离心风机工作原理及常见故障概论

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柱塞式压缩机,回转式,罗茨风机,螺杆风机,1.,按工作原理分类,数据引用：,泵与风机,西安交通大学出版社,一、风机定义及分类,按出风口全压,压缩机：高于,290340kpa,（高压）,通风机：小于,1015kpa,（低压）,鼓风机：,1015kpa,至,290340kpa,（中压）,2.,按压力分类,数据引用：,泵与风机,西安交通大学出版社,一、风机定义及分类,1,2,3,4,5,1,、离心式风机；,2,、轴流式风机；,3,、罗茨风机；,4,、柱塞式风机；,5,、螺杆式风机。,3.,常见风机类型,一、风机定义及分类,4.,第三工业园常见风机类型,离心式风机,一、风机定义及分类,轴流式风机,4.,第三工业园常见风机类型,罗茨风机,一、风机定义及分类,柱塞式风机,4.,第三工业园常见风机类型,螺杆风机,一、风机定义及分类,离心风机一般采用单级单吸或单级双吸叶轮，且机组呈卧式布置。,单吸式,：,由前盘、后盘、轮毂、叶片焊接而成。,风机进风口只有一个。只有一个进风口，一个出风口。,双吸式,：,包括两个前盘和一个中盘，在前盘与中盘间焊有叶轮叶片。,风机进风口有两个。有两个进风口，双叶轮结构，一个出风口。,5.,离心风机结构型式,一、风机定义及分类,双吸式离心风机,二期捕金环保风机,一、风机定义及分类,1.,离心风机的基本结构,主要部件：,进口导叶、集流器、叶轮、机壳、轴、轴承座等部件。,二、离心风机基本结构及工作原理,在离心式风机叶轮前的进口附近，,有,可调节转角的导叶（静导叶），,通过导叶的开度对,风机流量,进行,调节。,通过调节开启度，可以改变风机的运行工况点，以满足用户不同的运行要求。与简单的阀门节流调节方式相比，该方式能使气流正预旋进入叶轮，改善了叶轮的内部流动情况，从而较大地提高了风机的整机效率。,1.1,进口导叶,二、离心风机基本结构及工作原理,叶轮：,通过离心力提高气体压力，由叶片，前盘，后盘，轮毂。,1.2,叶轮,离心风机的叶片型式根据其出口方向和叶轮旋转方向之间的关系可分为后向式、前向式、径向式三种。,后向式叶片：,叶片的弯曲方向与气体的自然运动轨迹一致，能量损失和噪音小，效率高即高效低噪。,后向式叶片：直板，弯板，翼型（中空）,前向式叶片,：,叶片的弯曲方向与气体的运动轨迹相反，气体被强行改变方向，噪音和能量损失都较大，效率较低。总风压高。,径向式叶片：,要求不易积灰，如排粉机。,二、离心风机基本结构及工作原理,1.2.1,叶轮图例,二、离心风机基本结构及工作原理,集风器的组成,:,集流器装置在叶轮前，使气流能均匀地充满叶轮的入口截面。,圆筒形：叶轮进口处会形成涡流区，直接从大气进气时效果更差。,圆锥形：好于圆筒形，但它太短，效果不佳。,弧 形：好于前两种。,锥弧形：,最佳，高效风机基本上都采用此种集流器。,1.3,集风器,二、离心风机基本结构及工作原理,风机性能的好坏，效率的高低主要取决于叶轮，但蜗壳的形状和大小，吸气口的形状等，也会对其有影响。,蜗壳的作用：收集从叶轮中甩出的气体，使他流向排气口，并在这个流动的过程中使气体从叶轮处获得的动压能一部分转化为静压能，形成一定的风压。,1.4,机壳,二、离心风机基本结构及工作原理,轴承箱体是由传动轴、轴承、轴承座组成,1.6,轴承箱体,二、离心风机基本结构及工作原理,风机常用轴承类型：,深沟球轴承,圆柱滚子轴承,调心滚子轴承,1.7,离心风机轴承的保养,第二、及时补充和更换轴承润滑油：,定期检查轴承润滑油的状况，缺少润滑油要及时补充至标准量。严格执行润滑油的更换周期和规定牌号的润滑油，并将油箱内的旧油彻底放干净且清洗干净后才能灌入新油。,二、离心风机基本结构及工作原理,第一、机械运转状态的定期检查：,对轴承的温度、声音、振动的定期检查。,2.,离心风机工作原理,电机带动叶轮旋转 叶片对流体做功,流体能量增加,离心力作用下流体流出叶轮,叶轮中心形成真空,外部流体流入叶轮,叶轮连续旋转,流体连续吸入排出。,二、离心风机基本结构及工作原理,2.1,轴流式风机工作原理,二、离心风机基本结构及工作原理,2.2,罗茨风机工作原理,二、离心风机基本结构及工作原理,3.,常见传动方式,二、离心风机基本结构及工作原理,1.,主要技术参数,1,、压力,:,离心通风机的压力指升压（相对于大气的压力）,即气体在风机内压力的升高值或者该风机进出口处气体压力之差。它有全压、动压、静压之分。性能参数指全压（等于风机出口与进口总压之差）,其单位常用,Pa,、,kPa,、,mH,2,O,、,mmH,2,O,等。,2,、流量,:,单位时间内流过风机的气体容积的量,又称风量。常用,Q,来表示，常用单位是,;m,3,/s,、,m,3,/min,、,m,3,/h,。,3,、转速：,风机转子旋转速度。常以,n,来表示，其单位用,r/min,。,4,、功率：,驱动风机所需要的功率。常以,N,来表示，其单位用,kw,。,三、风机技术参数,1.1,全压、动压、静压：,1,、气流在某一点或某一截面上的总压等于该点截面上的静压与动压之和。而风机的全压，则定义为风机出口截面上的全压与进口截面上的全压之差，即,Pt =,（,Pst2 +2 V2 / 2,）,-( Pst1 +1 V1/2) Pst2,为风机出口静压，,2,为风机出口密度，,V2,为风机出口速度,Pst1,为风机进口静压，,1,为风机进口密度，,V1,为风机进口速度,2,、气体的动能所表征的压力称为动压，即,Pd=V/2,3,、气体的压力能所表征的压力称为静压，静压定义为全压与动压之差,即,Pst = PtPd,注：我们常说的机外余压指的是机组出风口处的静压和动压之和。,三、风机技术参数,如图所表示管道内全压、静压和动压,1.2,全压、动压、静压：,三、风机技术参数,标况风量：,压力,101.3KPa,，温度,20,度，相对湿度,50%,，空气密度,1.2kg/m3,状态下的风量。风机铭牌标注的风量均为标准状况下的风量，,1.3,风机标况风量、工况风量,工况风量：,标况相对应的是工况，“工况”是实际工作环境状态情况下的风量。,流量关系：,Qs=QwRc,Qs,：气体标况流量,Qw,：气体工况流量,Rc,：气体压缩系数,三、风机技术参数,1.4,风机功率、风机效率：,1,、风机所输送的气体，在单位时间内从风机中获得的有效能量称为风机有效功率；,N = P,t,x Q / 1000 (,单位：,kW),上式中,Q,表示风机流量，单位：,m,3,/s,。,2,、风机轴功率：,N,轴,N,轴,= N/ (,单位：,kW),上式中,表示风机效率，,N,轴,又称风机的输入功率。,3,、风机的静压内效率为,静内,=N,st,/ N,轴,= P,st,x Q /1000/ N,轴,4,、风机的全压内效率为,全内,=N,t,/ N,轴,= P,t,x Q /1000/ N,轴,注：风机的全压内效率和风机的静压内效率均表征风机内部流动过程的好坏，是风机空气动力设计的主要指标。,上述公式还可以写成,:N,轴,= P,t,x Q /1000/,全内,(,单位：,kW),三、风机技术参数,1,、风量和风压的关系,同一台风机在固定的转速下可以输出无数个风量和风压参数（参数有最大值，视风机而定），而这些参数以风压为纵坐标，以风量为横坐标的话，他们的延伸交汇点是一条曲线，多数情况下曲线表现出来的情况是风量越大，风压越小。,2,、风机型号,风机型号由每个厂家按照风机种类及大小自己编制，不是每个厂家的都一样。,3,、转速,转速是指风机或电机转速，选型过程里这是非重点参考指标。,4,、,4,级和,6,级的问题,是电机的转速，对应如：,2,级,-2900RPM,，,4,级,-1450RPM,，,6,级,-960RPM,，,8,级,-720RPM,，接近的也可以归为对应级数。,1.4,风机参数的问题 ：,三、风机技术参数,综上所述：,风机选型应从下面这些因素综合考虑，以求找到一个最佳的平衡点。,效率,稳定性,风机及选配电机大小,噪声,困惑,OK,合理选型,成本,2.,风机选型原则,三、风机技术参数,3.,离心风机选择注意事项,首先根据被输送气体的,性质,，如清洁空气，易燃易爆气体，具有腐蚀性的气体以及含尘空气等选取不同用途的风机。,根据所需的,风量，风压,及已确定风机类型，由通风机产品样本的性能表或性能曲线中选取所需要的风机。选择时应考虑到可能由于管道系统连接不够严密，造成漏气现象，因此对系统的计算风量和风压可适当增加,10-20%,。,通风机产品样本中列出的风机性能参数，除个别特殊注明者外，一般是指在标准状态（大气压力,760,毫米汞柱，温度,20,，相对温度,50%,）下的性能参数，如实际使用情况离标准状态较远，则选择时应按相应公式对所列参数进行换算。,三、风机技术参数,1,、振动按频率范围分，可以分,低频振动：,f10Hz,（,n1000Hz,（,n60000,转,/,分）,以振幅（,mm,）作为振动标准。振幅反映振动幅度的大小。,以振动速度（,mm/s,）作为振动标准。振动速度反映能量的大小。,以加速度,mm/(s,2,),作为振动标准。振动加速度反映了冲击力的大小。,在低频范围内，振动强度与位移成正比；在中频范围内，振动强度与速度成正比；在高频范围内，振动强度与加速度成正比。对大多数机器来说，最佳诊断参数是速度，因为它是反映振动强度的理想参数，所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值作为判别参数。,风机振幅、振动速度、振动加速度,4.,离心风机使用注意事项,三、风机技术参数,5.,离心风机转子平衡问题,动平衡与静平衡,静平衡：,在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。,动平衡：,在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。,目的：,保证转动平稳，性能良好。保持离心风机的平衡，防止不平衡带来的喘振等故障；尽可能减少误差，降低离心风机运行时的其他故障；,原因：,理想的转子，其轴延长度每一段的重心均与轴的几何中心重合。但实际上，加工制造不可能完全精确。材料的质量分布也不是绝对均匀，在装配过程中也有一定程度的误差，再如检修过的转子，对磨损过的叶轮可能进行过焊补等。均会造成转子的不平衡。转子不平衡是引起风机机振动的原因之一。不平衡的转子在转动时会产生离心力，离心力周期性冲击轴承，迫使轴承振动。,三、风机技术参数,转子不平衡的危害,运转噪音及振动大；,轴承易高温、损坏；,机械轴封寿命减短；,联轴器寿命减短；,基础易松动变形；,设备结构强制损坏；,润滑油泄漏；,1.,2.,3.,4.,5.,6.,7.,6.,离心风机转子不平衡的危害,不平衡,:,转子质量分布不均匀。转子质量中心与其旋转中心线不重合 出现偏心距 周期性离心力干扰,轴承动载荷 设备振动。,三、风机技术参数,四、风机性能曲线,1.,风机性能曲线的定义,四、风机性能曲线,2.,风机性能曲线的理解,四、风机性能曲线,3.,风机性能曲线的应用,五、离心风机的安装及验收,1.,安装前的准备工作,(1),风机到货后应由有关人员共同进行开箱的验收工作。离心式风机应检查下列内容：,核对进风口、出风口的位置和方向。,核对叶轮、机壳、轴、联轴器等部位的主要尺寸。,叶轮旋转方向、风量和风压等必须符合设备技术文件规定。,出风口、进风口应有盖板严密遮盖。,做好施工技术准备工作，施工图发下后，要认真熟悉图纸和施工现场，根据设计图纸要求和现场具体情况编制施工方案。对于较复杂的安装工程应做好施工作业设计并按审批后的施工方案和施工作业设计，做好技术交底工作和技术培训。,(2),做好施工用具、工具、机械、设备、材料、油料以及工棚、仓库等施工现场的准备。,(3),做好施工前的测量、放线工作，按照设计图纸和规范的要求做好风机基础和风管支架的施工。,五、离心风机的安装及验收,2.,风机安装,1),解体检查,(1),风机安装时，应先按照操作规程要求细心将机壳和轴承箱拆开并将叶轮卸下清洗、检查（对直联传动的风机可不拆卸清洗）。,(2),清洗检查轴承、传动装置和润滑、冷却、密封系统。对于润滑系统、冷却系统和密封系统的管线除应清洗干净，保证畅通外，其受压部分应按规定做强度试验和严密性试验。,(3),清洗和检查调节机构。,(4),检查电动机及起动装置。,(5),风机各零部件的材质、加工精度均应符合产品技术文件要求。,2),风机组装,风机组装时，以拆机的相反顺序逐级进行。风机各零部件的组装间隙和装配精度应符合产品技术文件要求。风机组装完，转动叶轮，要求每次转动完后叶轮都不应停在原来的位置上，并且叶轮没有碰磨机壳现象。,3),整体机组的安装,风机在进行整体机组安装时，应先在基础上按规定垫好垫铁并初步找平，直接将机组放置在基础垫铁上，穿好底脚螺栓带上螺帽，经过找正后拧紧。,风机进出风管线、阀什、调整装置等均应有独立的支撑，并与基础或其他建筑物牢固连接。管路与风机连接处连接不得憋劲，机壳不得承受其他机件的重量，防止机壳变形。风机管线及辅助系统安装完后，应复查一下各部间隙和同心度。,五、离心风机的安装及验收,2.,风机安装,1),试运行前的检查,风机在试运行前应进行联合检查，要求达到以下条件方可试运行。,(1),复查风机以及辅助系统的安装质量必须达到设计图纸和产品技术文件各项要求。,(2),风机润滑油的名称、型号，主要性能和数量应符合设备技术文件规定。,(3),润滑、冷却、密封、安全、调节系统的装置及管线、阀门和仪表应灵活、好用、可靠。,(4),盘动风机转子时，转动应灵活，无摩擦及碰撞现象。,(5),电动机的转动方向应与风机运动方向相一致。,2),风机的试运行要求及注意事项,风机第一次启动时应试起动，即风机一开始起动立即停止运转，检查风机各处有尤异常现象和异常声音。若一切正常则可启动连续运转。,对于离心式通风机，风机连续试运时间一般不少于,2h,，对于离心鼓风机运转达到额定转数后，应先将风机调到最小负荷，进行连续运转,8h,以上，若无异常现象，然后逐步调整到设计负荷下连续运转,24h,以上，若无异常现象试运即可停止。,在试运过程中，要经常检查风机和电动机各部分的运转情况，每半小时检查一次电流、电压、振动、电动机温度和轴承温度等并作好记录。电流、电压、振动、噪音变化不得超过设计规定数值。油、水、气系统不得有泄漏现象。,五、离心风机的安装及验收,3.,风机的试运行,五、离心风机的安装及验收,3.,风机验收标准,项目,标准,检验方式,联轴器,1.,联轴器应完整、无裂纹、无变形,观察,2.,联轴器与轴配合牢固无松动,手摸,3.,连接螺栓橡胶垫、垫圈、螺母应齐全、完好,观察、手摸,4.,联轴器间隙,卡尺测量,集流器,1.,叶轮与集流器间隙,卡尺测量,2.,集流器磨损不得超过原厚度,2/3,，否则予以更换,叶轮,1.,叶片及叶轮盘无裂纹及变形,观察,2.,叶片磨损,卡尺测量,3.,由于不均匀磨损，部分磨损超过原厚度的,1/3,时，需采取焊补或挖补,试运转,1.,风机试运时间为,4h-8h,观察,2.,运转正常无异音,观察,3.,不漏油、漏水、漏风,观察,4.,润滑油油位清晰,观察,5.,轴承温度低于指标值,测温,6.,轴承振动符合设备要求指标值,测量,现象,原因,处理方法,振动异常,1.,转子不平衡,1.,重做动平衡,2.,转子叶轮内积垢、积灰,2.,清除积垢或积灰,3.,叶轮变形或腐蚀,3.,修理或更换叶轮,4.,轴承磨损或轴承箱体压盖松动,4.,检查、修理或更换,5.,联轴器对中不良,5.,重新找正,6.,轴承箱体或电动机地角螺栓松动,6.,紧固螺栓,轴承发热,1.,滚动轴承安装不正确，外圈与轴承座孔装配过紧,1.,拆检轴承箱体并重新装配,2.,滚动轴承磨损、游隙增大失效,2.,更换新轴承,3.,轴承箱体油位不足，低于标准油位,3,、补加润换油至标准油位,六、离心风机常见故障及排除,1.,风机主要故障及其产生原因,现象,原因,处理方法,风压降低,流量减小,1.,叶轮严重磨损,1.,拆检修理叶轮，重做动平衡或更换新叶轮,2.,传动带松弛，达不到额定转数,2.,调整或更换传动带,3.,进口管线异物堵塞,3.,检查清理进口管线。,4.,阀门调控失灵,4.,检查阀门,噪音突然增大,1.,轴承磨损或突然失效,1.,拆检并更换新轴承,2.,叶轮与口环发生相擦,2.,停机检查并修理,六、离心风机常见故障及排除,1.,风机主要故障及其产生原因,常见故障现象,:,叶轮积灰,原因：,风机后倾式叶片，叶片容易粘灰。造成叶轮失去动平衡引起风机振动。,处理：,人工定期清理；利用计划检修或故障停机定期清理叶片上的积灰，保证风机的运行精度；将风机进风口由水平进风改为下进风，虽进风阻力稍增加，但风机进风质量大为改观。,常见故障现象,:,润滑系统故障,原因,:,油泵轴承孔与齿轮轴间的间隙过小，外壳内孔与齿轮间的径向间隙过小,;,齿轮端面与轴承端面和侧盖端面的间隙过小,;,润滑油质量不良，黏度大小不合适或水分过多,;,处理,:,检修，使之间隙达到要求的范围,;,调整间隙,;,更换离心式通风机润滑油,六、离心风机常见故障及排除,2.,风机常见故障,六、离心风机常见故障及排除,2.,风机常见故障,常见故障现象,:,振动,原因,:,基础不牢、下沉或变形,;,主轴弯曲变形,;,出口阀开度太小,;,处理,:,修复并加固基础,;,更换主轴,;,对阀门进行适当调整,;,常见,故障现象,:,轴承温度高,原因,:,轴承损坏,;,润滑油或润滑油脂选型不对,;,润滑油位过高或缺油,;,冷却水量不够,;,处理,:,更换轴承,;,重新选型并更换合适的油品,;,调整油位,;,Thank you!,