24V50CM直流风扇 5010直流轴流散热鼓风机山东

特点

分类

按风压分

按技术分

结构

传动方式：以联轴器直联为主。若性能规格需要，也可选用三角皮带轮变速的方式。联轴器选用弹性联轴器，能缓和冲击及补偿少量的轴线偏差。大流量风机除以电动机作为驱动机外，也可采用汽轮机或其他驱动机。

1 风机的基本性能参数 

 2 风机的分类 

3 风机的结构及原理 

4 风机的性能曲线 

5 风机的运行

6 风机的发展趋势 

 7 附图 

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风机的基本性能参数
风机的基本性能参数包括流量 Q、全压 p、静压 pst、功率 N、全压效率η 、静压效率η

st、转速、比转速等，它们从不同角度表示风机的工作性能，现分别介绍如下： 1.1 流量 指单位时间内通过风机进口的气体的体积。用 Q 表示，单位是 L/s，m3/s。若无特殊说 明，Q 是指在标准进口状态下（1 标准大气压，温度 20℃，相对湿度为 50%，ρ 为 1.2kg/m3） 气体体积。 1.2 全压 指单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所获得的机械能的增加值。用 p 表示，单位为 pa。 1.3 静压 指风机的全压减去风机的出口截面处的动压 pd2（通常将风机出口截面处的动压作为风 机的动压）之差值。用 pst 表示。即： pst=p-pd2 1.4 功率 轴功率 N：风机的原动力（通常是电机或柴油机等）传递给风机轴上的功率。 有效功率 Ne：气体流经风机时获得的功率。 风机的功率通常是指输入功率，即轴功率。用 N 表示。单位为 W，kW。 1.5 效率 反映风机性能的好坏及能量利用的程度。效率越高，说明机器的品质越优良，所以效率 是风机的重要技术经济指标之一。 由风机机械损失、 流动损失、 容积损失引起的有用能量的损耗使原动机输出的机械功不 可能完全变成流体所增加的能量，反映为有效功率 Ne 要小于轴功率 N。 机械损失：风机工作时，其轴承、叶轮等因机械摩擦而消耗掉一部分有用能量，由此形 成机械损失；这一损失主要表现在消耗功率，与风机的风压和流量无关，可看作是纯功率损 失。 流动损失：气体在风机的主流道（吸入室、叶轮流道、导叶、壳体中和出口等）中流动 时也会因流动阻力而消耗一些有用能量， 由此就形成流动损失； 这些损失使风机的风压降低， 引起有效功率的减小，可看作是只与风压有关的损失。 容积损失：由于转动部件与静止部件之间存在间隙，当叶轮转动时，间隙两侧产生压力 差， 因而使部分由叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧泄漏， 这部分损失形成容 积损失(它只与流量有关，也叫流量损失)；它会引起有效功率的降低，可看作是只与流量有 关的损失。 全压效率是指风机的全压有效功率和轴功率之比，用η 表示，一般以百分数计，即：

η =Ne/N*100% 同理，全压内效率等于全压有效功率与内功率之比。用η i 表示，即： η i=Ne/Ni*100% 静压效率是指风机的静压有效功率和轴功率之比，用η st 表示，即： η st=Nest/N*100% 同理，静压内效率等于静压有效功率与内功率之比，用η ist 表示，即： η ist=Nest/Ni*100% 如无特殊说明，风机的效率均指全压效率。 1.6 转速 是指风机叶轮每分钟旋转的圈数， 用符号 n 表示，单位是 r/min(rpm)。 转速是影响风机性能参数的一个重要因素， 风机是按一定的转速设计的， 当风机的实际 转速不同于设计转速时，风机的其它性能参数将按一定的规律变化。 1.7 比转数 对不同系列的风机进行比较时，就提出一个代表整个系列风机的单一的综合性能系数， 即比转数。 所谓比转数是从每一相似风机群中设法给出一台标准模型风机作为代表， 用它的 主要性能参数(Q、P、n、η )综合出来的一个反映该相似风机群的共同特性和叶轮构造的特 征数，用符号表示，单位 r/min。同一系列风机具有唯一的比转数，不同系列的风机因不相 似而具有不同的比转数。 在相似系列风机中，确定某种标准风机，该标准风机在最高效率的情况下，全压 Δ Pm= 1mmH2O，流量 Qm=1m3/s 时，此标准风机的转速称为该系列风机的比转数 ns，即 n0=ns。 风机的比转数公式为：

1.7.1 比转数的特点及实用意义 比转数是一个综合特征数，它包含了叶片风机在设计工况的主要性能参数(Q、P、n、 η )。 它虽有因次， 但不是风机的实际转速， 只是一个相似准则数， 因而其单位无实际含义， 常略去不写。 比转数实质上是相似律的一个特例，其实用意义在于: （1）比转数反映了某相似系列风机的性能参数方面的特点。比转数大表明了流量大， 而压头小；比转数小则表明流量小，而压头大。 （2）比转数反映了某相似系列风机在构造方面的特点。 （3）比转数可以反映性能曲线的变化趋势。

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风机的分类
可分为叶轮式风机与定排量式风机两种类型 叶轮式：又称叶片式或透平式，这类风机是通过叶轮旋转将能量传递给气体。按结构形

2.1 按风机工作原理不同分类

式不同，还可分为离心式、轴流式等基本形式。 电厂常用的离心风机有单级单吸离心风机、 单级双吸离心风机和多级单吸离心风机； 常 用的轴流风机有静叶可调轴流风机、单级动叶可调轴流风机、双极动叶可调轴流风机。 定排量式：又称容积式，这类风机是通过工作室容积周期性改变将能量传递给气体。按 工作方式不同， 还可分成往复式和回转式两类， 它们的共同特点是每个工作周期内排出的气 体容积量是不变的，所以叫定排量式风机。根据结构形式不同，回转式可分成螺杆式、滑片 式和转子式。 电厂常用的容积式风机有罗茨风机。 2.2 按风机工作压力（全压）大小分类 通风机：设计条件下，风机额定压力范围为 P≤15000Pa。 鼓风机：工作压力范围为 15000Pa＜P＜350000Pa。 压缩机：工作压力范围为 P≥350000Pa，或气体压缩比大于 3.5 的风机。

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风机的结构及原理

3.1 离心式风机 3.1.1 离心风机的工作原理 离心风机的工作原理是利用叶轮高速旋转，其上的叶片对气体沿着它的运动方向做功， 从而使气体的压力能和动能均有所增加。 气体离开叶轮后， 循着导叶式蜗壳的引导流至出口。 由于叶轮不断旋转， 使气体在出口处具有较高的能量得以连续不断地向前方流去， 达到输送 气体的目的。 我们应当认识到，离心风机叶片对气体作功主要是沿圆周切线方向作功使气体增加能 量，因为叶片是沿圆周方向运行的。 3.1.2 流体在叶轮中运动及速度三角形 3.1.2.1 流体在叶轮中的运动 离心风机把机械能转为流体的压力能和动能， 这种转换要通过叶轮来完成。 气体在叶轮 中除作为旋转运动外， 同时还从叶轮进口向出口流动， 因此气体在叶轮中的运动为复合运动。 （1）圆周运动： 当叶轮带动流体作旋转运动时，流体具有圆周运动（牵连运动） ， 其运动速度称为圆周速度， 用符号 u 表示， 其方向与圆周切线方向一致， 大小与所在半径及转速有关。

（2）相对运动： 流体沿叶轮流道的运动， 称为相对运动， 其运动速度称为相对速度， 用符号 w 表示， 其方向为叶片的切线方向， 大小与流量及流道形状有关。

（3）绝对运动： 流体相对静止机壳的运动，称为绝对运动，其运动速度称为绝对速 度，用符号 v 表示，大小方向与 u 和 w 有关。 各速度向量间的关系： 流体的运动=叶轮的旋转运动+流体沿叶片的相对运动。 速度向量间的关系为：v = 3.1.2.2 速度三角形 由圆周、相对、绝对三速度向量组成的向量图，称速度 三角形。 v = u + w = vm + vu 图中： vu —绝对速度在圆周方向的分量，称为圆周分速度。 u + w

vm—绝对速度在轴面的分量，称为轴面速度。 α —表示绝对速度与圆周速度之间的夹角，称为绝对速度角。 β — 表示相对速度与圆周速度反方向的夹角，称为流动角。 β a—表示叶片切线与圆周速度反方向之间的夹角，称为叶片安装角。 当流体沿叶片切线运动时， β = β a 3.1.3 离心式风机结构 离心式风机主要由叶轮、机壳、进口集流器、导流器等部件组成。

3.1.3.1 叶轮 叶轮是离心风机传递能量的主要部件，它由前盘、后盘、叶片及轮毂等組成，其结构有 焊接和铆接两种形式。 叶轮主要结构参数： D0 为叶轮进口直径，D1 为叶片进口直径，D2 为叶片出口直径，即叶轮外径，b1 为叶片 进口宽度，b2 为叶片出口宽度，β 1 为叶片进口安装角，β 2 为叶片出口安装角。

叶片是叶轮最主要的部分。 叶片的形状、 数量及其出口安装角度对通风机的性能有很大 影响。 离心风机叶片的形状有：平板形、圆弧形和中空机翼形等几种。

(a)平板叶片

(b)圆弧窄叶片

(c)圆弧叶片

(d)机翼型叶片

平板形叶片制造简单。目前，前向叶片一般多采用圆弧形叶片。在后向叶片中，对于大 型离心风机多采用机翼形叶片，而对于中、小型离心风机，则以采用圆弧形和平板形叶片为 宜。 根据叶片出口安装角度的不同，可将叶轮的形式分为以下三种。 （1）前向叶片的叶轮

叶片出口安装角度β 2>90°，其中(a)为薄板前向叶轮，(b)为多叶前向叶轮。这种类型 的叶轮流道短而出口宽度较宽。叶轮能量损失大，整机效率低，运转时噪声大，容易在叶轮 间聚集杂物，易结垢，但产生的风压较高。其叶片一般较窄，叶片数量多，此类叶型的叶轮 多用于中小型离心风机。 （2）后向叶片的叶轮

叶片出口安装角β 2<90°。其中(c)为薄板后向叶轮，(f)为机翼形后向叶轮。这类叶型 的叶轮能量损失少，风量大风压较低，但整机效率高，运转时噪声小，不易结垢，应用广泛； 其生产工艺要求较高，一般大型离心风机多采用此类叶型的叶轮。 （3）径向叶片的叶轮

叶片出口安装角度β 2=90°，其中(d)为曲线形径向叶轮，(e)为直线形径向叶轮。前者 制作复杂，但损失小，后者则相反。结构简单生产成本较低，特点介于前向型叶片与后向型 叶片之间，效率较低，所以现在应用不是十分广泛，又由于其不易结垢的特点，一般只在粉 尘较大场合使用。 三种形式叶轮风机特性对比： 从下面的两个图表中可以看出在相同的风量下由于前向型风机的出风口较小，风速较 大，导致其动压部分过高，能量衰减过快，故而效率较低；而后向型的叶轮则刚好相反，较 大的出风口能使大量的风机动压转换成静压， 大大提高了其效率， 而且在风量不断增大的过 程中，前向型叶轮的功率急剧增加，后向型叶轮则平稳过渡，显示出良好的应变能力，所以 在很多大风量的风机都会选择后向型的叶轮， 而在小风量高压力的环境下前向型的叶轮则表 现的更好。

叶轮可做成闭式、开式和半开式三种型式。 采用闭式叶轮效率比较高； ，开式和半闭式叶轮流道不易堵塞，但是由于没有盖板，流 体在叶片间流动时易产生倒流，故效率较低。 封闭式叶轮的轴向力较小；半开式叶轮和开式叶轮的轴向力较大。

3.1.3.2 机壳 风机的机壳呈蜗壳形。 它的作用是汇集叶轮中甩出来的气体， 并将部分动压转换为静压， 最后将气体导向出口。 机壳可以用钢板、塑料板、玻璃钢等材料制成，其断面有方形和 圆形两种，一般中、低压风机多呈方形，高压风机则呈圆形。目前研 制生产的新型风机的机壳能在一定的范围内转动，以适应用户对出风 口方向的不同需要。 涡壳出口处气流速度仍然很大，为了有效利用气流的能量，在涡 壳出口装扩压器，降低出口流体速度，使部分动压转变为静压。由于 涡壳出口气流受惯性作用向叶轮旋转方向偏斜， 因此扩压器一般作成沿偏斜方向扩大， 其扩 散角通常为 6°～8°。根据出口管路的需要，扩散器有圆形截面和方形截面两种。 离心风机涡壳出口部位有舌状结构的截流板， 一般称为风舌。 风舌可以防止气体在机壳 内循环流动。一般有风舌的风机效率，压力均高于无舌的风机。 3.1.3.3 进口集流器 进口集流器装在叶轮前。 集流器的作用是保证气流能均匀地分布在叶轮入口断面， 达到进口所要求的速度值， 降 低流动损失。 集流器形式有圆筒形、圆锥形、圆弧形、锥筒形、弧筒形和锥弧形等。圆弧形、锥弧形 性能好，被大型风机所采用以提高风机效率，高效风机基本上都采用锥弧形集流器。

(a)圆筒形 (b)圆锥形 (c) 圆弧形 (d)锥筒形 (e)弧筒形 (f)锥弧形

3.1.3.4 进气箱 进气箱一般只使用在大型的或双吸的离心风机上。 其主要作用可使轴 承装于风机的机壳外边，便于安装与检修，对改善锅炉引风机的轴承工作 条件更为有利。对进风口直接装有弯管的风机，在进风口前装上进气箱， 能减少因气流不均匀进入叶轮产生的流动损失。 断面逐渐收敛的进气箱的 效果较好。 气流进入集流器有三种方式。 一种是自由进气； 另一种是吸风管进气， 该方式要求保证足够长的轴向吸风管长度；再一种是进气箱进气，当吸风 管在进口前需设弯管变向时，要求在集流器前装设进气箱进气，以取代弯 管进气，可以改善进风的气流状况。 3.1.3.5 导流器 在大型离心式风机或要求性能调节的风机的进风口或进风口的流道内装置一组可调节 转角的导叶（静导叶） ，这种导叶称为入口导叶或入口导流器。 导流器主要由轴向导流器和径向导流器两种。 轴向导流器既可在风机进风口内使用， 也可在进风口外端应用； 径向导流器是在风机进 口装有进气箱的情况下应用。实际中一般以轴向导流器应用较多。

进口内轴向导流器

进口外轴向导流器

径向导流器

轴向导流器通常由两端带法兰的筒体部分、 调节执行机构部分、 叶片及保持架部分组成。 导流器叶片是决定导流器性能好坏的关键部件，通常有平板型、机翼型和弧形三种。 3.1.4 离心风机的结构型式 3.1.4.1 离心风机的旋转方式 离心式风机可以做成右旋转或左旋转两种形式。 从原动机一端正视叶轮， 叶轮旋转为顺 时针方向的称为右旋转，用“右”表示；叶轮旋转为逆时针方向的称为左旋转，用“左”表 示。但必须注意叶轮只能顺着蜗壳螺旋线的展开方向旋转。 3.1.4.2 离心风机的出风口位置 根据风机使用条件的要求不同，离心风机的出风口方向，规定了“左”或“右”的回转 方向，每一回转方向分别有 8 种不同出风口位置，如图所示。另可补充 15°、30°、60°、 75°、105°、120°??角度。

图 3.1.4.3 离心风机的支承与传动方式 A 式：无轴承，电机直接传动 B 式：悬臂支承，皮带轮在轴承中间 C 式：悬臂支承，皮带轮在轴承外侧

出风口位置

D 式：悬臂支承，联轴器传动 E 式：双支承，皮带轮在外侧 F 式：双支承，联轴器传动

3.1.5 离心风机的特点 3.1.5.1 离心式风机的特点： 结构简单、运行可靠、制造成本较低，效率较高、噪声小、抗腐蚀性能较好，但是离心 式风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制， 不可能随着锅炉容量大幅度的增加而相应比例 增长。 3.1.5.2 离心风机实质是一种变流量恒压装置。 当转速一定时,离心风机的压力-流量理论曲线应是一条直线。由于内部损失,实际特性 曲线是弯曲的。 离心风机中所产生的压力受到进气温度或密度变化的较大影响。 对一个给定 的进气量,最高进气温度(空气密度最低)时产生的压力最低。对于一条给定的压力与流量特

性曲线,就有一条功率与流量特性曲线。当鼓风机以恒速运行时,对于一个给定的流量,所需 的功率随进气温度的降低而升高。

3.2 轴流式风机 3.2.1 轴流风机的工作原理 当电动机带动叶轮高速旋转运动时， 由于叶片对流体的推力作用， 迫使自吸入管吸入机 壳的流体产生迥转上升运动， 从而使流体的压强及流速增高。 增速增压后的流体经固定在机 壳上的导叶作用， 使流体的旋转运动变为轴向运动， 把旋转的动能变为压力能而自压出管流 出。 3.2.2 轴流风机的结构 轴流风机的主要部件有：主轴、叶轮、集风器、整流罩、导叶、扩压筒、调节装置和性 能稳定装置等。

轴流式风机结构示意图（两级叶轮） 1-进气箱 2-叶轮 3-主轴承 4-动叶调节装置 5-扩压筒 6-轴 7-电动机

3.2.2.1 叶轮 叶轮由轮毂和叶片组成，其作用和离心式叶轮一样，是实 现能量转换的主要部件。 轮毂的作用是用以安装叶片和叶片调节机构的，其形状有 圆锥形、圆柱形和球形三种。 叶片多为机翼形扭曲叶片。叶片做成扭曲形，其目的是使风机在设计工况下，沿叶片半 径方向获得相等的全压。 为了在变工况运行时获得较高的效率， 大型轴流风机的叶片一般做 成可调的，即在运行时根据外界负荷的变化来改变叶片的安装角。 3.2.2.2 集风器 集风器的作用是使气流获得加速，在压力损失最小的情况下保证进气速度均匀、平稳。 集风器的好坏对风机性能影响很大， 与无集风器的风机相比， 设计良好的集风器风机效率可

提高 10％～15％。集风器一般采用圆弧形。 3.2.2.3 整流罩 为了获得良好的平稳进气条件， 在叶轮或进口导叶前装置与集风器相适应的整流罩， 以 构成轴流风机进口气流通道。 3.2.2.4 导叶 导叶是轴流式风机的重要部件，它可调整气流通过叶轮前或 叶轮后的流动方向，使气流以最小的损失获得最大的能量；对于 叶轮后的导叶，还有将旋转运动的动能转换为压能的作用。 轴流式风机设置导叶有几种情形： （1）叶轮前仅设置前导叶 叶轮前设置导叶称为前导叶。前导叶的作用是使进入风机前 的气流发生偏转，把气流由轴向引为旋向进入，且大多数是负旋向（即与叶轮转向相反）， 这样可使叶轮出口气流的方向为轴向流出。目前，中、小型轴流风机常采用前导叶装置。 （2）叶轮后仅设置后导叶 叶轮后设置导叶称后导叶。气体轴向进入叶轮，从叶轮流出的气体绝对速度有一定旋 向，经后导叶扩压并引导后，气体以轴向流出。后导叶设置在轴流风机中普遍采用。 （3）叶轮前后均设置有导叶 在叶轮前后均设置导叶是以上两种型式的综合， 可转动的前导叶还可进行工况调节。 这 种型式虽然工作效果好，但结构复杂。 3.2.2.5 扩压筒 扩压筒的作用是将后导叶出来的气流动压部分进一步转化为静压，以提高风机静压。 3.2.2.6 性能稳定装置 性能稳定装置，又称 KSE 装置。这种性能稳定装置主要是用来抑制叶轮边缘流体失速 倒流而产生的不稳定现象的。 在额定流量下运行时， 不起任何作用。 KSE 如果流量减小， 叶轮外缘的一部分或整个进口 截面将出现失速，产生切向气流很大时，气流 开始反向倒流。如果无 KSE 装置，则叶轮进口 截面上的气流越来越不稳定；若带有 KSE 装 置，反向倒流至锥形部和旁路而就地获得稳 定，转子进口不再被阻。因反向倒流进入了旁 路内转折，叶栅再通过环形槽回流，并与主流会合，从而保证了轴流风机的稳定运行。 3.2.2.7 动叶调节机构

由于轴流式风机具有较大的轮毂， 故可以在轮毂内装设动叶调节机构。 动叶调节机构有 液压式调节和机械式调节两种类型。 该机构可以调节叶轮叶片的安装角， 进行风机运行工况 调节。目前，国内外大型轴流风机都已实现了动叶可调。 轴流风机动叶调节原理 轴流送风机利用动叶安装角的变化， 使风机的性能曲线移位。 性能曲线与不同的动叶安 装角与风道性能曲线，可以得出一系列的工作点。若需要流量及压头增大，只需增大动叶安 装角；反之只需减少动叶安装角。 叶片液压调节系统简图

改变动叶安装角是通过动叶调节机构来执行的， 它包括液压调节装置和传动机构。 液压 缸内的活塞由轴套及活塞轴的凸肩被轴向定位的， 液压缸可以在活塞上左右移动， 但活塞不 能产生轴向移动。为了防止液压缸在左、右移动时通过活塞与液压缸间隙的泄漏，活塞上还 装置有两列带槽密封圈。当叶轮旋转时，液压缸与叶轮同步旋转，而活塞由于护罩与活塞轴 的旋转亦作旋转运动。所以风机稳定在某工况下工作时，活塞与液压缸无相对运动。

活塞轴的另一端装有控制轴， 叶轮旋转时控制轴静止不动， 但当液压缸左右移动时会带 动控制轴一起移动。控制头等零件是静止并不作旋转运动的。 叶片装在叶柄的外端，每个叶片用螺栓固定在叶柄上，叶柄由叶柄轴承支撑，平衡块与 叶片成一规定的角度装设，二者位移量不同，平衡块用于平衡离心力，使叶片在运转中成为 可调。 动叶调节机构被叶轮及护罩所包围，这样工作安全，避免脏物落入调节机构，使之动作 灵活或不卡涩。 当轴流送风机在某工况下稳定工作时， 动叶片也在相应某一安装角下运转， 那么伺服阀 将油道①与②的油孔堵住，活塞左右两侧的工作油压不变，动叶安装角自然固定不变。 当锅炉工况变化需要减小调节风量时， 电信号传至伺服马达使控制轴发生旋转， 控制轴 的旋转带动拉杆向右移动。 此时由于液压缸只随叶轮作旋转运动， 而调节杆(定位轴)及与之 相连的齿条是静止不动的。于是齿套是以 B 点为支点，带动与伺服阀相连的齿条往右移动， 使压力油口与油道②接通， 回油口与油道①接通。 压力油从油道②不断进入活塞右侧的液压 缸容积内， 使液压缸不断向右移动。 与此同时活塞左侧的液压缸容积内的工作油从油道①通 过回油孔返回油箱。 由于液压缸与叶轮上每个动叶片的调节杆相连， 当液压缸向右移动时， 动叶的安装角减 小，轴流送风机输送风量和压头也随之降低。 当液压缸向右移动时，调节杆(定位轴)亦一起往右移动，但由于控制轴拉杆不动，所以 齿套以 A 为支点，使伺服阀上齿条往左移动，从而使伺服阀将油道①与②的油孔堵住，则液 压缸处在新工作位置下(即调节后动叶角度)不再移动， 动叶片处在关小的新状态下工作。 这 就是反馈过程。在反馈过程中，定位轴带动指示轴旋转，使它将动叶关小的角度显示出来。 若锅炉的负荷增大，需要增大动叶角度，伺服马达使控制轴发生旋转，于是控制轴上拉 杆以定位轴上齿条为支点，将齿套向左移动，与之啮合齿条(伺服阀上齿条)也向左移动，使 压力油口与油道①接通， 回油口与油道②接通。 压力油从油道①进入活塞的左侧的液压缸容 积内， 使液压缸不断向左移动， 而与此同时活塞右侧的液压缸容积内的工作油从油道②通过 回油孔返回油箱。此时动叶片安装角增大、锅炉通风量和压头也随之增大。当液压缸向左移 动时，定位轴也一起往左移动。以齿套中 A 为支点，使伺服阀的齿条往右移动，直至伺服阀 将油道①与②的油孔堵住为止，动叶在新的安装角下稳定工作。 用于叶片角液压调节机构的外调节杆配有力矩开关，在下列故障条件下发出报警： （1）液压油路断开； （2）伺服电机已启动而未达到所需油压； （3）调节杠杆和转动油密封之间的调节阻力过大。 3.2.3 轴流式风机的特点： （1）调节效率高，可使风机在高效率区域内工作，运行费用较离心式风机明显降低。 （2）轴流式风机对风道系统风量变化的适应性优于离心式风机。

（3）轴流风机重量轻，低的飞轮效应值等方面比离心式风机好。 （4）轴流式风机结构复杂，制造工艺、精度要求高。 （5）轴流式风机如与离心式风机的性能相同的话，则轴流式风机的噪声强度比离心式风机 高。 3.3 罗茨风机 3.3.1 罗茨风机的工作原理 罗茨风机是一种容积式鼓风机。通过一对转子的“啮合” （转子之间有间隙，又不相互 接触）使进气口隔开，转子由一对同步齿轮传动，做反方向运动，将吸入的气体无内压缩的 从吸气口推至排气口。气体到达排气口的瞬间，因排气侧高压气体的回流而被加压，从而完 成气体输送。

罗茨风机工作原理图

3.3.2 罗茨风机的结构 罗茨风机由缸体、主从动转子、主从动齿轮、侧墙板、轴承、密封、安全阀、止回阀、 过滤器、弹性接头等组成。

罗茨风机结构示意图 1、罗茨鼓风机壳体 2、三叶型叶轮 齿轮毂 3、主动轴 4、从动轴 5、齿轮端墙板 6、齿轮箱 7、齿轮 8、

9、轴伸端墙板 10、闷盖

11、轴承

12、轴伸油封盖

3.3.3 罗茨风机的特点 罗茨风机特点是压头高、风量小。缺点是噪音大，调节时不能采用节流调节。罗茨风机 是两个相同转子形成的一种压缩机械，转子的轴线互相平行，转子中的叶轮与叶轮、叶轮与 机壳、叶轮与墙板具有微小的间隙，避免相互接触，构成进气腔与排气腔互相隔绝，借助两 转子反向旋转，将体内气体由进气腔送至排气腔，达到鼓风的作用。

由于叶轮之间、叶轮与机壳、叶轮与墙板均存在很小的间隙，所以运行时不需要往气缸 内注润滑油，运行时也不需要油气分离器辅助设备，由于不存在转子之间的机械摩擦，因此 具有机械效率高，整体发热少，使用寿命长等优点。 罗茨风机是比较精密的设备，关键是平时保养，要注意入口过滤器的清扫和更换，室内 空气的干净与畅通，润滑要保证。

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风机的性能曲线
用以表示通风机的主要性能参数(如风量、 风压、 功率及效率)之间关系的曲线称为风机

特性曲线或风机性能曲线。 4.1 风机性能曲线的作用： (1)能直观地反应了风机总体的性能，对其安全经济运行意义重大。 (2)作为设计及修改新、老产品的依据；相似设计的基础。 (3)反映工作状态 （运行工况、 设计工况、 最佳工况） 4.2 离心式风机性能曲线的特点： （1）Q — P 关系曲线一般是下降的， （2）Q — N 关系曲线是上扬的，负荷随流量增大 而增大，离心式风机应该关闭阀门启动。 （3）Q —η 曲线为驼峰型，其最高点表明为最大效 率，它的位置与设计流量相对应的。 最高效率点的±10%的区间内属于高效区段， 也 是经济使用范围。 4.3 轴流式风机性能曲线的特点： (1)qv—p 性能曲线，在小流量区域内出现驼峰 形状， c 点的左边为不稳定工作区段， 在 一般不 允许风机在此区域工作。 (2)功率 P 在空转状态(qv＝0)时最大， 随流量的 增加而减小， 为避免原动机过载， 对轴流式风机 要在出口阀门全开状态下启动。 如果叶片安装角 是可调的， 在叶片安装角小时轴功率也小， 所以 对可调叶片的轴流式风机可在小安装角时启动。 (3)轴流式风机高效区窄；因此，一般轴流式风 机不设置调节阀门来调节流量， 而采用调节叶片安装角度或改变转速的方法来调节流量， 使 之在很大的流量变化范围内保持高效率，这就是可调叶片轴流式风机较为突出的优点。

5

风机的运行
在运行中，风机的工作状况不可避免地要根据锅炉负荷而经常变动。为此，应对风机的

5.1 风机的调节方式

工作状况进行调节， 使风机输出的工作流量与实际需要的数值相平衡。 风机调节的基本方法 有节流调节、变速调节、入口导叶调节和动叶调节。 5.1.1 节流调节 节流调节就是在通风管路上装置节流挡板，根据实际需要来改 变节流挡板的开度，以达到调节风机风量的目的。节流挡板可以装 在风机的出口管路上或进口管路上。节流挡板动作时，管路的阻力 特性将随之改变，而风机的特性曲线不改变。因此风机的工作点也 就相应改变。 如图所示，若需减小流量，可关小风机入口挡板，管路阻力特 性由曲线 1 移动到曲线 2，风机流量由 Q1 减小到 Q2，而风压则由 P1 上升至 P2。这种调节 方法简单可靠，但由于关小挡板增加了局部阻力，所以不经济，中小型离心风机有采用入口 节流挡板调节。 5.1.2 变速调节 变速调节是通过改变风机的转速， 使风机的特性曲线发生改变， 用以改变风机的工作点，达到调节风量的目的。 如图所示，当风机转速由 n1 变到 n2 时，风机特性由曲线 1 移 到曲线 2，由于管路特性并未改变，所以工作点由点 1 变为点 2，相 应流量和压力也分别由 Q1、P1 变到 Q2、P2。变速调节时，随着流 量的减小风压相应降低，因此风机耗电要小于节流调节，具有较高 的经济性。改变风机转速的方法可采用液力偶合器、调速电机或变 频调速器等。 5.1.3 入口导叶调节 通过调节装置改变导流器叶片的安装角度， 可以改变风机性能曲线， 从而实现风机工作 点位置的变化。离心式风机常采用入口导叶调节方式。

如图所示，

为导流器的安装

角， 导叶的角度可控制进入风机前的气流所产生的预旋
的强弱。导叶开得越大，则入口气流的切向速度越大，

部分静压变为速度能，风机性能曲线越陡直。这种调节的经济性，在低负荷时，比变速调节 稍差，在高负荷时，比变速调节高，但都优于节流调节。 入口导叶的安装方向必须与风机的旋转方向一致， 否则， 气流在通过导叶后要转一个急 弯进入叶轮，损失很大，使风机出力大大下降。运行中若发现风机带不上负荷，或导叶开大 时电流指示值反而减小等不正常现象，则往往是导叶装反的结果。 5.1.4 动叶调节 轴流风机的流量调节普遍采用可动叶片调节 方式。它是通过运行中改变动叶的安装角，变动 风机的性能曲线而达到调节风量的目的的。 如图所示，当动叶的安装角增大时，特性曲 线位置向右上角移动，工作点变化，结果是流量、 风压和功率都增大。因此轴流风机启动时，均采 用减小或关闭动叶安装角的方法来降低启动功 率。 当改变叶片安装角时，流量变化较大，压头变化不大，而对应的最高效率变化也不大， 因此对动叶可调的轴流风机， 可在较大的流量范围内保持高效率。 这种调节经济性和安全性 较好，每一个叶片角度对应一条曲线，且叶片角度的变化几乎和风量成线性关系。大型的轴 流式风机采用动叶调节的形式日益广泛。 5.1.5 旁通调节 把输出管路上的一部分流量放空或引入低压供风系统， 它实质是改变管道性能曲线， 从 而改变工作点。适用于容积式风机，如罗茨风机。 5.1.6 采用不同调节方式运行的经济性比较

图为采用不同调节措施的通 风机运行经济性示意图， 高效区一 目了然。按效率从高到低排序是： 动叶可调式轴流风机、 离心风机带 轴向导流器加双速电机、 轴流风机 前导叶调节、 离心风机加轴向导流 器、离心风机节流加双速电动机、 离心风机节流调节， 离心风机加液 力偶合器只有在调节幅度较大时 才有较高的运行经济性。

5.2 单台风机的运行 5.2.1 离心式风机运行 单台离心式风机一般应在最高效率点附近的稳定区域运行， 如图中的 A 点。 这样沿着同 一系统阻力曲线，当流量减小时，都能保证风机运行稳定，如 B、C、D 点。 不允许风机在可能导致气流脉动、机壳及进出口管道振动，甚至引起喘振的 A1 点左侧 运行。

典型离心风机性能曲线 5.2.2 轴流式风机运行

典型动叶调节轴流风机性能曲线

对于轴流式风机，每一给定的调节叶片（动叶或静叶）角度，均有一对应于产生失速的 最小流量。风机全特性曲线存在一较大的失速（喘振）区，如图所示。如果风机选择在 A 点运行，则沿着不变的系统阻力曲线，流量的任何变化，风机都能稳定运行。 5.3 风机的并联运行 5.3.1 离心式风机的并联运行 下图示出了两台后弯离心式风机并联时单台风机的典型并联运行曲线。 两台风机并联运 行时系统工作点是 C 点， 但每台风机是在各自性能曲线的 A 点上运行。 如果一台风机停止运 行，则另一台风机的运行点将沿着特性曲线移到 B 点，与管路系统阻力相匹配。对于前弯风 机，这时需注意监视风机的电流，以防电机超载。 停用的风机（下称第二台）再次启动时，风机的隔离门和入口调节门均应关闭，以减少 启动阻力矩和启动时间。 如果由于上述风门的泄漏而造成风机在启动前反转时， 启动应特别 谨慎（大型离心式风机特别是引风机宜配备制动或盘车装置），以防止启动时间过长而损坏 电动机。通常，风机的启动时间应限制在 25s 以内。 当第二台风机启动并达到全速时， 它将在自己的特性曲线上的 F 点运行， 两台并联运行 的风机压力应相等，实际上第二台风机是从 G 点开始并入系统，FG 垂直距离为挡板损失。 逐渐打开第二台风机的调节门，它的运行点将沿着曲线 GA 移动。与此同时，第一台风机的 运行点将沿着它的性能曲线 BA 移动，直到第二台风机挡板全开，两台风机同时在 A 点运行 时， 实现两台风机的并联运行。 此后， 如果系统流量需要改变， 则两台风机应同时进行调节。

两台离心式风机并联时 单台风机的典型并联运行曲线

两台轴流式风机并联时 单台风机的典型并联运行曲线

5.3.2 轴流式风机的并联运行 上图中示出了两台动叶调节轴流式风机并联时单台风机的典型并联运行特性曲线。 两台 风机并联运行的系统工作点是 C 点， 但每台风机是在各自性能曲线的 A 点运行。 如果一台风 机停止运行，则另一台风机运行点将沿着特性曲线移到 B 点，与管路系统阻力相匹配。单台 风机的最大出力取决于动叶的最大角度和电动机的容量。 当要启动停用的风机时， 其隔离门 应关闭，叶片角度（动叶调节为动叶角度，静叶调节为调节导叶角度）应调至最小。当风机 达到全速，隔离门打开时，风机将在 D 点运行。然后将第二台风机的叶片角度调大，同时将 第一台风机的叶片角度调小， 此时它们的运行点将分别沿着 DE 和 BE 移动， 直到 E 点时两台 风机实现并联运行。此后，可以同步调节两台风机至所需要的工况。此时，它们的运行点将 分别沿着自己的系统阻力曲线 EA 移动。 在任何情况下，当第一台风机运行时的压力高于第二台风机失速界线的最低（图中 S 点）压力时，决不允许启动第二台风机进行并联。如需并联，则应降低第一台风机的出力， 使其运行点的压力低于 S 点压力后再启动第二台风机进行并联。 否则不仅不能实现两台风机 并联运行增加总出力的目的，还可能造成两风机发生“抢风”的不稳定运行状况，甚至发生 喘振，损坏风机。 5.3.3 风机受到高气流脉动的避免措施 为避免高的气流脉动对风机造成的危害， 轴流式风机应避免所有可能的运行工况落入失 速区（不稳定工况区）内运行；离心式风机应避免调节门开度在 30％以下长期运行。 5.4 风机的异常运行 5.4.1 轴流风机的抢风 所谓“抢风”是指一台风机风量特别大，而另一台风机风量却特别小。若开大“小风量 风机”的风门，或关小“大风量风机”的风门，原来风量大的风机会突然跳到小风量运行； 而原来风量小的风机又突然跳到大风量运行， 风机的电流也跟着倒换， 使得风机不能稳定地

并联运行。 5.4.1.1 风机发生抢风的原因 风机之所以出现“抢风”现象，是因为轴流风机存在较大的不稳定工况区，而且风机处 于不稳定区运行。 当并联运行的两台风机发生“抢风”现象时， 风机的电流、压力、流量将出现明显的一侧上升另 一侧下降的现象，且电流、压力，流量低的那台风 机噪声及振动明显增加。 两台风机并联：右图为两台特性相同的轴流风 机并联后的总性能曲线。由于存在不同段曲线并联 的可能，因此在图中出现了一个“倒 8”形状的不 稳定工作区。若两台风机都在系统 1 中运行，即以 P1 点为运行点，每台风机都将在 E1 点运行，则“抢风”现象不会出现。如果由于某种原因， 管路系统阻力改变至系统 2（升高）时，由于风机的并联特性中有一个∞区域，若在此区域 运行，当系统阻力稍有差别，或系统风量稍有波动，其结果将使系统处于 P2 点并列运行， 两台风机则分别位于 E2 和 E2a 点工作。大风量的风机在稳定工况区工作，小风量的风机则 在不稳定工况区工作。两台风机的工作点互换，导致两台风机出现“抢风”现象。 5.4.1.2 风机抢风的危害 “抢风”现象不仅影响了并联装置的正常工作，而且还可能引起装置的振动，电机的空 载或过载等不良后果。风机抢风严重时可造成一台风量过大，另一台则出现倒流，甚至造成 两台风机的电动机损坏或风机轴位移等严重后果。 5.4.1.3 风机抢风的防范措施 （1）在点火和低负荷运行时，可以采用单台风机运行，待到单台风机不能满足负荷需要时， 再启动另一台风机投入并联运行。 （2）一旦发生抢风，就手动调节两台风机，保持适当的风量偏差（此时风机并列特性的∞ 字型区域收缩） ，以避开抢风区域。 5.4.1.4 动叶可调轴流风机并联时注意事项 （1）两台风机同时启动时 两台风机均应在动叶关闭的情况下启动， 达到额定转速后， 两台风机的出口风门同时打 开并同时向上调节风机动叶角度至额定工况， 调节时就注意两台风机的负荷均匀， 这种情况 下，风机的运行是稳定的。 （2）一台风机运行时另一台风机启动时 如果由于机组负荷的变化两台风机一台运行需要启动另一台时， 请按下面的程序启动及 调节风机。 风机应在叶片关闭的情况下启动，启动前，出口风门处于关闭状态。风机达到额定转速

后，打开出口风门，并向上调节风机动叶角度，同时将第一台风机动叶角度下调，在此过程 中要注意上调与下调幅度相匹配，以保证系统负荷不变，直至两台风机负荷相同时，再根据 需要同步调节两台风机动叶角度。 5.4.2 轴流风机的失速 5.4.2.1失速产生的原因 气流方向与叶片叶弦的夹角称为冲角。 风机处于正常工况时，冲角很小(a 接近于零)，气流绕过机翼型叶片而保持流线状态。

当气流与叶片进口形成正冲角，即 a>0，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动 工况开始恶化，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即所谓“失速”现象。

冲角大于临界值越多，失速现象越严重，流体的流动阻力越大，使流道阻塞，同时风机 风压也随之迅速降低。 风机的叶片在加工及安装过程中由于各种原因使叶片不可能有完全相 同的形状和安装角。 因此当运行工况变化而使流动方向发生偏离时， 在各个叶片进口的冲角 就不可能完全相同。如果某一叶片 进口处的冲角达到临界值时，就首 先在该叶片上发生脱流，而不会所 有叶片都同时发生脱流。 如图示：假设在叶道 2 首先由 于脱流而出现气流阻塞现象，叶道 受堵塞后，通过的流量减少，在该 叶道前形成低速停滞区，于是原来 进入叶道 2 的气流只能分流进入叶 道 1 和 3。这两股分流来的气流又 与原来进入叶道 1 和 3 的气流汇 合，从而改变了原来的气流方向，

使流入叶道 1 的气流冲角减小，而流入叶道 3 的冲角增大，由此可知，分流的结果将使叶 道 1 内的绕流情况有所改善，脱流的可能性减小，甚至消失，而叶道 3 内部却因冲角增大 而促使发生脱流，叶道 3 内发生脱流后又形成堵塞，使叶道 3 前的气流发生分流，其结果 又促使叶道 4 内发生脱流和堵塞，这种现象继续下去，使脱流现象所造成的堵塞区沿着与 叶轮旋转相反的方向移动。试验表明，脱流的传播相对速度 W1 远小于叶轮本身旋转角速度 W ，此种现象称为“旋转脱流”或“旋转失速”。 风机在实际生产中常见失速原因有： (1)风机出口挡板销子脱落或断裂等原因导致其突然关闭或部分关闭，动叶调节未能跟 上压力的突变，在压力波动及动叶自动调整过程中，造成并列运行的其中一台风机失速。 (2)变负荷过程中由于调节失灵或误操作致使 2 台风机风量、风压严重不平衡而失速。 (3)风机出入口风道堵塞，如暖风器或空预器严重积灰，两侧空预器积灰或堵灰情况不 一致，在系统有轻微扰动的情况下，就可能造成阻力大的一侧风机失速。 (4)运行磨煤机突然跳闸，磨煤机出入口关断挡板全关及冷热调节风门全关，造成一次 风压突升而导致失速。 (5)在磨煤机加减负荷过程中，因磨煤机风量的改变，两侧风机存在流量偏差，在一次 风机入口动叶调节过程中， 使流量和电流出现过大的偏差， 从而使其中一台动叶调节工况不 好的风机失速。 5.4.2.2风机失速的测量 旋转脱流对风机性能的影响不一定很显著， 虽然脱流区的气流是不稳定的， 但风机中流 过的流量基本稳定，压力和功率亦基本稳定，风机在发生旋转脱流的情况下尚可维持运行， 因此，风机的工作点如落在脱流区内，运行人员较难从感觉上进行判断。 因为旋转脱流不易被操作人员觉察， 同时风机进入脱流区工作对风机的安全终究是个威 胁，所以一般大容量轴流风机（一次风机、送风机）都装有失速探头。如图所示：失速探头 由两根相隔约3mm 的测压管所组成，将它置于叶轮叶片的进口前。

测压管中间用厚3mm 高（突出机壳的距离）3mm 镉片分开，风机在正常工作区域内运行 时， 叶轮进口的气流较均匀地从进气室沿轴向流入， 那么失速探头之间的压力差几乎等于零 或略大于零，如图中的AB 曲线图中△P 为两测压管的压力差。当风机的工作点落在旋转脱 流区， 叶轮前的气流除了轴向流动之外， 还有脱流区流道阻塞成气流所形成的圆周方向分量。

于是，叶轮旋转时先遇到的测压孔，即镉片前 的测压孔压力高， 而镉片后的测压孔的气流压 力低，产生了压力差，一般失速探头产生的压 力差达245～392Pa， 即报警， 风机的流量越小， 失速探头的压差越大， 如图中的BCD.由失速探 头产生的压差发出信号， 然后由测压管接通一 个压力差开关（继电器），压力差开关将报警 电路系统接通发出报警， 操作人员及时采取排 除旋转脱流的措施。

5.4.2.3风机失速的危害 风机进入不稳定工况区运行， 叶轮内将产生一个到数个旋转脱流区， 叶片依次经过脱流 区要受到交变应力的作用， 这种交变应力会使叶片产生疲劳。 叶片每经过一次脱流区将受到 一次激振力的作用， 此激振力的作用频率与旋转脱流的速度成正比， 当脱流区的数目2、 、、 3、、 时，则作用于每个叶片的激振力频率也作2 倍、3 倍、、、、的变化。如果这一激振力的作 用频率与叶片的固有频率成整数倍关系，或者等于、接近于叶片的固有频率时，叶片将发生 共振。此时，叶片 的动应力显著增加，甚至可达数十倍以上，使叶片产生断裂。一旦有一 个叶片疲劳断裂，将会将全部叶片打断，因此，应尽量避免风机在不稳定工况区运行。 5.4.3轴流风机的喘振 轴流风机在不稳定工况区运行时，还可能发生流量、全压和电流的大幅度的波动，气流 会发生往复流动， 风机及管道会产生强烈的振动， 噪声显著增高， 这种不稳定工况称为喘振， 或称飞动现象。 5.4.3.1 风机喘振产生的原因 下图为轴流风机 Q－H 性能曲线，若用节流调节方法减少风机的流量，如风机工作点在 K 点右侧，则风机工作是稳定的。当风机的流量 Q < QK 时，这时风机所产生的最大压头将 随之下降，并小于管路中的压力，因为风道系统容量较大，在这一瞬间风道中的压力仍为 HK，因此风道中的压力大于风机所产生的压头使气流开始反方向倒流，由风道倒入风机中， 工作点由 K 点迅速移至 C 点。但是气流倒流使风道系统中的风量减小，因而风道中压力迅 速下降，工作点沿着 CD 线迅速下降至流量 Q=0 时的 D 点，此时风机供给的风量为零。

由于风机在继续运转，所以当风道中的压力降低到相应的 D 点时，风机又开始输出流 量，为了与风道中压力相平衡，工况点又从 D 跳至相应工况点 F。只要外界所需的流量保持 小于 QK，上述过程又重复出现。如果风机的工作状态按 FKCDF 周而复始地进行，这种循环 的频率如与风机系统的振荡频率合拍时，就会引起共振，风机发生了喘振。 由此可知，风机产生喘振应具备以下条件： (1) 风机的工作点落在具有驼峰形Q－H 性能曲线的不稳定区域内； (2) 风道系统具有足够大的容积，它与风机组成一个弹性的空气动力系统； (3) 整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时，产生共振。 在实际生产中风机常见喘振原因有： (1)烟风道积灰堵塞或烟风道挡板开度不足引起系统阻力过大(如发生风机入口滤网杂 物堵塞；暖风器或空预器换热面积灰、杂物堆积堵塞)。 (2) 两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行 （一般是是风 机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出，使两风机导叶调节不同步引起大的偏差。 (3) 风机长期在低出力下运转。 5.4.3.2 风机喘振的测量 轴流式引风机在叶轮进口处装置喘振报警装置， 该装置是由一根皮托管布置在叶轮的前 方，皮托管的开口对着叶轮的旋转方向。 如下图所示：皮托管是将一根直管的端部弯成 90°（将皮托管的开口对着气流方向）， 用一 U 形管与皮托管相连，则 U 形管（压力表）的读数应该为气流的动能（动压）与静压 之和（全压）。在正常情况下，皮托管所测到的气流压力为负值，因为它测到的是叶轮前的 压力。但是当风机进入喘振区工作时，由于气流压力产生大幅度波动，所以皮托管测到的压 力亦是一个波动的值。 为了使皮托管发送的脉冲压力能通过压力开关， 利用电接触器发出报

警信号，所以皮托管的报警值是这样规定的：当动叶片处于最小角度位置用一 U 形管测得 风机叶轮前的压力再加上 2000Pa 压力，作为喘振报警装置的报警整定值。

当运行工况超过喘振极限时， 通过皮托管与差压开关， 利用声光向控制台发出报警信号， 要求运行人员及时处理，使风机返回正常工况运行。 5.4.3.3 风机喘振的危害 风机在喘振区工作时，流量急剧波动，产生气流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声 增大，而且风压不断晃动，风机的容量与压头越大，则喘振的危害性越大。喘振的发生会破 坏风机与管道的设备，威胁风机及整个系统的安全性。 5.4.4 风机失速与喘振的区别 旋转脱流与喘振的发生都是在 Q－H 性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关 的，但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。旋转脱流发生在如图所示的风机 Q－H 性能曲线 峰值以左的整个不稳定区域；而喘振只发生在 Q－H 性能曲线向右上方倾斜部分。旋转脱流 的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。 旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。 失速是引发喘振的前因， 但失速不一定会喘 振，喘振是失速恶化的宏观表现。 失速和喘振是两种不同的概念， 失速是叶片结构特性造成的一种流体动力现象， 它的一 些基本特性，例如：失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己的规律，不 受风机系统的容积和形状的影响。 喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种表现形式， 它的振幅、 频率等基本特 性受风机管道系统容积的支配，其流量、压力功率的波动是由不稳定工况区造成的，但是试 验研究表明， 喘振现象的出现总是与叶道内气流的脱流密切相关， 而冲角的增大也与流量的 减小有关。所以，在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。 5.4.5 风机失速和喘振的处理及预防 (1)当发现风机动叶开大，出力下降，电流显著减小，就地振动大，噪声高，这时基本 可以判定风机已失速。 应立即退出风机自动控制转为手动调节， 逐渐减少喘振风机的动叶开 度，降低 P—Q 曲线，降低临界工作点(K 点)，使调节后的风机处于高效率稳定工作区域内，

直至喘振风机的电流回升至正常值。 在这同时可以快速降低机组负荷， 并减小另一侧风机出 力或开大母管上的一些风门，降低管道阻力和降低母管压力，使喘振风机尽快带上负荷，平 衡两侧出力。 (2)平时运行过程中，要注意尽量减少两侧动叶开度偏差，使两侧出力平衡(电流值相 近)，并且开度不要过大。还要按规定及时吹灰，减小系统阻力。 (3)如经常性地发生失速，应考虑对系统进行改造，如变直角弯头管路为圆弧角、风机 入口加装导流板、加装母管过压保护快开门等。 5.5 风机的经济运行 5.5.1 风机节能的重要性 由于选型设计的差异， 制造质量和运行维护水平高低的差别， 我国各电厂风机耗电率的 差别还较大。一般送、引、一次风机均采用动叶可调轴流式风机的电厂，其三大类风机的年 均总耗电率（占电厂发电量的百分数）可以达到 1.5%以内，最好的可达 1.0%。配备离心式 风机的大型电厂，其三大类风机的年均总耗电率一般在 2.0%以上，最好的也接近 2.0%，而 高的可达到 2.5% 以上。因此，深挖风机节电潜力，减少风烟系统辅机耗电量，可以有效降 低机组厂用电率。 5.5.2 电厂运行风机的节能工作 5.5.2.1 设备运行维护方面 （1）减少系统无效压损和控制泄漏率。 结合锅炉燃烧情况，运行中尽可能地开大系统风烟挡板，减少挡板节流损失，降低风机 电耗。加强空预器漏风及积灰治理，减少漏风损失，降低空预器通流阻力。 （2）合理安排运行方式，使辅机处于最佳运行工况。 对双风机配置的大型电厂，可结合地区潮流分布特点，机组负荷在 50%BMCR 及以下工 况运行时，采用单台一次风机、单台引风机的运行方式，节省生产厂用电。同时，采用这种 运行方式也避免了低负荷下一次风机和引风机的失速，提高了运行的安全性。 （3）结合机组需求，使辅机提供的介质流量、压力、流速处于最佳工况，例如锅炉经常采 用的低氧燃烧技术。 5.5.2.2 风机的技术改造方面 对运行效率很低的风机要进行技术改造， 由于风机运行效率低的原因较多， 如果考虑不 周，改造后不但不能提高效率，反而不如以前，甚至带负荷困难。因此工作应慎重，要弄清 风机运行效率低的主要因素，并采取相应的对策。故风机运行原始资料收集很重要，重要参 数要实测且与计算相比较，以避免失误。目前风机改造方法有以下几种： （1）从长远看，当风机容量不符合要求时最好进行全面改造，更换风机。 选型时注意风机与系统的匹配，风量风压两参数均应与锅炉实际需要相符，这样，在锅 炉运行时导流器处于全开或接近全开状态，使风机在高效区域运行。 （2）改变风机调节方式，使辅机工作点处于高效区。

在风机的几种调节方式中， 转速调节方法没有附加阻力， 因而是比较理想的一种调节方 法，特别是应用在负荷变化较大的设备上，更能显示出它的优越性。转速调节的另一个好处 是起动转矩小，减少了电力干线干扰。 当下采用较多的变频调速装置，通过技术改进，其运行稳定性逐年提高。但对负荷较稳 定的锅炉风机就没有必要非采用变速调节不可， 目前采用导流器配合双速调节方式是比较合 理的。 （3）改变风机规范。 采用改变风机规范的方法就可以改变风机的工作范围， 以求在新的区域工作时具有较好 的经济性。这种方法是一种简便的临时措施，但仍然是较为有效的。 5.5.3 电厂风机的选型工作 （1）风机选型力求合理，不但选好型，更重要的是选好“号” ，不仅考虑设计效率，更要注 意运行效率。 选型最好采用比转数法， 使风机运行时比转数与风机最高效率时比转数接近， 即风机工 作点不要偏离效率最高点过多， 同时注意不能忽视高效范围的适应性， 使高效风机能发挥高 效作用。经过全面的经济技术比较，确定出合适的风机型式，保持风量风压裕量适当。目前 我国在风机选用上富裕量过大，对于动力发电锅炉，因为机组配套锅炉容量要比汽机大 10% 左右，风机计算容量又要比锅炉大 5%～10%，由于风机是定型产品，在选择风机时往往风量 风压又比计算的大，这样就使选择风机容量比汽机满负荷运行时所需风量要大 20%左右。对 于工业锅炉，大马拉小车现象较为严重，风机实际运行效率低，造成能源浪费，对此应当予 以充分重视。 （2）锅炉引风机与脱硫增压风机合并。 目前国内轴流风机生产厂家技术实力有很大提高，能生产满足需要的风机。对于新建 电厂项目，采用联合引风机方式相比引风机和增压风机分开设置方式，具有台数节约，系统 简单故障点少；调节对象单一，烟气系统响应负荷变化较为迅速、准确等特点。 风机选型设计时，要充分考虑并准确计算相关系统（锅炉本体、预热器、脱硝装置、脱 硫装置等）的阻力，以保证机组投入运行后锅炉引风机的安全、经济运行，并能满足锅炉防 爆规范的要求。 5.6 风机的运行维护 (1)风机正常运行时，按巡回检查项目进行定期检查，发现异常应及时汇报主值并分析 处理，设备有缺陷应及时填写缺陷联系单并通知检修人员处理。 （2）检查各轴承温度正常，厂家无特殊规定时，执行下表标准：

轴承种类 轴承温度

滚动轴承 电动机 ≤80℃ 机械 ≤100℃

滑动轴承 电动机 ≤70℃ 机械 ≤80℃

（3）检查各轴承振动正常，制造厂无特殊规定则执行下表标准：

额定转速 rpm 振动 mm

3000

1500

1000 0.1/0.13

750 及以下 0.12/0.16

备注 电机/机械

0.05/0.06 0.085/0.1

(4)经常翻看 DCS 上各系统画面，检查各系统运行方式、参数、阀门状态是否正确。 (5)严格按设备定期轮换与试验制度定期对设备进行轮换和试验。 严格按设备定期加油、 换油和预防性维修时间对设备进行维护和检查， 在设备的定期检修期间发现设备异常或运行 参数异常要及早进行处理。 (6)保证各项控制参数在允许范围内，设备存在缺陷，运行中无法处理要及早安排停止 设备进行检修； 在设备带缺陷运行期间要加强设备参数的监视和分析， 并适当增加就地设备 巡检次数；当设备缺陷扩大，发展趋势明显要立即汇报；当设备缺陷进一步扩大可能造成设 备损坏和对人员造成伤害要立即停止设备运行；在设备带缺陷运行期间禁止解除设备的保 护，制定防范措施，做好相应的事故预想。 (7)根据季节、气候的变化，作好防雷、防潮、防汛、防冻、防暑措施并做好相关事故 预想。 (8)保持设备及其周围环境清洁

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风机的发展趋势
风机已经在这个世界中被应用了很久了， 而且风机本身的科技含量也随着风机的不断使

用和用户需求的不断增加而提高。 随着社会的需要风机的类型也逐渐变的很宽广， 如果详细 给风机划分分类的话， 就有七大类可以细分为离心式压缩机、 轴流式压缩机、 离心式鼓风机、 罗茨鼓风机、离心式通风机、轴流式通风机和叶氏鼓风机，这些类型的风机已经被各行各业 所接受。 风机需求特点预测对于使用量大面广的中小型风机， 产品结构及制造工艺比较简单， 成本 也较低，用户主要追求的是高效率、低噪声、长寿命，且价格便宜。另一种是资金、技术密 集型，产品结构复杂，制造周期长，成套性和系统性也强，而且在高压、高温及高速条件下 运行，有的甚至在恶劣工况下运行，用户对该类风机各有不同要求。对透平鼓风机和压缩机 及大型通风机，用户主要追求的是高质量、高可靠性、运转平稳且周期长。 风机的节能改造对于企业来说是一个很大的机遇，离心风机用电约占全国发电总量的 5%, 对离心风机系统进行节能改造意义重大。 国内离心风机企业售后检测、 节能改造等服务及其 带来的配件销售占总销售额的比例尚不足 10%，相比较国外成熟风机企业服务及配件销售占

总销售额 40%具备很大提升空间。 科学技术的不断发展， 人们对风机使用的要求也愈来愈高， 就目前国外风机技术发展趋 势而言，将朝着风机容量不断增大、高效化、高速小型化和低噪音方向发展。 大型风机容量继续增大。随着火电站、石油化工及冶金等工业装置的大型化，需要各种 类型的大型压缩机、鼓风机及通风机。如炼油装置向年产 1000 万吨发展，合成氨装置向年 产 68 万吨发展。各种装置的大型化迫使风机容量不断增加。 发展高压小流量压缩机。随着新技术的发展，新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器 的出现，开发超高压压缩机和小流量压缩机，取代往复式压缩机以满足工业领域的需要，是 风机产品的又一发展趋势。 高效化。进一步研究三元流动理论，扩大其应用范围。在透平压缩机方面，随着计算机 的迅速发展及三元气流分析的应用， 三元流动叶轮的研究已从准三元流动叶轮发展到全三元 流动叶轮。三元气流分析法不仅用于叶轮设计，还发展到叶片扩压器静止元件设计中，以期 达到最高的机组效率。三元流动叶轮在离心通风机中，也将得到越来越多的应用。扩大调节 范围，提高变负荷条件下风机的效率，即运行效率，也是风机高效化的重要内容。 高速小型化。各类风机采用三元流动叶轮后，在提高效率的同时，可以取得缩小体积和减 轻重量的明显效果，提高转速也是风机小型化的重要途径之一。为了解决提高转速后，给压 缩机叶轮材料、密封系统、轴承系统及转子稳定性带来的系列问题，出现了新研制的叶轮材 料、液体动力旋转气体密封、高速气体轴承及磁力悬浮轴承等当代最新技术成果，为风机实 现高速小型化创造了良好的条件。 低噪声化。 风机的噪声是工业生产中噪声污染最主要的来源之一。 风机大型化和高速化 使噪声问题更加突出。风机的噪声主要是气动噪声，气动噪声包括旋转噪声和涡流噪声。对 不同种类的风机，采用不同的降噪方式，对于透平压缩机主要采用噪声防护；对于低频噪声 风机主要通过改进风机结构设计， 降低本体噪声。 如仍达不到环保要求， 则要配置消声装置。 计算机集成制造系统在风机中得以广泛应用。 计算机及自动化技术的迅速发展， 使得风 机制造厂普遍采用计算机各种单元技术， 并在此基础上致力于企业实现计算机集成制造技术 的应用。 此外，计算机技术的发展，带动了工业自动控制水平的不断提高。随着各种产业装置规 模的不断扩大， 对生产过程控制的要求， 已从过去的单一工况参数控制发展到多工况参数控 制， 这样便可更好地满足生产工艺流程的要求， 并从原有对具体设备的控制转变为对整个装 置的综合控制。

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附图

7.1 单级高速离心鼓风机图

7.2 多级离心风机外形图

7.3 多级离心风机组装图

7.4 单级静叶调节轴流风机结构图

D1集流器

可调前导叶

D2集流器

叶轮 进气箱

扩压器

后导叶

7.5 双级动叶可调轴流风机图

7.6 离心式与轴流式风机性能曲线图