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1、风机 – 学习内容 用途 n 通过创造一个差压形成气流的方式，将气流从一个位置处移动到另一个位置处。 风机的类型 轴流式风机 n 轴流式风机 n 罗茨风机 n 离心式风机 A A式直联(电机与叶轮直接联结) B D式风机（叶轮在两轴承座的边缘） C F式风机（叶轮在两轴承座之间） 部件 风机的部件 离心式风机外壳 n 传动装置 边侧薄板 风机出口 n 风机入口 钟形入口 u 入口导叶 u 钟形入口 截流板 n 风机机壳 u 蜗壳 u 边侧薄板 u 截流板 风机入口 n 叶轮 u 叶片 蜗壳 u
2、 轮毂 u 凸缘 后盘 叶片 轮毂 u 后盘 n 叶轮轴 n 轴承 n 风机出口 凸缘 工作原理 – 离心式风机 离心式风机 n 传动电动机使风机叶轮发生转动。 n 通过离心力，叶轮装置将空气旋转出来。 n 这样，就在风机入口内，创造出了一个负的静压力（Ps）。 n 大气压力（Pa）强迫空气进入到入口内。 n 离开风机的空气带有正压力 。 n 总压力 = 速度压力 + 静态压力 （Pt =Ps +Pv）。
3、 工作原理 – 轴流式风机 n 轴流式风机的工作原理是相同的。 n 但是，对于轴流式风机，气流是与风机轴线是相平行的。 n 在水泥厂中，这种风机的使用较为有限（5%）。 轴流式风机 工厂风机系统和工厂风机 解读风机曲线 n 风机曲线是风机性能的图形显示。 n 风机曲线建立在理想条件下所实际测量出的风机性能的实验室试验数据的基础上。 n 性能曲线建立在恒定风机速度和恒定气体密度的基础上 n 风机曲线由四条曲线组成： u 静态压力与体积 u 静态效率与体积 u 功率与体积 IE 250风机的性能曲线 工作条件 1518
4、RPM 90℉，600英尺高程 风机静态效率 HP/% 效率 流速（cfm） 效率 工作点 13091 cfm 18.0英寸 H2O SP 59.4 BHP u 系统曲线 风机曲线 气流控制 n 可以通过两种方式对风机系统中的气流进行控制： u 风门控制 u 风机速度控制 风门控制 n 风门控制将会对系统的阻力曲线造成影响。 n 其类型包括： u 百叶窗式风门 u 径向或入口叶片式风门 u 闸刀式风门 风机速度控制 n 改变风机曲线 n 其类型包括： u 变频传动装置 u 直流传动装置 百叶窗式风门 百叶窗式风门 n 可
5、以在风机的入口处或出口处使用。 n 出口处的百叶窗式风门将会改变系统的阻力曲线。 n 由于在低风门设置下，效率下降，因此将会造成功率浪费。 n 安装和维护的费用较为低廉。 百叶窗式风门的类型 n 平行式 u 管子一侧的流量高于另外一侧 u 控制响应是非线性的 n 对置式 u 管子中的流动剖面更加均匀。 u 控制响应比平行式风门更为线性化。 n 当在风机的入口处使用时，在叶轮旋转的方向上，风门将会产生预转。 n 相对于对置式，百叶窗式叶片始终是平行的，以便提供气流方向。 n 必须与入口箱一起使用。 n 通过预转效应，提高了功率效率。 n 相对于其
6、它的气流控制装置，更易于维护、价格更低廉。 径向或入口叶片 径向或入口叶片 n 当在风机的入口处使用时，在叶轮旋转的方向上，风门将会产生预转。 n 通过预转效应，提高了功率效率。 n 相对于百叶窗式风门，维护的难度更大，同时价格更为昂贵。 闸刀式风门 闸刀式风门 n 一般在小型风机系统中使用，用于进行气流控制和气流平衡。 n 当在大型系统中使用时，更多用于隔离，而不是气流控制。 蝶形风门 蝶形风门 n 一般在小型风机系统中使用，用于进行气流控制和气流平衡。 n 当在大型系统中使用时，更多用于平衡和隔离。 风机速度控制 n
7、 目前，有两种类型的速度控制装置，可用于对风机叶轮的速度进行调节。 u 变频传动装置 u 直流传动装置 控制风机的最有效率的方法； 在不同速度下，可以维持相同的风机效率； 初期安装成本较高。 速度的改变 n 气流- 体积流量与风机速度呈直接比例。 n 压力 – 压力与风机速度的平方呈比例。 n 功率 – 功率与风机速度的立方成比例。 n 这意味着 u 将风机速度加倍，气体流量也将会加倍。 u 将风机速度加倍，总压力将会增加为4倍。 u 将风机速度加倍，功率将会增加为8倍。 注： n 根据风机的设计，叶轮外缘速度的最大值被称为叶轮的临界速度。 n
8、超过风机的临界速度可能会导致叶轮故障。 传动装置 皮带传动装置 u 可以使用标准速度的电动机。 u 不需要使用慢速电动机或自定义速度电动机（价格昂贵）。 u 只需通过改变滑轮比率，就可以达到所需空气和体积的确切的风机速度。 直接传动装置 u 如果可以使用标准速度电动机的话，可以降低初期成本。 u 不需要使用额外的支撑、滑轮、轴承和轴。 u 排除了皮带传动装置的功率损失（5到10%）。 u 不需要对皮带进行拉伸，从而减少了必要的维护。 u 除非为变速传动装置，否则无法改变风机速度。 检查点 风机-运行检查 检查内容 良好？ 检查风传动机电动机的冷却片和
9、冷却风机进气筛上是否有物料堵塞。 移除堆积的物体。 检查传动电动机的电气连接是否损坏或变形。 检查安全护罩的状况及支架的完整性。 检验风机的旋转方向。 用手检测电动机机壳的温度。如果太热而不能触摸，用手提式高温计或接触式温度计记录温度。 检查设备的一般状态，如是否整洁、有无损坏。 检查最终传动装置的状态。 检查三角皮带的状态、张力、皮带轮、直接联轴节。 检查风机入口是否存在物料堆积或残渣。 用手检测风机轴承的温度。如果太热而不能触摸，用手提式高温计或接触式温度计记录温度。 检查（听）风机或传动系统内是否有
10、异常噪音或振动。 对风门联动装置和风门传动装置进行检查，查看是否存在松动或磨损的部件。 检查所选择的风门传动装置是否可以自动控制（如适用）。 对风门传动装置进行测试，查看是否存在过度的“波动（hunting）”或故障 – 转动手轮，对控制响应进行验证。 检查风机机壳是否磨损或漏气现象。 检查所有的检修门、检测孔以及测量孔是否关闭，密封是否恰当。 风机-静态检测 检查内容 良好？ 检查风机传动电动机的冷却片和冷却风机进气筛上是否有物料堵塞。 移除堆积的物体。 检查传动电动机的电气连接是否损坏或变形。 检
11、查安全护罩的状况及支架的完整性。 检查风机叶轮上是否存在物料堆积、腐蚀和磨损。 检查风机外壳中叶轮的对齐情况。 检查入口喇叭口与风机外壳和风机叶轮的对齐情况 检查传动皮带的状态，检查皮带的张力、皮带轮、传动联轴器。 检查气流控制风门是否存在内部磨损和腐蚀 检查风门连接、轴承、套管和连接是否磨损、损坏；检查是否可以自由运转。 验证风门传动装置选择为自动，并通过控制室的0-100 %输出进行测试。 进行测试，查看是否存在过度的“波动（hunting）”或故障 – 转动手轮，对控制响应进行验证 检验风机的旋转方向。
12、 检查设备的一般状态，如是否整洁、有无损坏。 检查风机入口是否存在物料堆积或残渣 对风门传动装置进行测试，查看是否存在过度的“波动（hunting）”或故障 – 转动手轮，对控制响应进行验证。 检查风机机壳是否磨损、损坏或其内部是否有漏气现象。 检查所有的检修门、检测孔以及测量孔是否关闭，密封是否恰当。 故障的诊断和排除 问题 可能原因 排除与否？ 风机无法起动 电绝缘、超载、局部断开、主断路器、保险丝、联锁； 传动部件故障：减速器、联轴节、三角皮带、链条和链轮； 电力被切断； 叶轮与外壳发生接触；
13、电压不正确； 电动机过小、过载保护器出现了断路； 电压过低、线路电压降过度、或电线尺寸不足； 加载惯性对电动机来说过大； 叶轮轴承堵塞。 气流不足 叶轮反向运转； 叶轮反向安装； 叶轮没有位于入口套圈的中心位置上； 滑轮或滑轮设置不正确； 速度控制器设置过低； 风门关闭或联动装置故障； 风门传动装置故障或执行器打滑； 供气管道出现漏气； 入口过滤器或消声器变脏或堵塞； 更换过滤器导致压力降增加； 管道内出现物料堆积； 风机入口、入口箱或消声器入口被物料或残渣堵塞。 气流不足 – 风机入口
14、被阻塞 弯管、柜壁或其它阻碍物对气流造成了限制。 入口处的阻碍物将导致产生更多的限制系统，但不会导致风机入口附近的负压力读数升高。 可以增加风机的速度，以便抵消由于风机入口被阻塞而造成的影响； 增加风机速度时，勿使该速度超过推荐值； 对电动机的安培数进行监视 – 不要超过电动机的铭牌安培数。 气流不足 – 风机出口处没有直管 对于管道系统中常用的风机，在风机出口处，使用一段长度的直管对其进行测试。 如果风机出口处没有直管，可能会导致性能下降。 如果根据实际条件，在风机出口处无法安装一段直管，那么，将可能需要增加风机速度，以便克服压力损失的问题（见AMCA出版物
15、201中的“系统效应”）； 小心！ 增加风机速度时，勿使其速度超过制造商的推荐值。 此外，增加风机速度时，对电动机的安培数进行监视，不要超过电动机的铭牌安培数。 气流不足 – 高速气流中的阻碍 风机出口或入口附近存在阻碍； 风机出口或入口附近存在锐利的弯管； 转动叶片的设计不佳； 在系统中空气速度较高的某个部分，存在突起物、风门或其它阻碍物。 气流过大 – 系统 管道系统的尺寸过大； 检修门打开； 没有安装调风器或格栅； 风门被设置在旁通盘管上； 过滤器没有在正确的位置上； 系统阻力过低。 气流过大 – 风机
16、 风机速度过快； 叶轮的叶片角度不正确。 空气速度高 相对于应用要求，管道系统太小； 相对于应用要求，已经安装的风机可能太小； 相对于应用要求，调风器或格栅太小。 风机噪音 – 出口或外壳 在出口或外壳中，叶轮没有位于中心位置处； 入口或外壳损坏，从而造成干扰； 叶轮弯曲或损坏； 在支撑轴承中，轴出现松动； 叶轮在轴上出现松动； 在轴承支架中，轴承出现松动； 轴承支架的底座出现松动； 叶轮轴发生弯曲； 轴和轴承未对齐。 风机噪音 – 叶轮撞击截流板 截流板没有被固定在外壳中； 截流板损坏
17、 截流板的位置不正确； 叶轮的位置不正确。 风机噪音 – 传动装置 滑轮在轴上（电动机或风机）松动； 皮带撞击皮带管或皮带防护罩； 皮带过松。 在48小时的运行后对皮带的拉伸进行调整； 皮带过于拉紧； 与滑轮相比，皮带的截面不正确； 在多皮带传动装置上，皮带未能与长度相“匹配”； 滑轮错位； 皮带磨损； 电动机、电动机底座或风机未紧密锚固； 皮带上有油或有脏物； 选择了不恰当的传动装置； 键松动。 风机噪音 – 联轴节 联轴节不平衡、未对齐、松动或可能需要加润滑油； 键松动。 风
18、机噪音 – 轴承 轴承存在故障； 需要进行润滑； 在轴承支架上出现松动； 在轴上出现松动； 密封错位； 轴承内部有异物； 轴承磨损； 内圈和轴之间出现磨蚀； 轴承未能放置在平整表面上。 风机噪音 – 轴封发出振鸣声 需要进行润滑。 错位。 轴弯曲。 轴承在支架上出现松动。 风机噪音 – 叶轮 在轴上出现松动； 叶轮出现故障。 不要对风机进行操作。 对风机进行电气挂锁（LOCK OUT），并联系制造商； 风机的叶轮不平衡； 涂装出现松动； 由于腐蚀性物料或磨蚀性物料通过气流
19、通道，从而导致磨损的产生； 叶片在接近结构构件的位置处旋转； 叶片数量可能与结构构件的数量相同； 叶轮轴的键槽中的键出现松动。 风机噪音 – 外壳 外壳中存在异物； 截流板或外壳的其它部分出现松动（运行时发生拍击声）。 风机噪音 – 电动机 引入线没有牢固固定； 电动机或继电器中存在交流声； 起动继电器发出震动声； 电动机轴承发出噪音； 对一台三相电动机进行了单相操作； 低电压； 冷却风机碰到遮罩； 电动和反相器不匹配，在低速条件下尤其明显。 风机噪音 – 轴 弯曲 尺寸不足。 可能造成
20、叶轮、轴承或滑轮处的噪音。 噪音 – 高速气流中存在阻碍物 在风门、调风器、格栅、锐角弯管中 – 管道系统中的突然膨胀，管道系统中的突然收缩。 噪音 - 脉动或喘振 系统受限制，导致风机在低等级下运行； 相对于应用要求，风机太大； 管子的振动频率与风机的脉动相同； 旋转失速； 入口涡流喘振； 入口气流变形。 噪音 – 漏气和/或气流被阻碍 接头连接不佳； 管子中存在阻碍物。 功率需求过高 检修门、检查口没有关上 。系统阻力下降； 风机速度过大； 传动装置的部件损坏或未对齐； 控制风门打开太远；
21、 风门传动装置为手动状态； 风门损坏或磨损，从而降低了系统阻力； 风门的联动装置出现故障； 电动机传动装置输出过高或传动装置故障。 功率需求过高 – 风机 后向倾斜叶轮被反向安装 风机速度过大 前向曲线叶轮或径向叶片叶轮运行的压力低于设计压力 叶轮的叶片角度不正确 功率需求过高 – 系统 管道系统的尺寸过大 面和旁通风门的方向有问题，导致当旁通风门打开时，盘管风门同时打开 过滤器遗留在外 检修门打开 注： 这些原因主要针对径向叶片、径向尖端和前向弯曲离心式风机，也就是说，呈现上升的功率曲线的风机。 一般情况
22、下，后向倾斜、后向弯曲或后向倾斜翼型离心式风机和轴流式风机不属于这种情况。 功率需求过高 – 气体密度 功率需求是根据轻气体（例如：高温）计算的，但实际的气体较重（例如：冷起动） 功率需求过高 – 风机选型 选择的风机的等级不正确 早期故障 皮带、轴承、滑轮、叶轮、毂等。 轴承 – 未平衡、未对齐、松动、需要进行润滑；键松动 轴 – 弯曲或者尺寸过小 轴承 – 润滑不足或润滑过度、锁圈或止动螺钉松动、皮带张力过大、摩擦腐蚀压痕、润滑不佳、轴的尺寸不足 传动装置 – 张力过大或张力过小、多皮带传动装置上皮带不匹配、电动机和风机未对齐、起动-
23、停机循环过度、滑轮上的止动螺钉松动 振动 – 气流 运行中的风机在不稳定（失速）区域中在峰值左侧 入口状况不佳，造成空气扰动 - 入口的局部阻塞 - 风机出口或入口附近存在锐利的弯管 系统脉动被传输到了风机上 叶片通道频率 – 叶片数 x 风机RPM 导叶频率 – 导叶数 x 风机RPM 风机支撑频率 – 轴流式风机上的电动机或轴承支撑，皮带管 振动 – 叶轮不平衡 叶轮上出现物料的堆积 叶轮部件遭受了磨蚀、腐蚀或冲击 空心的翼型叶片中存在湿气 失去平衡重量 温度过高 叶轮（叶片）的行走路线不均匀
24、 偏心度： - 孔偏离中心 - 孔斜角 键到键槽的长度不正确。 叶轮与静止设备发生摩擦 轴封发生摩擦 反相器传动 电动机扭矩脉动（在单相电动机上） 振动 – 传动装置或联轴器 定位： - 组装不正确。 - 装卸时移动 皮带磨损、松动或不匹配 偏心滑轮或联轴器 皮带共振 滑轮磨损或剥蚀 键到键槽的长度不正确 滑轮或联轴器不平衡 振动 – 紧固件松动 叶轮的止动螺钉 轴承的止动螺钉 传动部件的止动螺钉 风机的安装螺栓。 轴承螺栓。 电动机螺栓 振动 – 风机支撑结构 支撑
25、结构的固有频率 质量或刚度不足 大量的质量未被支撑 缺乏侧向支撑，尤其是对于安装在绝缘体上的风机 风机倾斜（螺栓连接导致产生不平整的表面） 支撑的构件破损 绝缘体短路或调整不当 风机（安装在绝缘体上）带有刚性入口和出口连接 振动 – 轴承 错位 过度磨损 松动 润滑油过多、过少或不正确 Safety n 进行任何维修之前一定将风机锁闭 n 当进入风机进行检修时，应遵守规定的空间进入程序 n 当心由于内部或外部的诱导气流；这些气流可能造成风机出现“风车”现象。 如果可能发生叶轮旋转的危险情况，那么，在对风机进行维
26、修或检查之间，应注意对叶轮轴进行固定。 n 注意机壳和内部气体的温度可能会非常高 n 注意风机机壳内可能会因为过程气体的原因而造成缺氧不足 n 注意风机是自动控制的，随时都可能起动、停止 n 保持作业区域内无油脂、油、水和其他可能造成滑倒或摔倒的物体 n 切勿试图在运行时从风机入口或部件上移除堆积物料 n 衣服、手指、头发以及身体的其他部分应远离传动部件和风机的进气口 n 定期检查所有的护罩是否损坏、支架是否完整 n 了解所有控制台的位置和功能 n 所有控制台应无障碍物，以确保任何时候都能接近 n 保持风机周围区域无障碍物和碎屑 n 及时汇报所有不安全的状况或行为 复习
27、练习 1. 风机的用途是什么？ 2. 水泥制造工业中最常用的两种风机类型是什么？ 3. 列出离心式风机的7个主要部件 4. 列出说明离心式风机如何运行的4个要点 5. 说出风机流量和速度之间的关系；并说出将风机速度加倍后，对于气体流量所造成的影响 6. 哪一种叶轮设计结构的总效率最高？ 7. 说出每一种类型的风机在水泥制造工业中的2种应用 8. 什么是风机曲
28、线？ 9. 列出在风机中对气流进行控制的2种不同的方法 10. 列出离心式风机所采用的两种类型的传动装置 11. 说出离心式风机的5个检查点 12. 说出风机系统中可能造成气流能力损失的3个原因 13. 列出与离心式风机相关的3个安全风险 14. 列出用于控制气流的4种常见类型的风门 15. 说出风机功率和速度之间的关系；并说出将风机速度加倍后，对于功率消耗所造成的影响
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