如何正確設計離心風機的進風系統
關鍵詞：離心風機的進風系統 發布時間：2013-12-08 點擊數：1568
據統 計我國 各類風機的耗 電量 約 占全 國總 發電量 的 10 %左右 , 且 實際 運行效 率 普 遍 低 下 , 一 般 只有30 %~ 40 % 〔’〕 , 在 我市各燒油 鍋 爐房 中 , 風機耗 能約 占鍋 爐房內總 耗 電 的 35 % ~ 4 5 % 。 因此降低 風機的能 耗有著重大 的 經濟 意義 。 ’{前 , 就國 產風機效 率而言 , 效 率 是比較高的 , 特 別是近 年來 生產 的 高壓高效風 機 , 大多在 80 % 以上 。 導致這種 高效 風機低 效 運行的 原因 是多種多樣的, 其 主要 原因之 一就 是管 網系統不合 理。 大家 知道 , 風機 的使用效 率 是考核 風機設備能 否節 電最有效的指 標 , 它 是風 機在 管 網中工 作l付風量 、 風壓 所作功率 與 原動機軸輸出功率之 比值, 其 中包括傳 動機構 的機械損失 、 調節器 損失、 擴散器 損失 、 送風 箱損失和進風系 統損失。 本 文就如何正 確設計 進風 系統進行 探討 。
一、 進風箱
進風箱 的作 用主 要是 將氣流 以 最小 的 阻力 引入離心風機 。 進風箱的兒何尺 寸和 形狀 , 對氣流 進入風機的阻 力影響 極為顯 著 , 如果 進風箱的 尺寸 和形 狀不 良, 由此而 造成 的阻 力損失可 達 風機壓 頭的15 % 、20 % 〔“ 〕 。 有的文 獻 提 到進、 送風箱最 好為 圓型 或正 方型 〔“ 一, , 以 節 省 材料及 減少阻 力 , 筆者 認為這一 提法對進風 箱 是不 妥 的。 根據筆者 的經驗 , 進風箱的 幾何尺 寸應注意 以 下幾 個因素: 1 . 迸風箱的入 「 !截面的 長寬之 比 , 即 i“=a / b = 2 、3 為 亙 , 最 好在: . 2 ~ 2 . c 之 間。 高 于 這個范圍 , 阻 力增 大 , 低 于這 個范 圍, 易 引起 進風不 均 勻 。 2 . 進風箱 的橫 截面 積A 與風機葉 輪入 口 處 的面積 A 。之 比即i= A /A 。 , 一 般采 用在 1 . 7 ~ 2 . 。為宜。 i取決于 相對 動壓頭 的大小 (相 對 動壓 頭 , 即 動壓頭在全 風壓 中之 比例) 。 在 相對 動 壓頭較小 時可取低 限, 反之則取高 限值 , 這 樣 進風箱的 尺寸有所增 大 , 但其阻力大為降低 。 再有進風箱的 幾何形狀 , 對 阻 力影 響 頗大 。
如圖 1所示 , 有四 種進風箱 , 其i與i的比值 均保 持相 等 。 即i= 工 . 5 5 、 i二 2 . 帥 , 試 驗 表 明 , 第 一種進風箱的阻 力系數 邑 > 1 . 。 , 風壓 損失大 , 超 過全風壓 的 10 % 。 第二 種進風箱 接 入風機時成圓錐狀, 錐角 為30 “ , 使阻 力系數 降低到 0 . 9 , 而壓力損失 占8 % 。 第三種進風箱 接入風機上部的一半作成4 5 “ 錐體 , 壓 力損 失 降低到只 占6 % , 而阻 力系數為0 . 5 。 最好 的形 狀 為第二 、 三種 的結合 , 進 風箱 上半圓周 作成 60 “ 圓錐 , 此時 阻 力系數降低 到0 . 3 , 壓 力損失 占4 % 。 如果 將進風箱軸線做成 與風機軸線 成傾 斜 時 , 推薦如圖2 所示 的進風 箱 形狀 , 它 的阻 力 系數只 有。. ; 。 在 制作 以 上 兒種進 風箱 形狀時 , 應 注意底 部沿風機 中心軸 線做成半圓狀 。 進風箱的布置對阻 力的影響很大 , 不 正 確 的布置使進 風箱底部引起 渦流 , 應 注意避 免 。
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二 、集流器
在 風機進 目處安裝集流 器 , 其作 用在于 保 證 氣流 均勻地充 滿葉輪 的進 口斷面 , 并且使風 機進 口處的 阻 力盡量減少 。 現在 國產 高效風機 普遍裝有集流器 , 但我市 各使用單位普遍應用 19 8 4 年之前生產的低效風機 , 所 以有必要對這 些低效風機進行 改造 。 集流 器對風機工 況的影響 , 視葉輪 出口 斷 面被氣流充 滿程 度而定 。 不 正 確 選 擇 集 流 器 , 會有 以 下不利因素: 一不能均勻使氣流進 入葉輪 , 使氣體在 葉輪出 口段 產生渦流 區 , 如 3 (a ) 圖所示 。 二是 葉輪出 口 泄漏氣體重新進 入葉輪進口 , 其方向垂直 (或呈一 角度) , 原 進氣氣流打 亂 了進氣流線 , 如 圖4 (b) 所示 。 圖5 (lf ) 表 示風機采 用圓錐形集流 器和 流線型 集流器產 生渦流的對比圖 , 從圖 中可 以看出 , 采 用流線性集流 器較為合 適 。
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目前 , 集流器最好的則 是采用一 種圓錐形 (或流線型) 進 口 帶有小圓 弧擴散 出 口 的全成 集流 器 , 稱為縮放體集流器。 集流器前半部分 是圓錐型的加速段 , 后半部分 的過渡 區造成 收 斂較大的喉部 。 氣流進 入集流 器后逐步加速 , 在 劇烈 收斂的喉部處造成較高 的速度 , 使 之有 較大的沖量和 形成較高 的真空 度, 這樣氣體能 夠均勻 地充滿 葉輪后盤進入葉道 , 也使氣體在 較短的時間內較多的進入 葉輪 。 又 由于從 喉部 出來的氣流 , 沿近似 雙曲線形出口擴散 , 與葉 輪雙曲線的前盤能夠很好的配 合。 因此能 使集 流器出來的氣流均勻 地充滿整 個葉 輪 的葉道中 , 同時在 這種 縮放體集流 器 中, 氣流是緩 慢 加 速再均勻 地擴散 , 所 以 流動 損失 較少 。 這 種 縮放體集流器 比其 它型 式集流器效 果 好得多 。 根據文獻 〔‘ 〕介紹 , 采 用這 種集流器可 提高 風 機效 率8 % 左右 。 經驗上 , 縮放體集流 器 制作方 法為 : 放體 占總 長1/ 5 ~ 1/ 4 , 設 葉輪與進 口 風殼 距離為L , 則集流器 總 長 為L 士 (16 ~ 18) m m , 伸入 葉 輪內長l( sm m , 喉部直徑 d = (0 . 7 5 ~ 0 . 5 )d ; , (d , 為風機進口 直 徑) 。
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三 、擴壓環
擴壓環 是 裝 置在集流器 與風 殼之 間 。 圖5 表示擴壓 環 裝置前后 的氣流運動情 況 。 在 未裝擴壓環時 , 集流 器與風殼之 間產 生 較大 的旋渦 區 , 加 裝擴壓環 占據 了產生旋 渦的 空6iJ, 減少 了旋渦 區。 從而提高 了風機的效 牢 。 所 以 , 低 效 風機有 必要加裝擴壓環 。
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通 過 以 上對 進 風裝置的 分析 , 筆者認為正確選 擇進 風系 統 有 以下優點 : 1 . 通過對進風系統 正確設計 選擇 , 降低 了 阻力 , 減 少了渦 流 , 比 較顯 著地 提高 了 風機及 其 系統效 率。 2 . 提高 了環境效 益 , 由于 減少 了諸 多產生 渦流 的因 素, 從而 也降低 了噪音 的聲 級 。 現就 我 廠 中心村 1 牡 鍋爐 房改 造 風機進風 系 統 為例 (風 機型號: 9 一2 6 一 S A , 1 2k w ) 1 . 進風箱: 風機進 口 直 徑為小 2 80 m m , 而 積為。. o62 m “ 。 按本 文選擇 風箱 的方 法 , 選擇 i= 1 . 8 , 則風箱的面 積 為o . l lm 2 , 選抒 i二 2 . 5 , 列 方程 式: 研a=2.5b a*b =0.1 2m按上 列尺 寸 設計 進 風箱 , 為了取得 良好的 綜合效果 , 又按圖 6 進 行 了改進 , 進 日 l 目的 是為 了吸 收風 機房上部的 熱空 氣 。 迸 口 2 在 風機正 上方 , 目的在 于吸 收風 機的一部 分 噪音 , 通 過 兩年多的 運行 , 取 得 了今人滿意的 效果
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為小 24 om m , 定喉部直 徑為小 22 om m , 放 部 出 口直 徑為小 2 3 o m m , 長 度 為3 O m m , 縮部進 曰 直徑 為小 2 8 4 m m , 長度為00 m m 制作 時 要 求精 度較高 , 風 機安裝時 動平衡 要求 嚴格 。 3 。 擴壓環 : 本風機在安裝時 , 經過 改 進 后 , 風殼內壁焊接一直徑為小 6 IOm m , 厚4 0 m m 的 擴壓環 (材料均為薄鐵板) 。 經過 以上三 個方 面的改進和 三個采 暖期 的 運 行, 我們 發現 電流從 原 來 的 2 3 . 6 A 降 至 為 Zo . 4 A (儀 表盤指示 , 運行高 峰時 測 得 , 與 本鍋爐房沒 有裝進風裝置 的 比較) 。 每小時每 臺風機節電2 . 2k w h , 每個采暖期每臺風機節 電 1 1o 8 8kw h 。 這 個鍋 爐房改進了兩 臺進 風 裝 置, 全 年可節 電2 2 z 7 6kw h 。 按 zk w h 0 . 0 7 元計 , 全 年為 國家節 約 資金 1 5 60 元 (此額不包括由風機 的改 進而 使鍋 爐效 率提高值) , 近抵一 臺 風機價格 。 經過廠環 保部門的測 定 , 加裝進風 裝置比 沒有加 裝的噪 音降 低 〕Zd B (原8 初 B , 現 72 d B)從 這一 實例即可 證明 正確制作風機進風系 統所取得的 各種效益 。
窯專用高壓離心風機；化鐵爐高壓離心風機；化鐵企業替代進口的不銹鋼風機；空調專用風機；各種除塵、耐磨、防腐、非標等特種風機近三十個系列，三百多種規格的產品。公司各類通用、專業設備齊全，工藝先進，技術力量雄厚，性能測試運用微機電腦處理。
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