单级高速离心鼓风机的设计特点及应用趋势优质PPT.pptx

1、重庆通用工业（集团）有限责任公司具有百年发展历史，公司以透平机械技术及产 品为核心，拥有完整的自主设计和研发体系，积累了丰富的透平机械设计、研发和制造 经验，作为民族品牌，1964年，研制出中国第一台离心式制冷机、离心式高温风机。总占地面积：100万余平方米,2,在这几大类产品中，今天分享的就是这其中的单级高速离心式鼓风机，重通2002年开始研发单级高速离心压缩机，十五年来，产品 不断优化升级，目前已广泛应用于化工、火电、污水处理等多个行业。目前节能减排政策日益趋严，对单级高速离心鼓风机的发展 既是机遇，也是挑战。机遇在于可能更多行业的提出更多的需求，挑战确实产品的技术需要持续创新才能满足市场

2、需求。,1.重通集团简介,核电,化工,建材,冶金,电厂,商城,环保行 业,单级高速离 心鼓风机,工业装备运 维服务,风力发电 叶片,工业离心 通风机,工业大型 压缩机,中央空调,产品及服 务领域,3,报告内容,重通集团简介,4,单级高速离心鼓风机介绍,产品的技术特点及发展,产品的应用领域,1,2,3,4,很多的文献和资料对于鼓风机的选型和特点做了对比，主要是从效率、噪音、体积、自动化程度等方面，尤其是近年来在污水处理 和电厂脱硫工艺的选型中，单级高速离心鼓风机优势明显。,2.单级高速离心鼓风机介绍,自动化程度,低,较高,高，采用自动监控系统，现场无需专人维护,技术水平,上世纪70、80年代,上

3、世纪70、80年代,当今世界先进水平,鼓风机产 品鼓风机是工业生产中提供气体动力的重要工艺设备，在国民经济和日常生活中占有重要的地位，其市场规模较大，广泛应用于电力、化工、污水处理等领域。目 前常用的鼓风机有罗茨鼓风机、低速多级离心鼓风机、单级高速离心鼓风机三种。,5,下图就是一种传统单级高速离心鼓风机的典型结构，可以看出，基本有压缩机主机，传统增速箱，驱动电机，油系统等几个大部分 构成,2.单级高速离心鼓风机介绍,典型结构形式,单级高速 离心鼓风 机单级高速离心鼓风机是离心鼓风机中的一种高效结构形式，具有体积小、重量轻、效率高、变工况范围广、自动化水平高等特点是风机行业内主要推荐和鼓励发 展

4、的鼓风机产品。,6,大致的了解下国内外鼓风机的发展过程，如果单独就单级高速离心鼓风机来说，国外在上世纪前中期已经研发出了相关产品，最开 始是应用于污水处理，这其中的HV-trubo的KA系列和川崎重工的GM系列技术最为成熟，且目前依然有大量的机组在国内运行。而，国内是在上世纪末，也就是九十年开始出现这类结构的单级高速离心鼓风机，通过自主研发和技术引进等多种方式，打破了国 外对该类产品的市场的垄断。进入新世纪以来，随着国内透平机械技术的发展，不完全统计，目前以后几十家在制造推广这类产品，而产品的结构形式已基本固 定，就是单级齿轮增速 悬臂式叶轮布置前后剖分或水平剖分式 动压滑动轴承定频导叶调节,

5、2.单级高速离心鼓风机介绍,发展历程,国外,上世纪中期,国内,上世纪末,德马克 SEZ、KG系列 HV-turbo KA系列 川崎重工 GM系列独立研发 技术引进,典型结构：单级齿轮增速 悬臂式叶轮布置前后剖分或水平剖分式 动压滑动轴承定频导叶调节,7,这十五年来，技术的进度和市场的需求推动的产品的升级换代，而近年来，市场的竞争压力迫使我们对这个产品做了更多地思考。,2.单级高速离心鼓风机介绍,发展历 程重庆,自主开发,HV-Turbo,AC合作,通第用一代第二代,第三代,和SKF合作,第四代,报告内容,重通集团简介,9,单级高速离心鼓风机介绍,产品的技术特点及发展趋势,产品的应用领域,1,2

6、,3,4,整体来看，这个机器的结构就包含这几大块，整机的结构形式已基本固化，相关的设计理论、方法已基本完善，且配套的分析软件 种类很多，成熟的也很多。那么在此基础上就需要问一下，在技术方面是否还有什么新的需求？,3.产品的技术特点及发展趋势,鼓风机（含增速箱）,控制柜（LCP）,电机,进口消声过滤器,底座（兼油箱）,联轴器,结构形式已基本固化,设计理论、方法完善,分析软件日趋成熟,整机结构,新需求？,10,因此，我们分解整个机组的设计过程，我们需要控制的几个关键环节如下，从最开始的这样，我们完成一个整机的方案设计,3.产品的技术特点及发展趋势,设计参数（Q,T0,T，）,气动设计叶轮、流道,分

7、析计算流场、强度、噪音,结构设计齿轮箱、转子、轴承、密封、供油方式等等,结构计算转子动力学、箱体强度模态,详细设计底座、配套系统等,设计的关 键环节效率可靠性舒适性,11,下面可以就这两个方面进行分别的探讨。,3.产品的技术特点及发展趋势,新设计特 点,传统鼓风机的关键特征及控制方法高效的空气动力学设计,气动噪音预测及优化,高可靠性的传动系统,自动控制及远程运维服务,新型单级高速离心鼓风机研发新驱动技术：直驱,12,新支承技术：磁悬浮轴承；气悬浮轴承,新调节技术：变工况-变频,采用三维整机CFD模拟分析，也就是全通道流场分析，通过捕捉和分析叶轮、扩压器和蜗壳等结构的流场细节，对流场控制和气动

8、性能进行评估与优化，研究不同工况和运行条件下机组流场结构与性能的变化，从而进一步保证了机组的实际运行性能同时，可以结合数据挖掘等技术手段，掌握影响流场整体性能的关键参数并加以优化，最后经过大量的实验案例验证 通过CFD分析与样机测试结果的反复对比和修正，保证了气动分析的准确可靠性。,3.产品的技术特点及发展趋势,高效的空 气动力学,设计,一、三维气动设计和优化全通道流场分析基于数据挖掘方法对流场进行优化 大量、长期试验验证能够根据需要进行不同工质、流量和 性能要求的压缩机设计，并充分考虑根据 用户现场实际运行需求和环境条件，从而 保证机组极端工况运行可靠性的同时尽可 能提高常用工况运行效率,1

9、3,噪音污染是世界三大环境问题之一，鼓风机是采用高速旋转叶轮提升介质速度进而获得要提升的技术，气动噪音是明显存在的，目 前国内鼓风机的降噪多是通过隔离和吸收的方式，就是添加隔音棉，隔音罩或建立隔音房等，因此急需从鼓风机噪音产生的机理、传播的方式等源头方面进行降噪。重通目前是气动声学理论，进行气动声学模拟分析，模拟过程考虑噪声的折射、反射等，找出主要噪声源，提出有针对性提出降噪 措施利用NUMECA与Fluent进行流场与气动噪音的计算，利用LMS Virtual-Lab研究机组固体壁面对声波的反射、衍射，能够在较短时间 内得到噪音结果。根据预测结果进行优化后可降低整机噪音5-10dB（A）。,

10、3.产品的技术特点及发展趋势,气动噪音 预测及优气动声化学理论进行气动声学模拟分析模拟过程考虑噪声的折射、反射等 找出主要噪声源有针对性提出降噪措施利用NUMECA与Fluent进行流场与气动 噪音的计算，利用LMS Virtual-Lab研究,机组固体壁面对声波的反射、衍射，能够,在较短时间内得到噪音结果。,根据预测结果进行优化后可降低整机噪音5-10dB（A）。,声源,14,宽频噪声源分布,这其中包括转子动态特性预测以及关键零部件强度模态分析等内容，首先转子动力学计算，通过专用的转子动力学软件对传统系统进行建模分析，从多个角度分析及评价转子-轴承系统在实际运行中 的动力学特性，保证机组稳定

11、、可靠运行。包括计算：转子临界转速计算，轴承参数设计及性能分析，转子系统不平衡响应分析及 振动预测技术，转子稳定性计算及判定技术这些内容。同时对关键旋转部件进行优化设计，保证旋转部件在复杂条件下能高速安全运行，比如叶轮的结构的参数化设计、轻量化设计以及 质量分布优化等。,3.产品的技术特点及发展趋势,高可靠性的 传动系统设 计通过专用的转子动力学软件对传统系统进行建模分析，从多个角度分析及评价转子-轴承 系统在实际运行中的动力学特性，保证机组稳 定、可靠运行。,15,同时对关键旋转部件进行优化设计，保证旋转部件在复杂条件下能高速安全运行，比如 叶轮的结构的参数化设计、轻量化设计以及质 量分布优

12、化等。,一台鼓风机具有一整套安全装置和监控系统，数十个参数监测点用于报警或停机，可实现单机或联机全自动化操控，区别化的喘振 的识别和控制远程运维服务方面：通过远程在线监测控制平台，在多种终端上对机组的运行状态进行数据采集、实时监控、远程故障辨识。将监 测的数据建立远程监测的数据库，通过云平台的大数据挖掘技术，将共性问题进行专家诊断，建立相关专家数据库。这样一方面可 以帮助用户更好地的使用和管理设备，节省维修维护周期和费用，另一方面可以做反馈设计，对于故障率高的点从设计源头进行更 改优化。,3.产品的技术特点及发展趋势,自动控制及 远程运维服,务,自动控制一整套安全装置和监控系统数十个参数监测点

13、用于报警或停机，可实现单机或联机全自动化操控区别化的喘振的识别和控制远程运维服务通过远程在线监测控制平台，在多种终端 上对机组的运行状态进行数据采集、实时 监控、远程故障辨识。将监测的数据建立 远程监测的数据库，通过云平台的大数据 挖掘技术，将共性问题进行专家诊断，建 立相关专家数据库。,而第二大的方面就是新技术的应用，工业领域中对于鼓风机的需求正随着节能环保改造和工艺系统升级在不断改变。比如电厂的改 造项目一般需要中小流量鼓风机，而新建项目则提出了大流量高压比鼓风机10，又比如目前正广泛投资建设的城镇小型污水处理 厂，则需要小流量高转速鼓风机。对于污水处理需要的小流量鼓风机，受益于多种新型传

14、动和支承方式的逐渐成熟，业内已逐步开发出了新型鼓风机，如变频直驱鼓 风机、气悬浮鼓风机、磁悬浮鼓风机等。这类设备的特点是转速高、体积小、变频节能、无油等，因此在污水处理行业颇受青睐，但由于国内高频电机和支承技术发展相对滞后，这类设备还多依赖于进口，使得该类机组的使用和维护风险增大。,3.产品的技术特点及发展趋势,新型单级高速 离心鼓风机研,发,变频直驱 单级高速离心式鼓风机,油轴承,磁轴承,气轴承,17,特点：高速小流量体积优势明显变工况效率高无油对于目前正广泛投资建设的城镇小型污 水处理厂，小流量高转速鼓风机需求量很大。,报告内容,重通集团简介,18,单级高速离心鼓风机介绍,产品的技术特点及

15、发展趋势,产品的应用领域,1,2,3,4,按压缩机介质来说，从开始的用于污水处理的曝气风机，到火电氧气脱硫的氧化风机，以及化工、冶炼行业的鼓风机，再到延伸的 蒸汽压缩机和二氧化硫压缩机，单级高速离心式鼓风机的行业范围原来越来，将来它会用到更多的领域，或者是新工艺系统，或者 是做为其他设备的升级替代。可以详细说说下目前三个比较大方面的应用：曝气风机、氧化风机、蒸气压缩机,4.产品的应用领域,单级高速离心式鼓风机已广泛用于多个工业领域，且在不同工艺系 统中具有不同的称呼。,曝气风机用于生活污水和工业污水处理氧化风机用于火电烟气脱硫鼓风机用于化工行业鼓风，冶炼行业选料等,空气,蒸汽压缩机用于MVR系

16、统的二次蒸汽增压SO2压缩机用于烟气制酸的S02增压其他气体压缩机,推广,19,在污水处理工艺系统中，曝气风机是曝气流程系统的核心设备，其能效占整个整个污水处理厂一半以上，而单级高速离心式鼓风机 的单机效率高和流量调节范围宽特点可以很好地满足城镇污水处理曝气的需求,4.产品的应用领域,曝气风机我国的环境保护产业发展规划中指出，在水污染防治领域推广先进、成熟的环保技术产 品，依法淘汰性能落后、高耗低效的污水处理设备。在污水处理工艺系统中，曝气风机是曝气流程系统的核心设备，其能效占整个整个污水 处理厂一半以上，而单级高速离心式鼓风机的单机效率高和流量调节范围宽特点可以很好地 满足城镇污水处理曝气的需求,20,