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。
综述
离心式风机是石材加工企业常用的辅助生产设备,主要用于通风与
除尘装置中,如石材切割和打磨工序中
旋风除尘器及
布袋除尘器等均需要利用离心式风机对生产场地进行除尘处理,确保生产环境洁净,保护生产者身心健康。
风机是一种高耗能的设备,消耗的电力资源在石材加工中的比例较大,随着当前我国能源的日益短缺及高产、高效工作面的推广应用,节能降耗已成为石材生产企业普遍关注的问题,许多石材生产企业把降低风机的电耗作为当前的重要工作。降低风机的电耗除了提高风机本身的效率外,合理地选用风机的调节方式是最重要的,因为石材生产的负荷随工艺的需求而时刻变化,大多数风机都需要根据主机负荷而经常调节流量。
当前,石材加工企业风机的节能调节方法比较陈旧,一般采用节流调节。当采用节流调节时,风机的流量主要采用调节阀门或节流挡板来进行调节,风机的节流量大,低负荷时甚至节流50%以上,由于存在节流损失及偏离高效区运行,能量浪费非常严重。而如果调节风机的
转速,既可以取消节流损失,又可以保证风机始终运行在高效区,因此可以大幅度节约
电能。可以说调节风机的转速来运行风机是一种有效的节能方式,体现了当前建材工业生产的新趋势。
性能特点
离心式风机实质是一种变流量恒压装置。当转速一定时,离心式风机的压力-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。离心式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。
工作原理
离心式风机的工作原理与
透平压缩机基本相同,只是由于气体流速较低,压力变化不大,一般不需要考虑气体比容的变化,即把气体作为不可压缩流体处理。
离心式风机是根据动能转换为势能的原理,利用高速旋转的叶轮将气体加速,然后减速、改变流向,使动能转换成势能(压力)。在单级离心式风机中,气体从轴向进入叶轮,气体流经叶轮时改变成径向,然后进入扩压器。在扩压器中,气体改变了流动方向造成减速,这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中,其次发生在扩压过程。在多级离心式风机中,用回流器使气流进入下一叶轮,产生更高压力。
离心式风机的叶片,按其出口安装角的大小可分为后弯式、前弯式、径向三种形式。后弯式叶片的弯曲方向与叶轮旋转方向相反,出口安装角小于90度;径向叶片的出口方向为径向,出口安装角等于90度;前弯式叶片的弯曲方向与叶轮旋转方向相同,出口安装角大于90度。
离心式风机可制成右旋和左旋两种型式。从电动机一侧正视:叶轮顺时针旋转,称为右旋转风机;逆时针旋转,称为左旋,
历史发展
风机已有悠久的历史。中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车,它的作用原理与现代离心式风机基本相同。
1862年,英国的圭贝尔发明离心式风机,其叶轮、机壳为同心圆型,机壳用砖制,木制叶轮采用后向直叶片,效率仅为40%左右,主要用于矿山通风。
1880年,人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳,和后向弯曲叶片的离心式风机,结构已比较完善了。
1892年法国研制成横流风机。
1898年,爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心式风机,并为各国所广泛采用。
19世纪,轴流风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风,但其压力仅为100~300帕,效率仅为15~25%,直到二十世纪40年代以后才得到较快的发展。
1935年,德国首先采用轴流等压风机为锅炉通风和引风。
1948年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流风机;旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机。
2002年,中国的防爆离心式风机,在化工,石油,机械等领域广泛被采用。
发展趋势
随着离心式风机的应用范围越来越广,各种不足和问题也都开始逐一被发现并改进。但是单一的发现问题后再改进已经无法满足市场快速发展的需求。离心式风机的发展必须以满足市场需求为前提,加以创新,研发出新式的离心式风机才能推动市场的发展。
虽然功能各异,但是总体上离心式风机的发展正朝着低能耗、低噪音、高效率的方向发展。
应用范围
离心式风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却;
锅炉和工业炉窑的通风和引风;
空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风;
谷物的烘干和选送;
风洞风源和气垫船的充气和推进等。
调试方法
离心式风机是一台构造复杂的设备,主要有进风口,风阀,叶轮,电机、出风口组成。在不同的状态下,离心式风机的效果也不相同。因此,不同的部分运行状况不同时,离心式风机的效果会受到影响。将离心式风机调试至最佳状态,可以从多个方面入手。
1、离心式风机允许全压起动或降压电动,但应注意,全压起动时的电流约为5-7倍的额定电流,降压起动转矩与电压平方成正比,当电网容量不足时,应采用降压起动。
2、离心式风机在试车时,应认真阅读产品说明书,检查接线方法是否同接线图相符;应认真检查供给风机电源的工作电压是不是符合要求,电源是否缺相或同相位,所配电器元件的容量是否符合要求。
3、试车时人数不少于两人,一人控制电源,一人观察风机运转情况,发现异常现象立即停机检查;首先检查旋转方向是否正确;离心式风机开始运转后,应立即检查各相运转电流是否平衡、电流是否超过额定电流;若有不正常现象,应停机检查。运转五分钟后,停机检查风机是否有异常现象,确认无异常现象再开机运转。
4、双速离心式风机试车时,应先起动低速,检查旋转方向是否正确;起动高速时必须待风机静止后再启动,以防高速反向旋转,引起开关跳闸及电机受损。
5、离心式风机达到正常
转速时,应测量风机输入电流是否正常,离心式风机的运行电流不能超过其额定电流。若运行电流超过其额定电流,应检查供给的电压是否正常。
6、离心式风机所需电机功率是指在一定工况下,对离心式风机和风机箱,进风口全开时所需功率较大。若进风口全开进行运转,则电机有损坏的危险。风机试车时最好将风机进口或出口管道上的阀门关闭,运转后将阀门渐渐开启,达到所需工况为止,并注意风机的运转电流是否超过额定电流。
严格按照上述调试方式对离心式风机进行调试,可让离心式
风机的效率达到98%以上。