风机.docx

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风机

第一节离心式风机

一、离心式风机的构造

离心式风机的构造可以分为动静两部分。

转动的部分由叶轮和转轴所组成。

静止部分由风壳、轴承、支架、导流器、集流器、扩散器等组成。

1．叶轮

离心式风机的叶轮有封闭式和开式两种。

开式叶轮在电厂风机中很少见，电厂锅炉风机中常用的是封闭式叶轮。

封闭式叶轮又分为单吸式和双吸式两种。

封闭式的叶轮由叶片，前盘、后盘及轮毂组成（图3—1）。

叶片的形状基本上有后弯叶片、径向叶片和前弯叫‘片三种。

叶轮是用来对气体做功并提高其能量的主要部件，除了其尺寸应符合容量的要求外，叶片的角度和线型对风机工作的效率影响很大。

由于机翼理论的发展，把风机叶片做成空心机翼型后，可使叶片的线型更适应气体流动的要求，从而提高了风机的效率。

叶轮的作用在于使吸入叶片间的气体强迫转动，产生离心力而从叶轮中排出去，使其具有一定的压力和流速。

2．主轴

离心式风机的主轴是传递机械能的主要零件。

它的尺寸是根据传递最大扭矩时产生的剪应力来进行计算的。

3．外壳

风机的性能不仅取决于气流在叶轮中的运动情况，而且还受离开叶轮后所经过的部件对气流的影响，其中主要是风机外壳的结构影响，即受螺旋室、风舌及扩散器的影响。

离心式风机外壳的形状见图3—2。

风壳的作用是收集自叶轮排出通向风机出口断面的气流，并将气流中部分动能转变成压力能。

螺旋室的断面形状通常采用阿基米德螺旋线。

风舌的几何形状以及风舌离叶轮的圆周的距离，对风机的效率和噪声都有一定的影响。

在一般情况下，风壳出口断面上气流速度分布是不均匀的，通常朝叶轮一边偏斜。

因此，扩散器最好是向叶轮一侧偏斜，并采用扩大的单面扩散管。

一般扩散器的扩散角在6°～8°的范围内。

4.集流器

风机叶轮进口处装有集流器，其作用在于保证气流能均匀地充满叶轮的进口断面，并且使风机进口．处的阻力尽量减小。

图3—3表示风机采用的几种集流器的型式．

5．导流器

在离心式风机集流器之前，一般安装有导流器。

导流器常称为入口挡板。

导流器的作用是调节风机的负荷。

图3—4表示常用的轴向导流器

的结构，它适用于圆形风道。

在圆周上安装有12片径向布置的导叶，在每一片导叶上安装有转轴，转轴外缘端头上装有转动臂。

执行器通过转盘带动转动臂转动。

改变叶片的旋转角度可以调节风机负荷的大小。

通过导流器的空气是旋转的（由于导流器叶片角度的作用），并且旋转方向与风机叶轮旋转方向一致。

矩形风道通常采用图3—5所示的简易导流器。

二、离心式风机的工作原理

离心式风机是利用离心力来工作的。

当叶轮转动时，充满在叶片间的气体随同叶轮一起旋转，旋转的气体因其自身的质量产生了离心力，而从叶轮中甩出去，并使叶轮外缘处的空气压力升高，利用此压力将气体压向风机出口。

与此同时，在叶轮中心位置，气体压力下降，形成一定的真空或者负压，使入口风道的气体自动补充到叶轮中心。

离心式风机能够产生压头的高低主要与叶轮直径有关，叶轮直径越大，转速越快，气体在风机中获得的离心力就越大，因而产生的压头就越高。

除此之外还与流体的密度（或相对密度）有关，流体的密度越大，能够产生的压头也就越高。

三、离心式风机的负荷调节装置

1．变角调节

这种调节方法是用改变性能曲线的方法来改变工作点的位置，在离心式风机中应用较普遍，通常称为导流器调节。

在离心式风机进口装有导流器，利用导流器叶片角度的变化进行流量的调节。

2．变速调节

由于大功串三相交流电动机难于达到变速调节，现多采用液力联袖器对风机实现变速调节。

这种调节没有附加阻力，是比较理想的一种调节方法。

液力联轴器是用液体宋传递功率（转矩）的一种传动部件。

图3—6是液力联轴器的结构示意图。

它主要由泵轮、涡轮和旋转内套（也称勺管室）组成。

泵轮和旋转内套与主动轴相连接，主动轴是连接在由电动机带动的增速齿轮后的。

涡轮通过从动轴与风机轴连接。

在泵轮和涡轮中分别形成了两个腔室，并在腔室里有径向叶片，叶片一般为20～40片。

在泵轮与涡轮间的腔室中有工作油形成了一个环形流道。

泵轮直接由主动轴带动，它的作用是将主动轮输入的机械能转变成工作液体的动能。

它起着提高液体能量的作用，即相当于离心泵的工作叶轮，故称为泵轮。

液体在泵轮中提高了能量之后，沿循环流道并在离心力的作用下冲动涡轮旋转，即将液体中的动能转变成机械能（转矩），并以此来驱动从动轴。

它就像汽轮机受到高能量汽流冲动而获得机械功一样，因此叫做涡轮。

所以液力联轴器是以液体为介质来传递能量（转矩）的。

液力联轴器是靠泵轮与涡轮的叶轮腔室内工作油量的多少来调节转速的。

因泵轮以固定转速旋转，工作油量愈多，传递的转矩愈大。

反过来，如果主动轮的转矩不变，那么工作油量愈多，涡轮的转速也愈大。

因此可以用改变腔室内工作油量的多少来调节涡轮的转速，以适应负载的需要。

油量的多少可由勺管来控制。

勺管升高，回油量增多，腔室内油量减少，涡轮转速下降；反之涡轮转速升高。

所以液力联轴器是在电动机转速不变的情况下改变其输出轴转速的。

液力联轴器具有很高的传动效率（o．95～o．98），运转平稳i能有效地控制原动机的过载；能吸收振动，消除冲击性载荷的影响，易于调节和实现自动化，能实现无级调速。

它可以使电动机的启动转矩大大减小，这样就可以大大降低电动机的富裕容量。

第二节轴流式风机

随着锅炉机组容量的增大，风机需要的流量增大，而需要的风压变化不大，离心式风机无法适应，因此大容量锅炉的送、引风机普遍采用轴流式风机。

一、轴流式风机的构造和原理

图3—7为轴流式风机的结构示意图。

它由叶轮、转轴、风壳及导流叶片（也称导叶）等所组成。

在轴流式风机中，气体受叶片的推挤作用而获得能量，提高压力，然后经导流叶片由轴向压出，轴流式风机是按叶栅理论中升力原理工作的。

1，叶轮

叶轮是轴流式风机的主要部件之一。

气体通过叶轮的旋转获得能量，沿着轴线作螺旋线的轴向运动。

轴流式风机叶片有固定式和动叶调节两种型式．动叶叶轮主要由动叶片、轮毂、叶柄、轴承、曲柄、平衡块等组成。

动叶调节式叶片沿径向宽度逐渐缩小并扭曲，这样既可以减小叶片旋转时产生的离心力，不使叶柄及推力轴承受力过大，又不影响叶片的强度。

扭曲叶片能减少气流的分离损失，提高风机的效率。

在运行中，改变叶片角度可调节风机的出力。

2．导叶

导叶是静止的叶片，装在动叶轮的后面，因为从动叶中流出的气流是沿轴向运动的旋转气流，旋转气流的圆周分速度必然会引起能量损失。

为了提高风机效率，因而在动叶后面装置了扭曲型的导叶。

导叶的进口角正对准气流从叶片中流出的方向，导叶的出口角与轴向一致，所以气体从导叶中流出后又变为轴向的。

3．进气室

进气室的作用主要是保证气流在损失最小的情况下平顺地、充满整个流道地进入叶轮。

4．扩压器

经导叶流出的气体具有一定的压力及较大的动能，为了使动能部分地转变为压力能，以提高流动效率及适应锅炉工作需要，在导叶后设有渐扩形的风道，叫做扩压室，或称扩压器。

在扩压器中，气流速度逐渐下降，压力逐渐上升，达到动能部分转变成压力能的目的。

但扩压器的扩散角度不能太大，否则局部损失太大，噪声也大。

扩散角一般在5°～6°为宜。

二、轴流式风机的负荷调节机构

轴流式风机常采用改变动叶片角度和改变导流器叶片角度的方法进行负荷调节。

轴流式风机采用的导流器其结构与离心式风机采用的导流器结构相同。

图3-8所示为一种机械式的动叶调节机构。

当电动机执行器动作后，带动杠杆6上、下移动，从而使传动轴5转动。

传动轴的转动带动连杆4与联轴器2左、右移动。

联轴器2的左右移动推动了转换器1左、右移动。

转换器的移动又驱使连杆?

左、右移动，由此带动曲柄转动，改变动叶角度来调节风机的负荷。

第三节风机的运行

一、启动前的检查

（1）对于检修后的风机在启动前检查时，应将检修用的

脚手架全部拆除，通道和平台保持畅通、干整，检修现场已全部清理，保温已恢复，各人孔门、检查孔门已关闭。

（2）主电动机，各轴承及风机本体的地脚螺栓、风机的风壳法兰结合面螺栓全部拧紧。

（3）联轴器的固定螺栓齐全牢固，防护罩完好牢固。

（4）风机的入口挡板、动叶可调风机的动叶角度以及带有液力联轴器风机的勺管开度应关小到零。

检查执行器及传动部分的连接良好，执行器置于远动位置。

（5）对于强制油循环润滑的风机，应检查油箱的油质、油位、油温达到启动要求。

检查就地油压表应投入运行，开启油泵的出口门。

带有油冷却器的应根据环境温度情况投入冷却器井调好冷却水的流量。

冬季启动时，有油箱电加热器的应投入电加热器自动温度控制。

（6）对于强制油循环的油系统，可提前启动油泵运行，并在油泵启动后对油系统的油压、油温、油流量、回油量、油泵运转情况进行全面检查。

（7）对于油环润滑的轴承，应检查轴承油位表油位指示达到规定值。

（8）电动机的电源线、地线接线盒完好。

（9）带有轴承冷却风机的应启动冷却风机，并对运转的冷却风机进行检查。

（10）风机启动前不允许有明显的反转。

（11）风机主电动机事故按钮应良好并处于释放位置。

二、风机的运行监视和检查

（1）用听针检查各轴承、液力联轴器、电动机、风轮的运转声，以便及时发现异常的摩擦声、碰撞声、气流噪声。

（2）用手摸各轴承的振动情况，根据经验确定风机轴承振动值的大小。

如果振动较大（超过正常范围），应向司炉汇报，井用振动仪测量准确的振动值。

（3）检查各轴承的温度。

如果轴承瓦座上装有温度表，则以表计监视为主并以手摸监督表计指示的正确性；没有温度表的要用手摸，粗略判断轴瓦温度值的高低。

如果发现温度不正常地升高但仍在允许的范围内时，可用便携式温度计测，量其准确数值，并迅速查明原因，开太冷却水量或者增加润滑油流量。

如果温度急剧上升并超过允许值甚至冒烟时，应立即停止风机运行。

（4）轴承油位应在规定刻度范围，无异常的下降或者渗漏，油质良好。

油环润滑的轴承，应检查油环带油正常。

（5）对于强制油循环的轴承润滑油系统，应检查油箱的油位、油质和油温在正常范围，油泵运转无异声，油压、油流量、供油温度等参数正常。

油系统管道应严密不漏。

（6）冷却水量应根据油温、轴承温度进行合理的调节。

（7）带有冷却风机的应检查冷却风机的运转声和振动情况。

三、风机的启动步骤

（1）启动轴承润滑油泵。

带有轴承冷却风机的则应启动轴承冷却风机。

带有掖力联轴器的风机，应启动辅助润滑油泵对各级齿轮和轴承进行供油。

（2）动叶调节的轴流风机，应将动叶角度关到零位。

带有液力联轴器的风机应将勺管位置关到零位。

关闭风机入口

调节挡板，关闭风机出口挡板，使风机在空载下启动。

（3）启动风机主电动机，待电流恢复到正常值时，开启风机出入口挡板，增加风机负荷。

（4）风机启动后，应对风机运转状况做一次全面检查。

四、风机的停止

（1）对于采用入口调节挡板的风机，应关闭入口挡板。

对于采用液力联轴器的风机，应将转速（勺管位置）减至最小。

对于采用动叶调节的风机应将动叶关小到零位。

（2）停止风机主电动机运行。

关闭风机出、入口风挡板。

（3）对于带液力联轴器的风机，在主电动机停止时注意检查辅助润滑油泵应联动启动，并继续运转一段时间自动停止。

（4）停止冷却风机运行。

停止辅助润滑油泵运行。

五、风机的常见故障及处理

1．风机振动大

风机振动超标是风机的一种常见故障。

引起风机振动的原因是多方面的，主要有：

（1）转子动、静不子衡引起的振动，这除了与制造、安装、检修的质量有关外，运行中发生的不对称的腐蚀、磨损，叶片不均匀的积灰，转轴弯曲，转子原平衡块位移或脱落，以及双侧进风风机的两侧风量不均衡，都能引起风机振动。

（2）风机、电动机联轴器找中心不准或者联轴器销子松动造成电动机与风机轴不在一条中心线上。

（3）转子的紧固件松动或者活动部分间隙过大，轴与轴瓦间隙过大，滚动轴承固定螺母松动等。

（4）基础不牢固或者机座刚度不够，如基础浇注质量不良，地脚螺栓或垫铁松动，机座连接不牢或连接螺母松动，机座结构刚度太差等。

发现风机振动大时应加强运行监视，适当减小振动风机的负荷。

如果振动太大超过最高允许值威胁到设备和人身安全，应立即停止风机运行。

2．风机轴承温度高

轴承温度高是轴承损坏的重要因素之一。

引起轴承温度偏高的主要原因有以下几点：

（1）润滑油脂质量不良。

油环润滑的轴承，因油位太低会带油不足，因油环损坏会影响正常带油。

强制油循环的系统，供油压力太低或者供油流量太小使动静金属直接摩擦发热，油脂润滑的轴承油脂太少形成缺油等。

<2）滚动轴承装配质量不良．如内套与轴的紧力不够，外套与轴承座间隙过大或者过小。

（3）滑动轴承轴瓦表面损伤或过量摩损，轴瓦刮研质量不良，乌金接触不好或者脱胎；滚动轴承滚动体表面有裂纹、碎裂、剥落等，都会破坏油膜的稳定性与均匀性，而致使轴承发热。

（4）轴承振动过大受冲击负载，严重影响润滑油膜的稳定性。

（5）润滑油牌号使用不合理，油的物理性能不能满足轴承的要求。

（6）轴承冷却水量不足或者中断，而使轴承产生的热量带不走。

当风机轴承温度偏高时，应检查冷却水量是否过小或者中断，如是此种原因，则调整冷却水量后轴承温度恢复正常。

检查油环带油状况和油质。

对于强制油循环的系统，应柱查轴承供油压力、供油流量、供油温度和回油温度，检查轴承振动情况。

用听针检查轴承内部的运转声。

通过检查分析确定风机是否可以继续运行以及继续运行应采取哪些安全措施。

当供油压力不足或者供油流量不足，供油温度偏高时，应及时采取调整手段使这些参数恢复正常。

如果属于用油牌号不合适，但风机仍可继续运行，则应选择合适的机会停机换油。

若属于机械检查修理才能解决的问题，应在停机检修时处理。

当轴承温度达到或者超过运行最高允许值时，应立即停止风机运行。

3．风机的紧急停运

遇到下列情况时，应立即用就地事故按钮紧急停风机运行。

（1）风机内部强烈振动威胁设备和人身安全时。

（2）风机轴承振动大，达到现场规程规定的紧停数值时。

（3）风机轴承温度达到或者超过规程规定的最高允许值时。

（4）风机轴承冒烟时。

（5）风机主电动机冒烟时。

（6）润滑油泵停止运行或者润滑油压低于最低允许值，风机未跳闸时。