓風機,高壓風機. 風機性能參數(shù) 風機的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率,效率和轉速。另外,噪聲和振動的大小也是主要的風機設計指標。流量也稱風量,以單位時間內(nèi)流經(jīng)風機的氣體體積表示;壓力也稱風壓,是指氣體在風機內(nèi)壓力升高值,有靜壓、動壓和全壓之分;功率是指風機的輸入功率,即軸功率。風機有效功率與軸功率之比稱為效率。風機全壓效率可達90%。
風機節(jié)能改造
目前在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設備中與風機配套的電機約占全國電機裝機量的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)風機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;目前,許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風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。這實際上是通過人為增加阻力的方式,并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體流量調(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)及服務等方面的要求,負面效應十分嚴重。
三晶變頻器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào) 風機節(jié)能調(diào)速變頻器速性能日趨完美,已被廣泛應用于不同領域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益,推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。
三晶變頻器調(diào)速用于交流異步電機調(diào)速,其性能遠遠超過以往任何交、直流調(diào)速方式。而且結構簡單,調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護功能完善、運行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著,已經(jīng)成為交流電機調(diào)速的最新潮流。
二、變頻節(jié)能原理:
1. 風機運行曲線
風機運行曲線
采用三晶變頻器對風機進行控制,屬于減少空氣動力的節(jié)電方法,它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較, 具有明顯的節(jié)電效果。
由圖可以說明其節(jié)電原理:
圖中,曲線(1)為風機在恒定轉速n1下的風壓一風量(H-Q)特性,曲線(2) 為管網(wǎng)風阻特性(風門全開)。曲線(4) 為變頻運行特性(風門全開)
假設風機工作在A點效率最高,此時風壓為H2,風量為Q1,軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比,在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求,風量需要從Q1減至Q2,這時用調(diào)節(jié)風門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力,使管網(wǎng)阻力特性變到曲線(3),系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出,風壓反而增加,軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然,軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式,風機轉速由n1降到 n2,根據(jù)風機參數(shù)的比例定律,畫出在轉速n2風量(Q-H)特性,如曲線(4)所示。可見在滿足同樣風量Q2的情況下,風壓H3大幅度降低,功率N3隨著顯著減少,用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面積BH1H3C表示。顯然,節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。
2.風機在不同頻率下的節(jié)能率
從流體力學原理得知,風機風量與電機轉速功率相關:風機的風量與風機(電機)的轉速成正比,風機的風壓與風機(電機)的轉速的平方成正比,風機的軸功率等于風量與風壓的乘積,故風機的軸功率與風機(電機)的轉速的三次方成正比(即風機的軸功率與供電頻率的三次方成正比):請看風機定律[1] 頻率f(Hz) 轉速N% 流量O% 揚程H% 軸功率P% 節(jié)電率
50 100% 100% 100% 100% 0.00%
45 90% 90% 81% 72.9% 27.10%
40 80% 80% 64% 51.2% 48.80%
35 70% 70% 49% 34.3% 65.70%
30 60% 60% 36% 21.6% 78.40%
25 50% 50% 25% 12.5% 87.5%
根據(jù)上述原理可知改變風機的轉速就可改變風機的功率。
例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz,
則P45/P50=453/503=0.729,
即P45=0.729P50將供電頻率由50 Hz降為40Hz,
則P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50
三、鍋爐風機的變頻節(jié)能改造:
鍋爐的變頻節(jié)能改造通常是指對鍋爐風機的變頻節(jié)能改造。
鍋爐風機在設計時是按最大工況來考慮的,在實際使用中有很多時間風機都需要根據(jù)實際工況進行調(diào)節(jié),傳統(tǒng)的做法是用開關風門、閥門的方式進行調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)方式增大了供風系統(tǒng)的節(jié)流損失,在啟動時還會有啟動沖擊電流,且對系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的,調(diào)節(jié)速度緩慢,減少損失的能力很有限,也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài);而通過在鍋爐風機上加裝變頻調(diào)速器(裝置)則可一勞永逸的解決好這些問題,可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定,并可通過變頻節(jié)能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下: 目前鍋爐風機的裝機概況:2×75KW,1×55KW。
所有風機均采用一對一(即 一臺變頻器配一臺電機)的配置 方式,保留原工頻系統(tǒng)且與變頻系統(tǒng)互為備用,一般情況下的調(diào) 節(jié)方式均為開環(huán)調(diào)節(jié)。
四、投資與節(jié)能:
變頻節(jié)能系統(tǒng)(裝置)在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時其節(jié)能效果對于單臺設備可做到20-55%,在風機這類設備的一般應用的節(jié)能效果平均也可做到20-50%,在未受到其它因素的影響的情況下一般可取平均值,這些節(jié)能效果平均值是由實際應用中得到,權威性數(shù)據(jù)可由市場上公開出售的資料(書)查到;通過這些數(shù)據(jù)再進行一些簡單的投資回收率的計算可知:變頻節(jié)能系統(tǒng)(裝置)的投資回收期一般為
6-15個月(這是經(jīng)驗值也是權威數(shù)據(jù))。
風機安裝前準備
1.風機開箱前應檢包裝是否完整無損,風機的銘牌參數(shù)是否符合要求,各隨帶附件是否完整齊全。
2.仔細檢查風機在運輸過程中有無變形或損壞,堅固件是否松動或脫落,葉輪是否有擦碰現(xiàn)象,并對風機各部分零件進行檢查。如發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,應待修復后再使用。
3.用500V兆歐表測量風機外殼與電機繞組間的絕緣電阻,其值應大于0.5兆歐,否則應對電機繞駔進行烘干處理,烘干時溫度不許超過120℃。
4.準備好風機安裝所需的各種材料、工具及場地。
風機安裝
1仔細閱讀風機使用說明書及產(chǎn)品樣本,熟悉和了解風機的規(guī)格、形式、葉輪旋轉方向和氣流進出方向等;再次檢查風機各零部件是否完好,否則應待修復后方可安裝使用。
2風機安裝時必須有安全裝置以防止事故發(fā)生,并由熟悉相關安全要求的專業(yè)人士安裝和接線。
3聯(lián)接風機進出口的風管有單獨支撐,不允許將管道重疊重量加在風機的部件上;風機安裝時應注意風機的水平位置,對風機與地基的結合面與出風管道的聯(lián)接應調(diào)整,使之自然吻合,不得強行聯(lián)接。
4風機安裝后,用手或杠桿撥動葉輪,檢查是否有過緊或擦碰現(xiàn)象,有無妨礙轉動的物品,無異?,F(xiàn)象下,方可進行試運轉,風機傳動裝置的外露部份應有防護罩(用戶自備)如風機進風口不接管道時,也需添置防護網(wǎng)或其他安裝裝置(用戶自備)。
5風機所配電控箱必須與對應風機相匹配(指功率、電壓、氣動方式、控制形式等)。
6風機接線應由專業(yè)電工接線,接線必須正確可靠,尤其是電控箱處的接線編號與風機接線柱上的編號一致對應,風機外殼應可靠接地,接地必須可靠,不能用接零代替接地。
7風機全部安裝后應檢查風機內(nèi)部是否有遺留的工具盒雜物
風機的調(diào)試
1. 風機允許全壓起動或降壓起動,但應注意,全壓起動時的電流約為5~7倍的額定電流,降壓起動轉距與電流平方成正比,當電網(wǎng)容量不足時,應采用降壓起動。(當功率大于11KW時,宜采用降壓起動。)
2. 風機在試車時,應認真閱讀產(chǎn)品說明書,檢查接線方法是否同接線圖相符;應認真檢查供給風機電源的工作電壓是否符合要求,電源是否缺相或同相位,所配電器元件的容量是否符合要求。
3. 試車時人數(shù)不少于兩人,一人控制電源,一人觀察風機運轉情況,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象立即停機檢查;首先檢查旋轉方向是否正確;風機開始運轉后,應立即檢查運轉電流是否平衡、電流是否超過額定電流;若不有正?,F(xiàn)象,應停機檢查。運轉五分鐘后,停機檢查風機是否有異?,F(xiàn)象,確認無異?,F(xiàn)象再開機運轉。
4.雙速風機試車時,應先起動低速,并檢查旋轉方向是否正確;起動高速成時必須待風機靜止后再起動,以防高速反向旋轉,引起開關跳閘及電機受損。
5.風機達到正常轉速時,應檢測風機輸入電流是否正常,風機的運行電流不能超過其額定電流。若運行電流超過其額定電流,應檢查供給風機的電壓是否正常。
6.風機所需電機功率是指在一定工況下,對離心風機和風機箱,進風口全開時所需功率較大。若進風口全開進行運轉,則電機有損壞的可能。風機試車時最好將風機進口或出口管路上的閥門關閉,運轉后將閥門漸漸開啟,達到所需工況為止,并注意風機的運轉電流是否超過額定電流。
軸流風機和離心風機在機械通風中的作用
1 由于氣溫和糧溫相差較大,第一次通風時間要選在白天,以減小糧溫和氣溫的差距,減輕結露的發(fā)生。以后的通風盡量選在晚上進行,因為本次通風是以降溫為主,晚上大氣濕度相對偏高、溫度較低,這樣即減少了水份損耗,又充分利用了晚上的低溫,提高了降溫效果。
2 用離心風機通風初期有可能會出現(xiàn)門窗、墻壁結露,甚至表層糧面輕微結露,只要停止風機,打開窗戶,開啟軸流風機,必要時翻動糧面,將倉內(nèi)的濕熱空氣排除倉外就可以。而用軸流風機進行緩速通風就不會出現(xiàn)結露現(xiàn)象,只會出現(xiàn)中上層糧溫緩慢上升,隨著通風的繼續(xù)進行糧溫會平穩(wěn)下降。
3 用軸流風機進行緩速通風時,由于軸流風機的風量小,另外糧食是熱的不良導體,通風初期容易出現(xiàn)個別部位通風緩慢,隨著通風的繼續(xù)進行全倉糧溫會逐漸平衡。
4 進行緩速通風的糧食必須經(jīng)過震動篩的清理,并且入到倉內(nèi)的糧食必須及時清掃自動分級造成的雜質(zhì)區(qū),否則易造成局部通風不均。
5 能耗計算:14號倉用軸流風機累計通風50天,平均每天15小時,共用750小時,水份平均降了0.4%,糧溫平均降了23.1度,單位能耗為:0.027kw.h/t.℃。28號倉累計通風6天,共用126小時,水份平均降了1.0%,溫度平均降了20.3度,單位能耗為:0.038kw.h/t.℃。
6 以軸流風機進行緩速通風的優(yōu)點:降溫效果良好;單位能耗低,在倡導節(jié)能的今天尤為重要;通風時機易掌握,不易出現(xiàn)結露;不用單獨配備風機,方便靈活。缺點:由于風量小,通風時間長;降水效果不明顯,高水份糧不宜用軸流風機進行通風。
7 離心風機的優(yōu)點:降溫、降水效果明顯,通風時間短;缺點:單位能耗高;通風時機掌握不好易出現(xiàn)結露。
8 結論:在以降溫為目的的通風中,應用軸流風機進行安全、高效、節(jié)能的緩速通風;在以降水為目的的通風中應用離心風機。
風機維護和貯存
1.使用環(huán)境應經(jīng)常保持整潔,風機表面保持清潔,進、出風口不應有雜物。定期消除風機及管內(nèi)的灰塵等雜物。
2.只能在風機完全政黨情況下方可運轉,同進要保持供電設施容量充足,電壓穩(wěn)定,嚴禁缺相運行,供電線路必須為專用線路,不應長期用臨時線路供電。
3.風機在運行過程中發(fā)現(xiàn)風機有異常聲、電機嚴重發(fā)熱、外殼帶電、開關跳閘、不能起動等現(xiàn)象,應立即停機檢查。為了保證安全,不允許在風機運行中進行維修。檢修后應進行試運轉五分鐘左右,確認無異?,F(xiàn)象再開機運轉。
4.根據(jù)使用環(huán)境條件不定期對軸承補充或更換潤滑油脂(電機封閉軸承在使用壽命期內(nèi)不必更換潤滑油脂),為保證風機在運行過程中的良好的潤滑,加油次數(shù)不少于1000小時/次,封閉軸承和電機軸承,加油用ZL–3鋰基潤滑油脂填充軸承內(nèi)外圈的2/3。嚴禁缺油運轉。
5.風機應貯存在干燥的環(huán)境中,避免電機受潮。風機在露天存放時,應有防雨措施。在貯存與搬運過程中應防止風機磕碰,以免風機受到損傷。
擇風機殼主要看冷鍍鋅板的鍍層厚薄。薄的易銹,不宜選用;風機進風罩有鍍鋅鋼板和玻璃2種材質(zhì),選用鍍鋅鋼板為好;與之匹配的電機功率有750瓦和1100瓦2種,選擇1100瓦的電機為好;風機類型較多,材質(zhì)有不銹鋼、鍍鋅鋼板、鋁合金、彩鋼板,從性能而言,宜選用不銹鋼風葉。風葉造型多種多樣,性能好的造型和加工工藝均復雜;轉動總成有壓鑄鋁、鑄鐵2種,相比之下,壓鑄鋁性能較好;百葉窗自動開啟裝置有離心錘式、重力錘式和風吹式。從經(jīng)驗看,離心錘式較穩(wěn)定,重力錘式易受積塵影響,啟閉易失靈。風吹式主要用于36寸風機。百葉窗主要看其密合性是否優(yōu)良。
在電力、鋼鐵、水泥、造紙等行業(yè)中大量使用的風機設備,因輸送的氣體介質(zhì)中含有大量的硬質(zhì)粉塵顆粒和酸性氣體,這些設備的過流部件,受到強烈的沖刷腐蝕,尤其是其心臟部件葉輪,在其葉片的末端運行線速度達到160米每秒,磨損速度比其它部位更為嚴重。據(jù)統(tǒng)計,使用普通的碳鋼或一般耐磨鋼16Mn制造的葉輪,一般使用壽命只有半年,最短的只有幾十天,雖然使用過各種表面防磨措施如堆焊,噴涂,噴焊、涂覆高分子耐磨材料等,使用壽命也難以得到顯著提高。比較常用的方法中,以堆焊使用比較多,效果尚可,一般能使用一年以上而不需要大面積修理。其缺點是由于堆焊輸入大量熱量,如果控制不好,會導致葉輪變形,而且不能反復修理使用。熱噴涂噴焊也有同樣的問題,而大大限制了它們的應用。
目前一種較好的方法是在葉輪活蝸殼便面粘貼或者鑲嵌耐磨陶瓷,由于耐磨陶瓷有良好的耐磨性能,可以大大提高分機的耐磨性能。
注意事項
1. 風機外殼或電機外殼的接地必須可靠;
2. 禁止反方向旋轉,禁止超額定電流運行,禁止缺相運行;
3. 禁止在運轉中維護風機。