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鼓风机的种类及其优缺点

编辑:本站原创 发布时间:2021-10-23 15:28:47 点击:

   鼓风机它是一种输送气体的通用机械。从能量观点来分析,它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械,作为气体动力源主要用于气体输送。从使用领域分析还可用于气体助燃、金属氧化、脱硫氧化、发酵、污水处理等。

  
  鼓风机的分类:
  
  容积式:罗茨风机、螺杆风机
  
  离心式:多级离心风机(低速)
  
  单级离心(高速):齿轮增速、空气悬浮、磁悬浮
  
  各类鼓风机原理及优缺点:
  
  1.螺杆鼓风机
  
  原理:螺杆式风机的运行原理是两根平行的阴阳转子在“∞”形气缸中相互啮合形成工作容积,通过同步齿轮,转子作反向高速转动,随着转子转动工作容积的大小发生周期性的变化,在气体输送过程中同时实现气体的压缩。
  
  优点:
  
  (1)排量、 输出压力控制方便。
  
  (2)抗污染能力强。螺杆式风机的增压部件为一组相互啮合的螺杆, 这种结构具有很强的抗污染能力。
  
  缺点:
  
  (1)易出现漏气现象。 以螺杆相互啮合进行空气压缩的螺杆式风机因其结构特点, 容易出现漏气现象。
  
  (2)螺杆易磨损。 螺杆式风机的啮合压缩方式需要2支螺杆在工作中不断接触,这就会出现螺杆材料的磨损, 且随着使用时间增加,磨损情况也会逐渐加剧。
 
无油螺杆鼓风机.jpg
  
  2.罗茨鼓风机
  
  原理:罗茨风机为容积式风机,输送的风量与转数成比例,目前多为三叶型,三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3 次吸、排气。结构简单,性能稳定。特点是在最高设计压力范围内,管网阻力变化时,流量变化很小。
  
  优点:
  
  结构简单、工作稳定、噪音较大、应用范围广、能耗高、体积大
  
  缺点:
  
  (1)无内压缩过程,绝热效率较低(小机型尤为偏低);
  
  (2)由于间隙的存在,造成气体泄漏,且泄漏流量随升压或压力比增大而增加,因而限制了鼓风机向高压方向的发展;
  
  (3)由于进、排气脉动和回流冲击的影响,气体动力性噪声较大。
  
  3.多级离心鼓风机
  
  原理:离心鼓风机是电机机带动风机叶轮旋转,使叶片之间的气体在离心力的作用下甩出,外界气体通过叶轮中间形成的负压吸入,达到连续鼓风的目的。在常规转速下单级离心升压有限,采用多级串接的方式可达到升压要求,称为多级离心风机。
  
  优点:
  
  (1)满载效率高于罗茨鼓风机
  
  (2)低速多级离心式鼓风机是低转速机械风机运行平稳可靠、使用寿命长。
  
  (3)操作维护比罗茨风机简单,全风冷式设计,无冷却水相关故障和维保费用。
  
  缺点:
  
  (1)流量调节性能差、效率偏低、能耗高,运行费用高。
  
  (2)多机并联运行时,易相互干扰,发生喘振。
  
  (3)体积大、质量重、振动大,安装需做基础。
  
  (4)有油,要定期的更换润滑油。
  
  4.单级齿轮增速鼓风机
  
  原理:其工作原理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)。在单级离心鼓风机中,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。压力增加主要发生在叶轮中,其次发生在扩压过程。
  
  优点:
  
  (1)采用三元流动理论设计,且是一级结构,流道短、损失较小,效率较多级离心提高10-15%。
  
  (2)结构上采用轴向进气导叶调节装置,使其在低负荷条件下也可以达到较高的运行效率,这是罗茨风机没有的优点。
  
  (3)采用自动化监控系统,自动化程度高。
  
  缺点:
  
  (1)高转速,噪音高,无法采用变频调速,部分负载能耗高。
  
  (2)齿轮箱结构复杂,设润滑油循环系统和冷却等辅助系统,维护成本高,大修必须返厂
  
  (3)设备造价高。
  
  (4)体积大,振动大,安装需做基础
  
  (5)有油,要定期的更换润滑油,且需要特别训练的操作人员
  
  5.空气悬浮离心式鼓风机
  
  原理:空气悬浮鼓风机操作主要通过离心力完成,启动前轴和轴承之间有物理性的接触,启动时轴和轴承相对运动以产生空气压力,轴回转的时候, 轴周围的空气流动(速度能量)变换成压力,使回转轴自转,在轴达到一定的回转速度时(3000-5000RPM)空气压力使得轴浮扬。旋转的叶轮使气体获得离心力。
  
  优点:
  
  (1)节能高效,空浮鼓风机使用了空气悬浮轴承,直联技术,高效叶轮,用词无刷直流电机,无额外的摩擦,风机根据输出的风量自动调整电机功率的消耗,保持设备运行的高效率。
  
  (2)无保养,没有传统风机所必须的齿轮箱及油性轴承,采用的一系列高新技术叶轮与电机不使用联轴器,直接连接,智能控制系统,提高供气系统运行的稳定性。
  
  (3)运转控制便利,可在个人电脑上对风机转数,压力,温度,流量等进行自检并定压运转,复核/无符合运转,超负荷控制,通过控制系统等实现无人操作。
  
  缺点:
  
  (1)空气悬浮风机由于使用外部动压空气,在转速较低的情况下,主轴存在干摩擦问题,解决此问题对厂家的技术水平提出了较高要求。
  
  (2)空气悬浮轴承在启动和暂停的时候,需要摩擦轴承,不能频繁启停,一天内启停的次数不能超过3次。
  
  (3)为了轴承性能失效的情况需要补助措施,像补助电池和使用润滑油的补助轴承等,轴承系统故障时,维护费用高。
  
  6.磁悬浮离心式鼓风机
  
  原理:磁悬浮离心鼓风机是采用磁悬浮轴承的透平设备的一种。其主要结构是高速永磁同步电机和高效三元流叶轮直连,而转子通过电磁力悬浮于主动式磁悬浮轴承上,转子和轴承无接触无摩擦无需润滑。磁悬浮离心式鼓风机不需要增速器及联轴器,实现了由高速电机直接驱动,由变频器来调速的单机高速离心鼓风机。
  
  优点:
  
  (1)节能高效:高速电机和叶轮直接耦合驱动,无接触损失和机械损失,实现了高转速无极变转速调节,比传统的罗茨风机节能30%以上。
  
  (2)低噪音:采用自平衡技术,磁悬浮轴承振动量比传统轴承小一个量级;采用主动减震设计,运转稳定,机体振动小,风机噪音在80dB以下。
  
  (3)可实现智能控制:可实时监控风机运行状态,实现风量、风压、转速等智能调控和手动等模式控制;出现故障还支持远程维修、调试。
  
  (4)冷却效率高:冷却系统采用风冷和水冷结合的方式,能够有效保护电机,可实现风机的随时启停。
  
  (5)免维护:一体化撬装结构,日常运行,免机械维护,仅须更换过滤器。
  
  缺点:
  
  (1)磁悬浮轴承使用磁悬浮支撑负载,旋转轴可以悬浮并相对运动,而不会摩擦或磨损,为了正确监测级柱(磁铁的极)需要非常复杂的控制系统和传感器。
  
  (2)为了停电时轴承性能失效的情况需要补助措施,像补助电池和使用润滑油的补助轴承等,轴承系统故障时,维护费用高。为了解决这个问题,已有“自发电双重保护”技术,目前只有德国琵乐和南京磁谷两家公司掌握这种技术。
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