离心风机基本结构、工作原理、性能曲线及常见故障案例分析

一二三风机定义及分类离心风机基本结构及工作原理离心风机技术参数四离心风机性能曲线五离心风机的操作调节六离心风机常见故障及排除离心风机工作原理及常见故障一、风机定义及分类风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。而风机是对气体压缩和气体输送机械的习惯性简称。风机的定义将原动机的机械能转化为被输送流体能量（压能、动能），并实现流体定向输送的一种动力设备。风机在工作中，气流由风机轴向进入叶片空间，然后在叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转；另一方面在惯性的作用下提高能量，沿半径方向离开叶轮，靠产生的离心力来做功的风机称为离心式风机。离心风机的定义按工作原理分类叶片式风机（叶片对流体做功）容积式风机（工作室容积周期改变）离心风机轴流风机往复式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290~340kpa（高压）通风机：小于10~15kpa（低压）鼓风机：10~15kpa至290~340kpa（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123451、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、mH2O、mmH2O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;m3/s、m3/min、m3/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+ρ2V2²/2）-(Pst1+ρ1V1²/2)Pst2为风机出口静压，ρ2为风机出口密度，V2为风机出口速度Pst1为风机进口静压，ρ1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=ρV²/23、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=Pt–Pd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=Qw×RcQs：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=PtxQ/1000(单位：kW)上式中Q表示风机流量，单位：m3/s。2、风机轴功率：N轴N轴=N/η(单位：kW)上式中η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η静内=Nst/N轴=PstxQ/1000/N轴4、风机的全压内效率为η全内=Nt/N轴=PtxQ/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=PtxQ/1000/η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（n600转/分）中频振动：f=10~1000Hz（n=600~60000转/分）高频振动：f1000Hz（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/(s2)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：①核对进风口、出风口的位置和方向。②核对叶轮、机壳、轴、联轴器等部位的主要尺寸。③叶轮旋转方向、风量和风压等必须符合设备技术文件规定。④出风口、进风口应有盖板严密遮盖。⑤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