风机结构安装工艺传动方式性能试验相关试验项目及计算《资讯》

2019-04-24 20:27:54来源：贤集网 赵媛

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机已有悠久的历史。2000多年前，中国、巴比伦、波斯等国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。12中国古代的水力风车世纪以后，风车在欧洲迅速发展。中国在公元前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风机基本相同。现如今，风机主要应用于冶金、石化、电力、城市轨道交通、纺织、船舶等国民经济各领域以及各种场所的通风换气。除传统应用领域外，在煤矸石综合利用、新型干法熟料技改、冶金工业的节能及资源综合利用等20多个潜在的市场领域仍将有较大的发展前景。下面贤集网小编来为大家介绍风机结构、安装工艺、传动方式、性能试验相关试验项目及计算、噪声的产生和设计上的消除方法。一起来看看吧！

风机结构

1、机舱：机舱包容著风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱前端是风电机转子，即转子叶片和轴。

2、转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。

3、轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。

4、低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与变速齿轮箱连接在一起。在一般的风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。

5、齿轮箱：齿轮箱连接低速轴和高速轴的变速装置，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

6、高速轴及其机械闸：高速轴以超过1500转/分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风电机被维修时。

7、发电机：风电机发电机将机械能转化为电能。风电机上的发电机与普通电网上的发电设备相比，有所不同：风电机发电机需要在波动的机械能条件下运转。通常使用的风电机发电机是感应电机或异步发电机，最新的风电机已经开始使用永磁同步发电机。目前世界上单机最大电力输出超过6000千瓦。

8、偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子叶片调整风向的最佳切入角度。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来探知风向。通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。值得注意的是，小功率级别的风电机都是通过统一的偏航装置调整所有叶片的角度，而最新的风电机大都是每个叶片设置单独的偏航系统。

9、电子控制器：一般都使用一台或多台不断监控风电机状态的电脑，用于控制偏航装置。一旦风电机发生故障(即齿轮箱或发电机的过热)，该控制器可以自动停止风电机的转动，并通过网络信号通知风电机管理中心。

10、液压系统：用于重置风电机的空气动力闸。

11、冷却系统：发电机在运转时需要冷却。在大部分风电机上，发电机被放置在管内，并使用大型风扇来空冷，除此之外还需要一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油;还有一部分制造商采用水冷。水冷发电机更加小巧，而且电效高，但这种方式需要在机舱内设置散热器，来消除液体冷却系统产生的热量。

风机安装工艺

一、施工流程

设备开箱检查→定位放线→支吊架制作→风机吊装→风管连接→调试

二、施工工艺

1、风机安装前，根据设计图纸对设备进行全面检查，坐标、标高、支吊架形式及尺寸符合设备安装要求。

2、风机设备安装前，应将轴承、传动部位及调节机构进行拆卸、清洗，装配后使其转动，调节灵活。

3、风机叶轮旋转平稳，停转后不得每次停留在同一位置。

4、风机须单独设支吊架，其出口安装方向正确。

5、安装隔振器的地面平整，各组隔振器承受荷载的压缩量均匀，高度误差小于2mm 。固定通风机的地脚螺栓拧紧，并有防松动措施。

6、风机传动装置的外露部位以及直通大气的进、出口，必须装设防护罩(网)或采取其他安全措施。

7、噪音要求高的工程采用弹簧减振支架，应严格按设计要求的减振器型号、数量和位置进行安装并找平找正，不偏心。风机前后采用软接连接，软接长度不大于250mm，软接材料要满足系统功能要求。

7、整装设备在起吊和下落时，要缓慢行动，注意周围环境，不破坏其它建筑物、设备和砸压伤手脚。

三、注意要点

1、风机运转中皮带滑下或产生跳动。应检查两皮带轮是否找正，并在一条中线上，或调整两皮带轮的距离；如皮带过长应更换。

2、风机产生与转速相符的振动。应检查叶轮重量是否对称，或叶片上是否有附着物；双进通风机应检查两侧过气量是否相等。

3、通风机和电动机整体振动。应检查地脚螺栓是否松动，机座是否紧固；与通风机相连的风管是否加支撑固定；柔性短管是否过紧。

4、 用型钢制作的风机支座，焊接后应保证支座的平整，若有扭曲，校正好后方能安装。

5、风机减震器所承受压力不均。应适当调整减震器的位置，或检查减震器的底板是否同基础固定。

风机传动方式

1、A型传动：电机直联式，即风轮直接装在电机轴上。

2、B型传动：皮带轮装在两个轴承中间，叶轮悬臂安装。

3、C型传动：叶轮装在轴的一侧，皮带轮在轴的另一侧。

4、D型传动：叶轮悬臂安装在轴的一侧，并以联轴器传动。

5、E型传动：皮带轮悬臂安装，叶轮安装在两个轴承之间，皮带轮悬臂安装。

6、F型传动：叶轮装在两轴承中间，并以联轴器传动。

在实际使用中，我们常用的为A 型传动、C型传动、E型传动。A型传动的风机，可适用于尺寸安装空间小的情况。但由于电机的转速固定，风机参数无法调节。C型传动是皮带轮式的，多为单吸风机排气时使用，其优点是风机可调节，空气介质不经过传动组件，如轴承、皮带轮、皮带，可保证配件的使用寿命。高温、除尘等风机一般使用C型。E型传动做为皮带轮式带动，同样具备调整的功能，双吸风机多使用此传动方式，作为送风用。单吸风机亦有使用此传动方式，安装尺寸比较小。缺点是轴承维修比较困难且不能使用于高温及有灰尘的情况下。

风机性能试验相关试验项目及计算

风机性能试验是测定风机在工作条件下的流量、压力、功率和转速等参数，以确定其性能，并为风机改造和经济运行提供可靠数据支撑。

1、流量(风量)测定

风机流量是指单位时间内通过风机进口的气体体积。一般我们可以通过测量管路中气体的动风压来确定风量的大小。在管路中的适当位置(必须使气体流动的稳定管段)安装一个测量动压头的装置——皮托管。假设皮托管测得的动风压为Pd，测量中，动风压常用水柱的高度hd表示：

则有：

所以： 若假设测量位置的管径为D

则有：

另外，测量风量我们还可以用孔板流量计，对于孔板流量计的原理这里略去。下面直接给出计算公式：

或者：

式中：

R：U型压差计的读书，m；

ρr：压差计中指示液的密度，kg/m；

ρ：被测液体密度，kg/m；

C0：孔流系数；

S0：孔口面积。

2、全压和静风压确定

风机的风压是指单位体积的气体流过风机时获得的能量，以Pt表示，单位为J/m=N/㎡，由于Pt的单位与压力的单位相同，所以称为风压。用下标1，2分别表示进口与出口的状态。在风机的吸入口与压出口之间，列柏努力方程：

对于气体，式中ρ(气体密度)值比较小，故

可以忽略；因进口管段很短，

也可以忽略。当空气直接由大气进入通风机，则

也可以忽略。因此，上述的柏努力方程可以简化成：

上式中

称为静风压，可以通过风机出口出的静压管测得，以Pst表示。

称为动风压，可以通过管路中安装的皮托管测量得到，用Pd表示。风机出口处气体流速比较大，因此动风压不能忽略。风压为静风压和动风压之和，又称为全风压或全压。风机性能表上所列的风压指的就是全风压。

3、风机的有效功率和功率

由于风机在运转过程中存在种种能量损失，使得风机的实际风压比理论风压值要低，而输入风机的功率要比理论值高，所以风机的总效率可以表示为：

其中

为风机的有效功率：

为电机输入风机的功率：

以上各式中：

Q：风量，[m3/h]

Pt：全风压，[N/m2]

K：用标准功率机校正功率标的校正系数，这里取1.0

N电：电机的输入功率，[kw]

η电：电机效率，通常取0.90

η传：传动装置的传动效率，一般取1.0

4、特性曲线

流体流经风机时，不可避免的会遇到种种流动阻力，产生能量损失。由于流动的复杂性，这些能量损失无法从理论上作出精确计算，也因此无法从理论上求得实际风压的数值。因此，一定转速下的风机的Pt—Q，Pst—Q，N—Q，η—Q，ηst—Q之间的关系，即特性曲线，也是试验中极为重要的项目内容。试验中根据要求，采集记录相关试验数据，由试验软件直接生成特性曲线。

风机噪声的产生和设计上的消除方法

一、风机噪声的产生

1、风机离散噪声(旋转噪声)：

与叶轮的旋转有关。特别在高速、低负荷情况下，这种噪声尤为突出。离散噪声是由于叶片周围不对称结构与叶片口设计试验旋转所形成的周向不均匀流场相互作用而产生的噪声，一般认为有以下几种:

（1）进风口前由于前导叶或金属网罩存在而产生的进气干涉噪声；

（2）叶片在不光滑或不对称机壳中产生的旋转频率噪声；

（3）离心出风口由于蜗舌的存在或轴流式风机后导叶的存在而产生的出口干涉噪声,离散噪声具有离散的频谱特性，基频( i=1时对应的频率)噪声最强，高次谐波依此递减。

2、风机涡流噪声:

是由气流流动时的各种分离涡流产生的，一般认为有4种成因

（1）当具有一定的来流紊流度的气流流向叶片时产生的来流紊流噪声；

（2）气流流经叶片表面由于脉动排烟风机的紊流附面层产生的紊流边界层噪声；

（3）由于叶片表面紊流附面层在叶片尾缘脱落产生的脱体旋涡噪声；

（4）轴流通风机由于凹面压力大于凸面而在叶片顶端产生的由凹面流向凸面的二次流被主气流带走形成的顶涡流噪声。

二、风机噪声的消除方法

风机叶片穿孔法降低风机涡流噪声为了降低风机涡流噪声，通常可以采用工作轮叶片穿孔法，因为叶片出口处经常出现涡流分离，而采用叶片穿孔方法可以使部分气流自叶片高压面流向叶片低压面，可以促使叶片分离点向流动下方移动，其机理等同于附面层吹风。这样降低了叶片出口截面的分离区，分离区涡流强度和尺寸减少，噪声也随之减少。但是大的穿孔系数会使压差降低过快，达不到要求的能量头,因此叶片穿孔法关键是穿孔排数、穿孔面积、穿孔系数、穿孔直径屋顶风机和穿孔偏角的设计,具体降噪方法如下:

1、增强叶栅的气动力栽荷，降低圆周速度

对于风机采用强前向叶片，且多叶片叶轮有利于增大叶栅的气动力载荷，在得到同样风量风压情况下，叶轮叶片外圆上圆周速度可使风机噪声明显降低。

2、合理的蜗舌间隙和蜗舌半径

当气流与叶片做相对运动时，叶片后缘的气流尾迹中速度及压力均小于主流区，使叶栅后的气流速度与压力分布皆不均匀，这种不均匀的气流在旋转，由于在动叶的气流出口有蜗舌存在，则这种非稳定流动与蜗舌相互作用将产生噪声， 距离噪声愈近噪声愈烈，通常适当取较大的风舌前端半径可以降低离心风机的旋转噪声与涡流噪声。

3、蜗舌倾斜

风机叶轮叶栅气流的周期性脉动速度所产生的周期性脉动气动力也使蜗舌相互作用产生旋转噪声，此噪声大小与脉动气动力的剧烈程度及涡舌的迎风面积有关，把蜗舌做成倾斜式，则同相位的脉动气动力的作用面积小了，辐射的噪声也就减小了。

4、叶轮入(出)口处加紊流化装置

在风机叶轮叶片的入口或出口处加紊流化装置(金属网)可以使叶片背面的层流附面层立即转换成紊流附面层， 推迟叶片背面附面层的分离，甚至不分离， 叶片后缘装上网，网后的气流速度与压力梯度能迅速变均匀，若网在涡区中则可将涡区大大缩小,可进一步减噪.

5、在动叶进出气边上设锯齿形结构

在动叶进出气边上设锯齿形结构可使叶片上气流层流附面层较早地转化为紊流，从而避免层流附面层中的不稳定波导致涡流分离，使涡流分离，噪声降低。

上述是贤集网小编为大家讲解的风机结构、安装工艺、传动方式、性能试验相关试验项目及计算、噪声的产生和设计上的消除方法。希望这些知识能够帮助到大家！从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。

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