送引风机及一次风机讲义

第九章送引风机及一次风机第一节概述•轴流风机具有结构紧凑、体积小、重量轻、低负荷时效率高、风机容量大等优点。

大容量锅炉采用轴流风机是目前发展的主要趋势。

•轴流风机和离心风机一样都是在叶轮的作用下，使气流获得能量，所不同的是轴流风机的工作原理是利用旋转叶片的挤压推进力使气流获得能量，升高其压能和动能，而离心风机的工作原理是利用旋转时产生的离心力使气流获得能量。

•轴流风机一般由整流罩、前导叶、叶轮、扩散筒和机壳等组成。

转子由轮毂和轮毂上径向布置的叶片组成。

使流过的气流提高压头，并尽可能降低损失，轴流风机的叶片，一般采用机翼型。

•轴流风机的气体是从轴向流入叶轮并沿轴向流出，气体在轴流式叶轮中，因不受离心力的作用，即离心力作用而升高的静压头为零。

因此，它所产生的压头远低于离心式风机。

轴流风机一般只适用于大流量、低压头的系统，属于高比转速范围。

离心式风机比转速一般在15～90之间，轴流式风机比转速一般大于100。

轴流风机应用最广范的是动叶可调式。

•离心风机具有结构简单，运行可靠，效率较高，制造成本较低，噪音较小，抗腐蚀性较好等特点。

随着锅炉单机容量的增长，离心风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制。

轴流风机使用日益广范。

因为锅炉容量增大，烟、风流量增大，但所需要的压力没有增大,很明显从风机的效率角度看采用轴流风机要比离心风机有利。

随着轴流风机制造技术的发展，目前新建大机组的六大风机均以采用轴流式风机为多。

•一、轴流风机与离心风机相比较主要特点•（1）轴流风机采用动叶或静叶可调的结构，其调节效率高，运行费用较离心风机低。

•两种类型风机在设计负荷时的效率相差不大，轴流风机效率最高达90%，机翼形叶片离心风机效率92.8%。

但是，当机组带低负荷时，动叶可调轴流风机的效率要比具有入口导向装置的离心风机高许多。

•（2）轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机。

•目前烟风道系统的阻力计算还不能做得很精确，尤其是锅炉烟道侧运行后的实际阻力与计算值误差较大。

在实际运行中，由于燃料品种的变化引起所需要的风机风量和压头的变化。

这时，对于离心式风机来说，在设计时要选择合适的风机来适应上述各种变化是困难的。

如果考虑了上述几种流量和压头变化的可能性，使离心风机的裕量选得过大，会造成在正常运行时风机效率要显著地下降；如果风机的裕量选得过小，一旦情况变化后，可能会使机组达不到额定出力。

轴流风机对风量、风压的适应性很大，尤其是采用动叶可调的轴流风机时，可以用关小或开大动叶的角度来适应变化的工况，而对风机的效率影响却很小。

•（3）轴流风机质量轻，低的飞轮效应值等方面比离心风机好。

•轴流风机的总重量约为离心风机重量的60-70％。

轴流风机有低的飞轮效应值，这是由于轴流风机允许采用较高的转速和较高的流量系数。

所以在相同的风量、风压参数下，轴流风机的转子重量较轻，即飞轮效应值较小，使得轴流风机的启动力矩大大低于离心风机的启动力矩。

一般轴流式风机的启动力矩只有离心式风机启动力矩的14.2—-27.8%。

因而显著地减少电动机功率裕量和对电动机启动特性的要求，降低电动机的造价。

轴流风机转子重量较轻。

但是在结构上比离心风机转子要复杂得多。

因此，超大容量的两种类型风机价格(包括电动机)相差不多。

•（4）轴流风机的转子结构要比离心风机转子复杂，旋转部件多，制造精度要求高，叶片材料的质量要求高。

•动叶可调的轴流风机由于转子结构复杂、转速高、转动部件多，对材料和制造精度要求高，其运行可靠性比离心风机稍差一些。

但经多年来的改造，可靠性已大为提高。

•（5）轴流风机的噪声比离心风机高。

•轴流风机产生的噪声强度比离心风机要高，因为轴流风机的叶片数往往比离心风机多两倍以上，转速也比离心风机高。

因此，轴流风机的噪音发生在较高的频率。

然而，把噪声消减到允许的噪声标准，在消声器上所花费的投资几乎相等。

•（6）体形尺寸•轴流风机比离心风机结构紧凑，外形尺寸小，占据空间也小（占地面积较离心风机少30%），而且轴流风机重量轻，飞轮效应小，因此布置起来比较灵活，它可以布置在地面基础上，也可以布置在钢架结构顶上。

可以卧式布置，也可以立式布置。

二、轴流风机作用原理•轴流风机的工作原理：流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在电机的驱动下旋转时，旋转的叶片给绕流流体一个沿轴向的推力（叶片中的流体绕流叶片时，根据流体力学原理，流体对叶片作用有一个升力，同时由作用力和反作用力相等的原理，叶片也作用给流体一个与升力大小相等方向相反的力，即推力），此叶片的推力对流体做功，使流体的能量增加并沿轴向排出。

叶片连续旋转即形成轴流式风机的连续工作。

第二节送风机•一、送风机的技术参数•型号：FAF27.5-12.5-1动叶可调轴流式风机•风量：225m3/s•风压：2920Pa•进口风温：20～38.5℃•转速：985r/min•电动机功率：1050KW•送风机采用卧式布置，风机侧水平方向进风，风机进气室前大弯道，扩压器后尽量满足3倍左右当量直径的直管道，入口消音器卧式水平布置在送风机的进风风道内，风机及电动机安装在型钢基座框架上，该框架置于混凝土基础上为了使风机的振动不传递至进气和排气管路，风机机壳两端设置了挠性联接件（围带），风机的进气箱的进口和扩压器的出口分别设置了进、排气膨胀节。

电动机和风机用二个刚挠性半联轴器和一个中间轴相连接。

•风机的旋转方向为顺气流方向看逆时针。

二、风机构造•1、结构•轴流风机的主要结构包括进气室、机壳、导叶环、转子、主轴承箱、中间轴、联轴器及罩壳与进出口管连接的膨胀节、液压及润滑联合油站、扩压器及液压调节装置等部件，同时配套供应入口消音器。

•进气室：吸风机进气室入口与系统连接，中间筒体内是主轴承箱座，出口端呈圆锥状管段，目的是使气流进入进气室后能加速通过导流板，并使气流转向，导流板就焊接在管段与中间筒体之内，使气流通过导流板能均匀地进入叶轮，减小旋涡区与阻力，使气流流动平顺。

整个进气室由两个支座与基础连接，承受风机重量。

•扩压器：由外锥筒、圆柱形内筒及撑板后置导叶组成，全部为焊接结构。

为了提高风机的流动效率及适应锅炉的需要，将气流动能部分转换成压力能，轴流风机在扩压器前设置了后置导叶，后置导叶用钢板弯制焊接在内筒和外壳上。

进气室入口和扩压器出口端与风道（对吸风机来说是烟道）连接，均采用软连接。

避免因风机的振动而影响系统，软性连接也起到吸收膨胀的作用。

•叶轮：叶轮是风机的主要部件之一，气体通过叶轮的旋转获得能量，然后离开叶轮作螺旋线的轴向运动。

叶轮由动叶片、轮毂、叶柄、推力轴承、调节盘、调节臂、滑块、导销、支承轴颈等组成。

轮毂外形轮廓复杂，两面均有平衡槽，用于叶轮平衡校验。

动叶采用铝质合金材料制成。

轮毂内部装有动叶调节机构部件，可以调节动叶片的角度。

•动叶调节装置：改变叶片的角度是通过动叶调节机构来完成的。

动叶调节机构由控制轴调节杆、平衡锤、旋转密封、液压缸活塞等组成。

由伺服调节器推动传动臂，通过控制轴、调节杆带动液压缸部件的伺服阀，伺服阀动作使液压缸动作，带动叶片根部的曲柄，使叶片角度改变。

叶片调节范围广（50°），且调节灵敏，传动可靠，操作方便。

•传动组：传动组由主轴承箱和联轴器组成。

主轴承箱主要由主轴、箱体、轴承座、轴承盖、轴承等组成。

联轴器为双挠性联轴器，允许风机轴与电动机轴有较大的中心误差。

风机的旋转方向迎着气流方向为顺时针，从电动机方向看为逆时针。

为了防止轴承过热，在送、吸风机机壳内部围绕主轴成的四周，在风机壳体的上半部和下半部用空心支承使周围的空气相连形成风机的自然冷却。

•2、油系统•每台风机各自配有一套独立的油系统，供风机主轴润滑和动叶调节用。

润滑油和控制用油由同一油系统供应，该系统有两台油泵，正常一台运行，一台备用。

•在叶片调节时，由于恒压调节阀的作用，油全部流向液压缸，润滑油可能会瞬时断油。

风机叶片停止调节时，液压调节装置的泄漏油管将有泄漏油溢出。

在不进行叶片调节时，油流经恒压调节阀至溢流阀，借助该阀建立润滑油压力，多余的润滑油经溢流阀流回油箱。

•调节油泵出口安全阀，可以限制油泵地最高油压，调节恒压调节阀，可以限制液压缸最高进油压力，调节主轴承前地安全阀则可以限制主轴承进油压力。

液压油始终能通过外部供油系统的循环得到冷却，使得调节装置能够在较高的环境温度下运行。

•当工作滤芯需清洗或更换滤油器芯子，可通过扳动三通换向阀来实现。

当冷却器发生意外需清洗或调换时，可切换三通换向阀来进行旁路。

•油站和风机之间连接的回油管应有一定的倾斜度，以利回油畅通。

电加热器用于加热油液，使得油保持一定的粘度.温度调节阀用于控制调节润滑油的温度，该阀为一种自力式的温度调节阀，能保证出口油温度维持在一定的范围内。

•3、液压调节机构的工作原理•FAF27.5-12.5-1轴流式送风机的主要技术特点之一就是动叶安装角采用液压调节动叶片在静止或运行时可以用一套液压调节，改变叶片的安装角并保持在一定位置上。

液压调节机构包括一个固定的差动活塞，一只通过支撑轴颈和调节圆盘将位移传送到叶片的液压油缸。

液压油缸的另一端构成调节阀的外壳。

而调节阀和喷嘴以及切口通道在一起将油泵的出口油压节流到大气压力。

•如果外部调节臂和调节阀保证处在一个给定位置上。

液压油缸将自动位于没有摆动的平衡状态。

所以活塞的两侧面上压力×面积是相等的。

•如果动叶片要打开，则外部调节臂向逆时针方向转动，同时带动调节阀向左移动。

这时切口通道增加。

结果在活塞尺寸较大的一侧油压下降。

液压油缸将朝“左”方向移动叶片角度随之打开，直至前面所述的平衡状态重新建立时，才停止不动。

•如果动叶片要关小到某一角度，其动作过程如下：当调节阀是朝“右”方向移动时，切口通道将关闭，另一通道接通。

此时活塞两侧的油压是相等的。

由于活塞两侧的面积不相等，油缸将朝“右”方向移动，直至达到第1条件所述的平衡状态才停止。

也就是说，直到油缸与调节阀一样移动了同样的距离。

4.喘振报警装置差压开关•风机叶片开启正常运行时，叶轮进口的静压一般为负压，当管网阻力曲线和风机特性曲线交点（运行点）位于喘振区域时，气流就会来回脉动，气压也就随之脉动，机组振动加剧，声音异常，危及机组的运行安全。

因此，用一个差压开关来监测风机进口的压力就能达到监测风机是否处于喘振状态的目的。

整个喘振报警装置由装于叶轮进口前的毕托管和差压开关组成。

将风机动叶片角度调至最小，然后将风机开启，用一根U形管与风机机壳上的毕托管相连，测出这一工况的压力值（此值一般为负值，有时也可能为较小的正值），然后将该值加上2000Pa，相加后的值即为差压开关的动作值（如测出的压力值为正值，则取2000Pa为差压开关的动作值）。

三、送风机启动与调试•对于FAF27.5-12.5-1轴流式送风机启动前风机叶片角度应在关闭位置；进出口调节风门应在全关位置；启动主电动机并检查转动方向是否正确，如果反向应停止校正。