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具有自排污特性的酸烟抽风机轴封设计毕业论文第1章 绪 论 风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称。通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机以及罗演鼓风机，但是不包括活塞压缩机等容积式鼓风机和压缩机。而气体压缩和气体输送机械是把旋转的机械能转换为气体压力能和动能，并将气体输送出去的机械。1.1 风机的分类1.1.1 按工作原理分类 离心式风机 叶片式风机 轴流式风机 风机 往复式风机 容积式风机 叶氏风机 回转式风机 罗茨风机 螺旋杆风机等1.1.2 按气体出口压力(或升压)分类 1.1.2.1 按风机产生压力（全压）大小分类 （1）风扇 标准状态下，风机额定压力范围为98Pa(10mmH2O）。此风机无机壳，又称自由风扇，常用于建筑物的通风换气。 （2）通风机 设计条件下，风机额定压力范围为98Pa14710Pa(1500mmH2O)。一般风机均指通风机而言，也是本章所论述的风机。通风机是应用最为广泛的风机。空气污染治理、通风、空调等工程大多采用此类风机。 （3）鼓风机 工作压力范围为14710Pa196120Pa。压力较高，是污水处理曝气工艺中常用的设备。 （4）压缩机 工作压力范围为196120Pa，或气体压缩比大于3.5的风机，如常用的空气压缩机。 图 1-1 风机的适用范围（5）风机的适用范围如图1-1所示，1.1.2.2 通风机分类通风机通常也按工作压力进行分类， 低压风机980Pa(100 mmH2O) 离心式风机 中压风机 980Pa2942Pa(300 mmH2O) 高压风机 2942Pa14710Pa(1500 mmH2O）通风机 低压风机 490Pa(50 mmH2O） 轴流式风机 高压风机 490Pa4900Pa(500 mmH2O） 1.2 通风机的型号与规格1.2.1 离心式通风机系列产品的型号 1.2.1.1 离心式通风机的型号 离心式通风机的型号可用形式表示，如单台产品型号用形式和品种表示。型号组成的顺序关系见表1-1。表1-1型号组成的顺序关系表 （1)用途代号按表1-1规定。 （2)压力系数的5倍化整后采用一位数。个别前向叶轮的压力系数的5倍化整后大于10时，亦可用二位整数表示。 （3)比转速采用两位整数。若用二叶轮并联结构，或单叶轮双吸入结构，则用2乘比转速表示。 （4)若产品的型式中产生有重复代号或派生型时，则在比转速后加注序号，采用罗马数字体、等表示。 （5)设计序号用阿拉伯数字“1”，“2”等表示，供对该型产品有重大修改时用。若性能参数、外形尺寸、地基尺寸，易损件没有变动时，不应使用设计序号。 （6)机号用叶轮直径的分米(dm)数表示. 1.2.1.2 风机产品用途代号 风机产品用途代号按表1-2规定。表1-2 用途代号表序号用途类别代 号汉 字简 写1工业冷却通风冷却L2微型电动吹风电动DD3一般用途通风换气通用T（省略）4防爆气体通风换气防爆B5防腐气体通风换气防腐F6船舶用通风换气船舶CT7纺织工业通风换气纺织FZ8矿井主体通风矿井K9矿井局部通风矿局KJ10隧道通风换气隧道CD11锅炉通风锅炉G12锅炉引风锅引GY13船舶锅炉通风船舶CG14船舶锅炉引风船引CY15工业用炉通风工业GY16排尘通风排尘C17煤粉吹风煤粉M18谷物粉末输送粉末FM19热风吹吸热风R序号用途类别代号汉字简写20高温气体输送高温W21烧结炉排烟烧结SJ22一般用途空气输送通用T（省略）23空气动力动力DL24高炉鼓风高炉GL25转炉鼓风转炉ZL26柴油机增压增压ZY27煤气输送煤气MQ28化工气体输送化气HQ29石油炼厂气体输送油气YQ30天然气输送天气TQ31降温凉风用凉风LF32冷冻用冷冻LD33空气调节用空调KT34电影机械冷却烘干影机YJ1.2.2 轴流通风机型号编制规则 1.2.2.1 轴流通风机系列产品的型号用型式表示单台产品的型号用型式和品种表示，型号组成的顺序关系如表2-4所示。通风机型号编制规则 （1）叶轮数代号，单叶轮可不表示，双叶轮用“2”表示。 （2）用途代号按表1-2规定。 （3）叶轮毂比为叶轮底径与外径之比，取两位整数。 （4）转子位置代号卧式用“A”表示，立式用“B”表示。产品无转子位置变化可不表示。 （5）若产品的型式中产生有重复代号或派生型时，则在设计序号前加注序号。采用罗马数字体、等表示。 （6）设计序号表示方法同前离心通风机型号编制规则。 1.2.2.2 轴流通风机的名称型号表示举例如表1-3所示 表1-3轴流通风机的名称型号序号名称型号说明型式品种1矿井轴流引风机K70No.18矿井主扇引风用，叶轮毂比为0.7，机号为18即叶轮直径1800mm2矿井轴流引风机2K70No.18两个叶轮结构，其他参数同第1条3矿井轴流引风机2K70No.18该型式产品的派生型（如有反风机装置）用代号区分，其他参数同第2条4矿井轴流引风机2K70-1No.18某厂对原2K70型产品有重大修改，为便于区别加用“-1”设计序号表示.其他参数同第2条5（通用）轴流通风机T30No.8一般通风换气用，叶轮毂比为0.3，机号为8即叶轮直径800mm6（通用）轴流通风机T30BNo.8该型式产品转子为立式结构其他参数与5条相同7化工气体排送轴流通风机HQ30No.8该型式产品用在化工气体排送，其他参数与5条相同8冷却轴流通风机L30BNo.80工业用水冷却用，叶轮毂比为0.3，机号为80即叶轮直径8000mm。转子为立式结构1.3 常用风机1.3.1 常用通风机型号 1. 一般低中高压离心式通风机： 4-58离心式通风机，4-70离心式通风机，F4-72离心式通风机，S4-72离心式通风机，4-2x72离心式通风机，4-2x72No22离心式通风机等。 2. 二业锅妒用离心式通风、引风机： G-32-11锅炉离心式鼓风机，G4-68离心式通风、引风机，Y4-70离心式引风机，Y47锅炉引风机，Y4-72-11锅炉引风机等。 3. 高温通风机：W4-57-11高温通风机，W4-62高温通风机，W4-68高温通风机，W4-70-11高温通风机，W4-70 No6.2D高温气体循环通风机，W4-72高温通风机，W4-72No6.3高温离心式通风机，W4-73高温通风机等。 4. 防腐高心式通风机： FC3-49No16F防腐，湿式除尘离心式通风机，F4-57耐腐蚀离心式通风机，F4-62防腐离心式通风机，F4-65No9.6D防腐通风机等。 5. 空调用风机： DW系列空调风机，DW系列离心式通风机，KDF离心式通风机，DFZ系列纺织调风机等。 6. 顶通风机： FDW3-38 屋顶离心式通风机，FBW3-90系列玻璃钢屋顶离心式通风机，WD4-72-11屋顶离心式通风机，DW4-75-12型玻璃钢屋顶离心式通风机，WT4-85-11普通屋顶离心式通风机，BDW4-87-11防爆低噪声屋顶离心式通等。 7. 其他用途风机：X4525涡流式风机，XF525-12混流式风机，SWF系列泥流式通风机，高效、节能、低噪声SJG系列斜流式(混流式)管道理风机等。1.4 通风机的构造和工作原理 通风机主要部件：机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口、轴承、底座等部件。1.4.1 轴流式通风机（1）轴流式通风机外形图如图1-1。 图1-1 轴流式通风机外形图（2） 轴流通风机翼型升力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。轴流式风机的工作原理示意图如图1-2。图1-2轴流式通风机结构简图1-进气箱；2-外壳；3-动叶片；4-导叶；5-动叶片调节机构；6-扩压筒；7-导流筒；8-轴；9-轴承；10-联轴器1.4.2 离心式通风机（1）离心式通风机工作原理当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了负压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道中不断流动。 （2）离心式通风机工作原理示意图如图1-3。 图1-3 离心式通风机工作原理示意图 1-进气室；2-进气口；3-叶轮；4-蜗壳；5-主轴；6-出气口；7-扩散器 1.5 通风机的选型 图1-4 风机性能选择曲线风机选型的根本目的是在不同工作条件和不同工作状况下，满足风机装置系统对流量和压力的要求，并且要确保风机能够经济安全的运行。选型目的也就决定了风机选型的基本原则，这些原则更全面也更充分地体现在风机选型的每一步骤中。 （1）风机工作条件下的大气压强，输送气体的温度，密度。装置系统工作特点和拟采用的风机工作方式和工况调节方法。 （2）根据实际需要确定每台风机工作的最大流量，再根据系统管路布置计算相应的最大压力（全压）。并按设计规定，风机负荷应考虑一定的安全富裕量，一般流量取值为=（0.050.1），比转数大取小值；压力取值为=（0.10.15），比转数大取大值。 （3）风机产品样本给出的风机性能都是在标准状态下的参数，而风机通常是在非标准状态下工作的。因此，必须按照相似定律和气体状态方程，将实际状态的设计流量和压力，换算为标准状态的流量和压力。根据无量纲性能参数和比转数的讨论，有关系 （m3/s） (1-1)(N/) (1-2) （KW） (1-2) 式中，是风机在实际状态（即使用条件）下的流量（m3/s），全压(N/)和功率(KW)；标准状态为101325 N/的大气压和20C的气温。换算后的，是风机的选择参数，也是风机选型的第一个控制条件。 （4）根据风机产品样本确定风机选型采用的方法（即性能表、性能曲线、无量纲性能曲线、性能选择曲线中之一）。一般情况还应根据风机的选择参数计算风机的比转数，更有利于风机的合理选型。风机性能是风机选型的第二个控制条件。选型时应注意选择较高效率的风机，并且应保持风机在高效工作区运行；有条件时应尽量选择转速高、叶轮直径小的风机。对于负荷较小，工况简单的系统，其风机可以一次选定；而负荷较大，工况比较复杂的系统，往往需要进行不同型号风机之间的性能比较和综合分析，以确定最合理的风机型号。另在风机的选型中，应尽量避免风机出现非稳定运行状况的可能。如马鞍形性能曲线 ，是风机产生旋转脱流、喘振和抢风等不正常工作的主要原因，在风机选型时应引起重视。（5）根据所选风机的性能曲线和管路性能曲线，考虑系统管路布置方式和风机运行方式，图解装置运行工况和风机运行参数。如果需要运行工况调节的，应根据采用的调节方法图解调节工况，确定相应的调节工况参数。对于可采用多种方法调节时，应进行不同方法的经济性分析，以确定最合理的调节方法。以上是风机选型的主要步骤。从风机选型的整个过程来看，是包括风机理论、风机性能、装置工况及工况调节等内容的一个综合应用过程，选型的目的就是实现对风机最合理地应用。以上步骤体现了风机选型的目的和方法，有很重要的实际意义。1.6 风机的安装调试1.6.1 风机的安装调试1.6.1.1 在安装操作过程中必须注意：1.在一些结合面上，为防止生锈，减少拆卸困难，应涂上润滑脂或机油；2.检查机壳内及其它壳体内部，不应有掉入和遗留的工具或杂物；3.按图纸所示位置及尺寸安装，为得到高效率，特别要保证进风口与叶轮的间隙尺寸；4.保证主轴的水平位置，并测量主轴于电机轴的同心度及联轴器两端面的不平行度。两轴不平行度匀差为0.05mm，两轴器两端面不平行度匀差为0.05mm；5.安装调节门时，注意不要装反，要保证进气方向与叶轮旋转方向一致；6.风机安装后，拨动转子，检查是否有过紧或与固定部分刮蹭现象；7. 安装风机进口与出口管道时，重量不应加在机壳上。1.6.1.2 风机调试1.风机允许全压起动或降压起动，但应注意，全压起动时的电流约为57倍的额定电流，降压起动转距与电流平方成正比，当电网容量不足时，应采用降压起动。（当功率大于11KW时，宜采用降压起动。）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否符合要求，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。 2.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；风机开始运转后，应立即检查运转电流是否平衡、电流是否超过额定电流；若不有正常现象，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。 3.双速风机试车时，应先起动低速，并检查旋转方向是否正确；起动高速成时必须待风机静止后再起动，以防高速反向旋转，引起开关跳闸及电机受损。 4.风机达到正常转速时，应检测风机输入电流是否正常，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，应检查供给风机的电压是否正常。 5.风机所需电机功率是指在一定工况下，对离心风机和风机箱，进风口全开时所需功率较大。若进风口全开进行运转，则电机有损坏的可能。风机试车时最好将风机进口或出口管路上的阀门关闭，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。1.6.2 风机的运行操作1.检查风机各部的间隙尺寸，转动部分与固定部分有无刮蹭现象；2.点车检查叶轮旋向与标牌是否一致，各部接线、仪表是否现实正常，有无漏水、漏电、 漏油现象和异味、异响、异震，松动等异常现象，如有应排除之；3.检查轴承的油位是否在最高与最低油位之间；4.关闭调节门。如运转情况良好，再转入满载荷（规定全压和流量）运转；5.满载荷运转，对新安装风机不少于2小时，对修理后的风机不少于半小时；6.风机启动后，逐渐开大调节门，直达正常工况。运转过程中，轴承温升不得超过周围环境40C。轴承部位的均方根振动速度值不得大于6.3mm/s；7. 下列情况下，必须紧急停车： 发觉风机有剧烈的噪声、 轴承的温度剧烈上升、 风机发生剧烈震动和撞击。1.7 风机的主要故障与日常维护1.7.1 风机的主要故障及原因 1. 风机剧烈振动： 风机轴与电机轴不平行、皮带轮错位； 机壳或进风口与叶轮摩擦； 基础的铆钉松动或叶轮变形； 叶轮铆钉松动或叶轮变形； 叶轮轴盘孔与轴配合松动； 叶片有积灰、污垢、磨蚀或轴弯曲使转子失衡； 风机进、出口管道安装不良、产生共振； 机壳与支架、轴承座与支架、轴承座与轴承盖等联接螺栓松动。2. 轴承温升过高： 轴承座振动剧烈； 润滑剂粘度不对变质或含有异物，润滑剂填充不足或过多； 滚动轴承损坏或轴承弯曲，轴承内环或外环配合公差过松或过紧。 3. 电机电流过大或温升过高： 开车时进风口管道未关严； 被送气体中含有粘性物质； 主轴转速超过额定值； 轴承箱振动剧烈； 电机输入电压过低或电流缺项。 4. 皮带跳动或滑下： 皮带磨损、拉长时期过松或两皮带轮槽彼此不在同一中心线上。1.7.2 风机的日常维护 1.使用环境应经常保持整洁，风机表面保持清洁，进、出风口不应有杂物。定期消除风机及管内的灰尘等杂物。 2.只能在风机完全正档情况下方可运转，同时要保持供电设施容量充足，电压稳定，严禁缺相运行，供电线路必须为专用线路，不应长期用临时线路供电。 3.风机在运行过程中发现风机有异常声、电机严重发热、外壳带电、开关跳闸、不能起动等现象，应立即停机检查。为了保证安全，不允许在风机运行中进行维修。检修后应进行试运转五分钟左右，确认无异常现象再开机运转。 4.根据使用环境条件不定期对轴承补充或更换润滑油脂（电机封闭轴承在使用寿命期内不必更换润滑油脂），为保证风机在运行过程中的良好的润滑，加油次数不少于1000小时/次，封闭轴承和电机轴承，加油用ZL3锂基润滑油脂填充轴承内外圈的2/3。严禁缺油运转。 5.风机应贮存在干燥的环境中，避免电机受潮。风机在露天存放时，应有防雨措施。在贮存与搬运过程中应防止风机磕碰，以免风机受到损伤。1.8 风机的应用及风机技术发展趋势1.8.1 风机的应用 风机中最常用的是离心式风机和轴流式风机。离心式风机用于小流量、高压力的场合，轴流式风机用于大流量、低压力情况。 锅炉用风机 锅炉用风机常选用离心式或轴流式。按其作用分为锅炉送风机（向锅炉内输送常温空气）和锅炉引风机（从锅炉内抽取70250的烟气）。由于所需流量变化，风机进口装有导流器以调节流量。 通风换气用风机 一般用于化工厂通风换气，要求压力不高，噪声低，采用离心式或者轴流式风机。 高温风机 用于各种加热炉排送气体。 防爆风机 用于输送易爆性气体。 耐腐蚀风机 用于输送有腐蚀性气体，采用耐腐蚀塑料材料制造。1.8.2 风机技术发展趋势 随着科学技术发展，人们对风机使用要求越来越高，国际上风机技术正向大容量、高效率、高速小型化、低噪音、调节自动化、高可靠性等方向发展。 大容量 各种工业装置规模的日益大型化，客观上需要各类风机的容量也随之不断增加。风机容量增加后，可以减少设备并降低建造费用，节约能源，便于管理和自动化，同时还可以提高技术机组的经济指标课运行可靠性。大型号风机在未来几年在市场中将会受到欢迎。 高效率 对于大容量的风机，提高效率具有非常重要的意义。世界各都砸样子高效率的水利模型，我国在这方面也进行了大量的工作，产品效率普遍得到提高。为提高效率，三元流动叶轮在通风机中的应用已越来越广泛。而诸如斜流风机等特殊用途的风机发展将会更有市场。 高速小型化 各类风机采用三元流动叶轮后，在提高效率的同时，压力也可以提高。所以在同等条件下，叶轮外径可以减少1030 ，故可获得缩小体积和减轻重量的双重效果。提高转速也是风机小型化的重要途径之一。 低噪声 风机的噪声是工业生产中噪声污染源的最主要来源之一。风机大型化和高速化更使得噪声问题愈加突出。对于低频噪声，风机防范的主要手段是改进风机结构设计，降低本体噪声；若仍达不到要求，可以采取加装消声器等措施。 调节自动化 随着科学技术的发展，自动检测技术、自动控制技术、和电子计算机已不仅逐步应用于风机的设计、制造过程中，而且还广泛用在风机的运行上，例如：风机实验装置的自动化；风机的自动启动；压力、流量、温度等参数的自动检测、显示和控制等。 高可靠性 随着风机向大容量、高转速方向发展，对可靠性的要求越来越高。因为只追求效率而忽略可靠性，在运行中的节能费用远远抵消不了风机事故停机所造成的经济损失。因此，在提高效率的同时，可靠性应放在首位。65第2章 通风机主要零部件材料选用2.1 材料的选择原则2.1.1 通风机材料选择的一般原则通风机的转子包括主轴和叶轮，这是主要的承载部件，必须进行合理选材以保证运转安全。主轴是通风机的的关键回转零件，必须满足强度和稳定性要求。所以主轴的材料强度以及其他有关物理和化学性能，必须符合产品技术条件要求。一般主轴材料为45或35优质碳素钢。叶轮式转动部件，在正常工作时，叶轮每一个部件都承受一定的作用力。因此，叶轮上各种零件的材料，要求使用时能够保证物理性能。一般用途通风机的叶片，前盘和后盘的材料常用Q235低碳钢或者16Mn低合金钢；连接叶片或轮盘用铆钉材料一般为Q235。通风机叶轮盘一般不进行强度计算，通过合理选材来保证强度条件。由于轴盘主要承受惯性载荷，所以在设计轴盘时，按外径处圆周速度45时，一般选用铸钢；圆周速度在45时，一般选用铸铁，通常35时选用一般铸铁，如HT250；3545时选用球墨铸铁。在一般情况下，静止部件承受的力是静载荷，只有极少数部件承受动载荷。对于承受静载荷的部件来讲，刚度考虑的多，强度考虑的少，不必严要求其物理性能，一般也不使用与转动部件一样的材料，所以一般通风机的蜗壳钢板常用Q235低碳钢或者Q345（16Mn）。轴承箱虽然也是静止部件，但因为它所承受的力大部分是动载荷，其大小与转子的不平衡重有关；同时在使用过程中，常因为叶轮的磨损、腐蚀或其他原因，而加剧转子的不平衡，使轴承产生振动。因此，当设计轴承箱时，既要考虑刚度，也要注意强度。当通风机的转子很重而动载荷又很大的时候，轴承箱的材料，有时也选择高级铸铁或铸钢。2.1.2 特殊用途通风机的材料的选择通风机输送的气体介质复杂，其所用的材料性质也因气体介质不同而异。根据不同行业实验的需要，有很多特殊用途的离心通风机，以满足高温、防爆、防腐和耐磨等要求。这些通风机的材料，都是按他们的特殊用途和要求而选定的。（1） 高温通风机选材当输送气体介质温度在300以下时，碳素钢和低合金钢材料的物理性能较常温下物理性能变化不大，通风机转子部件材料的选用与常温通风机相同。如锅炉引风机的气体介质温度一般在200250，所以，一般锅炉引风机的转子部件与一般用途的通风机转子部件材料相同。但是输送气体介质温度大于300时，应选用耐热材料。因为在此温度下，一般碳素钢和低合金钢材料的物理性能下降很快。如通风机输送的气体介质温度达到700以上时，其转子部件材料，必须选用耐高温的铬铝、铬镍等合金材料，同时按该温度下材料的力学性能进行强度计算，决定通风机的转速。表2-1列出了几种通风机的选用材料。表2-1 高温风机的选用材料（2） 防爆通风机选材 在石油化工行业中，输送的气体介质常常具有易燃易爆性质，如输送的价值为一氧化碳、石油气、化学气体或含有爆炸危险性的粉末等气体。如果这类用途通风机的转子使用一般碳素钢材料制作时，由于部件之间碰撞摩擦，或者转子与砂粒或铁屑等杂质碰撞摩擦，会引起火花，导致气体燃烧爆炸而造成事故。为了避免这类事故发生，通风机在材料选择上应该考虑防爆要求。当通风机输送的气体介质易燃易爆等级比较低时，通风机的蜗壳可以用钢板制作，而叶轮用铝材料制作。这样，铝叶轮与铁壳发生摩擦时，不容易出现火花而引起事故。但当通风及输送易燃易爆等级比较高的气体介质时，则通风机的叶轮和蜗壳都必须用铝材料制作。当通风机直接安装在有火灾或者有爆炸危险的气体厂房内，不宜采用带轮传动，以防产生静电火花而引起爆炸。如果必须采用传动带传动时，应采取有效方法，消除传送带上的静电，以确保安全。 （3）防腐蚀通风机选材 输送具有腐蚀性介质通风机应选择耐腐蚀性材料，如硅镁合金、铝合金和球墨铸铁。高硅铁和抗氯硅铁可以输送硫酸、磷酸、盐酸等强烈腐蚀性气体介质。但必须注意，这种材料用于含有百分之几十的硅，冲击性能比较差。设计时，如要求许用应力不高，主轴和叶轮的前盘、后盘业余选用硅铁合金材料制作的，以满足输送特殊戒指的防腐要求。由于球墨铸铁的机械强度比硅铁合金高，故用作输送一般送、腐蚀性气体介质的通风机零部件比较合适。也可采用喷镀技术在通风机的叶轮、蜗壳或者其他与腐蚀性气体接触的通风机零部件表面上 ，喷镀一层塑料或者一层橡胶，或喷几遍甚至几十遍的防腐漆以达到防腐作用。这样处理的防腐通风机由于制造方便，防腐效果好，所以使用较多。目前，制造耐腐蚀通风机最常用的耐腐蚀材料是塑料，如聚氯乙烯、酚醛塑料、聚四氯乙烯、聚乙烯等，与金属比较，这些塑料具有的共同特点是：密度小、耐腐蚀性强、比强度大、可塑性强。因此，用塑料制造的耐腐蚀通风机用来输送具有一定浓度的酸、碱、盐性腐蚀性气体，不但可以节省许多稀有金属和贵重金属材料，还减轻了通风机的重量，简化了制造工艺，降低了成本。表2-2 常用塑料性能常用塑料性能见表2-2。常用塑料的耐化学性能见表2-3。表2-3 常用塑料的耐化学性能 名称耐酸性耐碱性弱酸强酸弱碱强碱聚乙烯ADAA聚丙烯ADAA聚氯乙烯（硬质）AABAA聚氯乙烯（软质）AABAAABSAD(浓)AA聚四氟乙烯AAAA聚三氟氯乙烯AAAA四氟乙烯-六氟丙烯AAAA聚苯硫醚ADAA酚醛ABAB,DBCC注：A-试样完全无变化，或变化极微；B-试样略受侵蚀；C-试样溶解、分解或侵蚀严重；D-不耐氧化性酸或强碱（浓、高浓）。 （4）耐磨通风机选材如用一般用途通风机输送含有一定量灰尘、砂粒或者煤粉杂质的气体，则必须要求在通风机入口的管路上安装除尘器，将气体净化到一定程度（含尘量小于100）后进入通风机。如含尘量大于100，则应该选用耐磨通风机。为了使通风机的叶片抗磨，可采取在叶片表面渗碳、喷镀三氧化铝或焊上一层耐磨焊条以及碳化钨耐磨层等办法；也有的在叶片易磨损面上用螺钉固定铸铁板、硬质合金护板或辉绿岩铸石等，以便磨损后易于更换。2.2 通风机主要零件材料的选用2.2.1 通风机主要零件常用材料通风机主要零件常用材料见表2-4。表2-4 通风机主要零件常用材料名称采用材料技术要求材料牌号叶轮、叶片铸铝碳素结构钢低合金高强度结构钢铝合金不锈钢ZL104Q235AQ345(16Mn)2A121Cr18Ni9Ti叶轮外圆周角速度60m/s耐磨防爆耐高温（600700）、腐蚀前、中、后盘碳素结构钢低合金高强度结构钢铝合金不锈钢Q235AQ345(16Mn)2A121Cr18Ni9Ti耐磨防爆耐高温（600700）、腐蚀轴盘碳素结构钢铸铁灰口铁球墨铸铁Q235AZG270-500HT250QT500-7轴盘外圆周速度45m/s轴盘外圆周速度45m/s轴优质碳素钢35/45铆钉碳素结构钢铝合金Q235A2A01防爆机壳、侧板碳素结构钢低合金高强度钢Q235AQ345(16Mn)耐磨轴承箱、半联轴器灰口铁HT150HT200支架、拉杆优质碳素结构钢铸造铝合金25ZL104齿轮合金结构钢优质碳素结构钢灰口铁35CrMo45HT250带轮灰口铁HT150HT200外圆周速度40m/s按圆周大小选用材料等级滑轨、地脚垫板灰口铁HT150HT2002.2.2 F9-19系列防腐风机主要零件材料的选用2.2.2.1 硝酸性质及其生产工艺中酸烟特性（1）硝酸的性质纯硝酸为带有窒息性与刺激性的无色液体，其相对密度1.522，沸点83.4，熔点41.5，分为浓硝酸和稀硝酸。无水硝酸极不稳定，一旦受热见光就会分解，生成二氧化氮和水。一般工业品带微黄色。含硝酸86%97.5%以上的浓硝酸又称发烟硝酸,它是溶有二氧化氮的红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。（2） 硝酸尾气的性质及处理 酸吸收后，尾气中仍含有残余的氮氧化物，含量取决于操作压力。如果将尾气直接放空，势必造成氮氧化物损失和氨消耗增加，不仅提高了生产成本，而且严重污染大气环境。因此，尾气放空前必须严格处理。硝酸尾气处理装置, 利用增压风机将硝酸尾气送入尾气处理装置。硝酸尾气主要成份为含量小于3000ppm的氮氧化物和氮气混合物, 为棕红色气体,经处理后的尾气为氮氧化物含量小于200ppm的合格气体, 然后排放大气。如果风机处于事故状态, 那么尾气处理装置则停运, 排放气即为含有大量氮氧化物的棕红色酸性气体,严重影响环境。因此风机正常运行至关重要。 2.2.2.2 F9-19系列防腐风机主要零件材料的选用F9-19系列防腐风机部件示意图见图2-1。图2-1 F9-19系列防腐风机部件示意图F9-19系列防腐风机主要零件材料选用见表2-4。表2-4 F9-19系列防腐风机主要零件材料名称采用材料技术要求材料牌号叶轮、叶片不锈钢1Cr18Ni9Ti耐高温（600700）、腐蚀前、中、后盘不锈钢1Cr18Ni9Ti耐高温（600700）、腐蚀轴盘碳素结构钢Q235A轴盘外圆周速度45m/s轴优质碳素钢35/45铆钉碳素结构钢Q235A机壳、侧板低合金高强度钢Q345(16Mn)轴承箱、半联轴器灰口铁HT200支架、拉杆铸造铝合金ZL104齿轮合金结构钢35CrMo带轮灰口铁HT150外圆周速度40m/s滑轨、地脚垫板灰口铁HT200 第3章 通风机结构3.1 离心式通风机结构离心式通风机基本结构形式如表3-1所示。表3-1 离心通风机基本结构形式离心式通风机的结构简单，制造方便。离心式通风机主要由通流部件、传动部件和支撑部件组成。通流部件包括进风口、叶轮、机壳和出风口等部件；传动部分又主轴、轴承和带轮等组成；支撑部件是指轴承座和底座。 图3-1是常见中压离心通风机及典型结构示意图。 图3-1 离心式通风机结构示意图1-V带带轮；2、3-轴承座；4-主轴；5-轴盘；6-后盘；7-蜗壳；8-叶片；9-前盘；10-进风口；11-出风口；12-底座 图3-2是离心风机主要零部件分解示意图。图3-2 风机主题主要零部件分解示意图1-集流器；2-叶片；3-后盘；4-机架；5-截流板（风舌）3.2 通风机的主要零部件3.2.1 叶轮 叶轮是通风机的心脏部分，它的尺寸和几何形状对通风机的特性有着重大的影响。离心通风机的叶轮一般由前盘、后(中)盘、叶片和轴盘等组成，其结构有焊接的和铆接的两种型式。 图3-3 叶轮结构形式示意图 1-前盘；2-叶片；3-后盘；4-轴盘 叶轮前盘的型式有平前盘、锥形前盘和弧形前盘等几种，叶轮结构如图33所示。平前盘制造简单，但一般对气流的流动情况有不良影响。我国生产的8-18型离心通风机就是采用这种平前盘。 锥形前盘和弧形前盘的叶轮，制造比较复杂，但其气动效率和叶轮强度都比平前盘优越。我国生产的4-72型和4-73型离心通风机都采用了弧形前盘。 双侧进气的离心通风机叶轮，是两侧各有一个相同的前盘。叶轮中间有一个通用的中盘，中盘铆在轴盘上。 叶轮上的主要零件是叶片。离心通风机叶轮的叶片，一股为664个.由于叶片出口安装角和叶片形状的不同，叶轮的结构形式也有不同。 (1)叶片出口角不同离心通风机的叶轮，根据叶片出口角的不同，可分为如图3-4所示的前向、径向和后向三种。叶片出口角大于90的叫作前向叶片，等于90的作径向叶片，小于90的叫作后向叶片。图 3-4 前向、径向和后向叶轮示意图(2)叶片形状不同 离心通风机叶片形状有如图3-5所示的平板形、圆弧形和中空机翼形等几种。平板形叶片制造简单。中空机翼形叶片具有优良的空气动力特件，叶片强度高，通风机的气动效率一般较高。如果将中空冀形叶片的内部加上补强筋，可以提高叶片的强度和刚度。但工艺性较复杂。中空机翼形叶片磨漏后，杂质易进入叶片内部，使叶轮失去平衡而产生振动。目前，前向叶轮一般都采用圆弧形叶片。在后向叶轮中，对于大型通风机多采用机冀形叶片，而对于中、小型通风机，则以采用圆弧形和平板形叶片为宜。我国生产的4-72型和4-73型离心通风机均采用中空机翼形叶片。图 3-5 叶片形状 （a）平板叶片；（b）圆弧窄叶片；（c）圆弧叶片；（d）机翼型叶片3.1.2 机壳 离心通风机的机壳由蜗壳、进风口和风舌等零部件织成。1. 蜗壳 蜗壳是由蜗壳和左右两块侧板焊接或咬口而成。蜗壳的作用是收集从叶轮出来的气体，并引导到蜗壳的出口、经过出风口把气体输送到管道中或排到大气中去。有的通风机将气体的一部分动压通过蜗壳转变为静压。蜗壳的蜗板是一条对数螺旋线。为了制造方便，一般将蜗壳设计制成等宠矩形断面。2.进风口 进风口又称集风器，它是保证气流能均匀地充满叶轮的进口，使气流流动损失最小。离心通风机的进风口有筒形、锥形、筒锥形、筒弧形、弧形、弧锥形、弧筒形等多种。3.1.3 进气箱 进气箱一般只使用在大型的或双吸的离心通风机上。其主要作用可使轴承装于通风机的机壳外边便于安装与检修，对改善锅炉引风机的轴承工作条件更为有利。对进风口直接装有弯管的通风机，在进风前装上进气箱，能减少因气流不均匀进入叶轮产生的流动损失。一般断面逐渐有些收敛的进气箱的效果较好。3.1.4 进气箱 般在大型离心通风机或要求特性能调节的通风机的进风口或进风口的流道内装置前导器。用改变前导器叶片角度的方法，来扩大通风机性能、使用范围和提高调节的经济性。前导器有轴向式和径向式两种。3.1.5 扩散器扩散器装于通风机机壳出口处，其作用是降低出口气流速度，使部分动压转变为静压。根据出口管路的需要，扩散器有圆形截面和方形截面两种。3.2 轴流式通风机的结构形式轴流通风机的叶轮由轮毅和叶片组成。轮鼓和叶片的联接一般为焊接结构。为调节叶片安装角度，叶片和轮毂的联接为可调式。可停机调节叶片安装角度，有的可在运转中调节叶片安装角，称为动叶可调式。图3-6是一般轴流通风机示意图。图 3-6 单级轴流通风机示意图 1-集流器 2-流线罩 3-前导流器(P) 4-叶轮（R） 5-后导流器（S） (1)传动形式 轴流通风机的传动形式通常有电动机直联、带轮、联轴器等3种形式。(2)风口位置 轴流通风机的风位置、用入(出)若干角度表示，基本风口位置有4个，特殊用途可补充增加(图表3-2)。 表3-2 风口位置基本0090018002700补充450135022503150注：分进风口与出风口两种，用入（出）若干角度表示。若无进、出风口位置则可不予表示。基本风口位置有4个，特殊用途的则另加。 图3-7 轴流通风机风口位置按照我国对通风机的分类方法，风压在490Pa以下，气体沿轴向流动的通风机成为轴流式通风机。轴流式通风机主要由集风器、叶轮、前、后导流器和扩散筒组成，其中叶轮和导叶轮组成通风机的级。轴流式风机的级可以有多种型式，完整的通风机的级由前导叶、动叶和后导叶组成。图3-8是由动叶和后导叶组成通风机的级的典型轴流通风机示意图。图3-9是由前导叶和动叶组成通风机的级。是否设置前、后导流器需要通过技术经济分析，来确定合理的通风机的级型式。 图3-8 轴流式通风机 1-流线罩；2-集流器；3-叶轮；4-后导流器；5-扩散筒；6-芯筒图3-9 轴流式通风机级气流集流器进入轴流通风机，经前导叶获得预旋后，在叶轮动叶中获得能量，再经后导叶，将一部分偏转的气流都能转变为静压能，最后气体流经扩散筒，将一部分轴向气流的动能转变为静压能后输入到管路中。与离心式通风机相比，轴流式通风机具有低压、大流量的特点。一般轴流式通风机的全系数较低，0.6，而流量系数较高，0.30.6。因为轴流式通风机的全压较低，一般都采用单级结构，单级轴流通风机的比转速为1819（100500）.目前，单级轴流通风机的全压效率以达到90以上，带有扩散筒的单级轴流式通风机的静压效率可达8385。 （1）叶轮 叶轮与轴一起组成通风机的回转部件，通常称为转子。叶轮是轴流式通风机对气体做功的唯一部件，叶轮旋转时叶片冲击气体，使空气获得一定的速度和风压。轴流式通风机的叶轮由轮毂和叶片组成，轮毂和叶片的了解一般为焊接结构。叶片有机翼型、圆弧板型等多种，叶片从根部到叶顶通常是扭曲的，有的叶片和轮毂的理解为可调式，以改变通风机的风量和风压。一般叶片数为48个，其极限范围在250之间。（1） 集风器和流线罩 集风器（吸风口）和流线罩两者组成光滑的渐缩形流道，其作用是将气体均匀的导入叶轮，减少入风口的阻力损失。（2） 前、后置导流器 前导流器的作用是使气体在入口产生负旋绕，以提高风机的全压；此外，前置导流器做成可转动的，通过改变叶片安装角度可以改变风机的工况。 后导流器的作用是扭转从叶轮流出的旋转气流，使一部分偏转气流动能变为静压能，同时可以减少因为气流旋转而引起的摩擦和漩涡损失动能。（3） 扩压器在轴流风机级的出口，气流轴向速度很大。扩散筒的作用是将一部分轴向气流动能转变为静压能，式风机流出的气体的静压力进一步提高，同时减少出口突然扩散损失。3.3 其他形式通风机结构3.3.1 罗茨式通风机 罗茨通风机的主要工作原件是转子。转子和轴为整体结构，转子的叶数通常为两叶和三叶，也可以做成多叶。根据转子安装位置不同，罗茨式风机有卧式（W式）和立式（L式）之分。W型罗茨式鼓风机如图3-10所示。图3-10 W型罗茨式鼓风机卧式的两个转子中心线在同一水平面内，气流为垂直流向，如图3-10所示；立式的两个转子安装在同一垂直面内，气流为水平方向，如图3-11所示。工作室耦合的转子以相同的速度做方向旋转，在转子分项侧，由于气室容积由小变大，形成低压区，得以进气。在转子的合向侧，气室容积由大变小此侧形成高压区，得以压缩气体。气体从低压区向高压区的输送，则依靠转子任一端将气体从低压机壳区压向高压区。三叶转轴选转一转，气体变定量的被压送四次。风机的两个转子与椭圆形机壳内的孔面、叶轮端面和风机强化端盖之间及风机叶轮之间始终保持微小的间隙，工作过程中气体从风机进口沿机壳体内壁输送到排出的一侧，风机的内腔不需要润滑油，结构简单，运转平稳，性能稳定。罗茨式通风机具有排气量稳定、流量变化范围大等特点。由于风机的排气量与转子的转速近似成正比，因此，这种类型的风机具有强输气的特征。罗茨式风机具有自适应性，即当运行阻力增大时，风机的强制输气特性使其能够自行提升排气压力，而排气量基本不会减少，因此这种类型的风机在粉末输送等方面优于其他类型的风机。罗茨风机内的工作气体不与风机润滑系统接触，因此不容易被污染，适合输送洁净气体。罗茨鼓风机每次吸入、排出的风量很大并具有突变现象，从而产生较大的噪音，且排气量越大，压力越高，转速越快，则噪声就越大。因此在使用中需要进行降噪处理，通常在气体进出口设置消声装置，L型罗茨式风机结构如图3-11所示。图3-11 L型罗茨式风机结构1-后盖；2-齿轮；3-轴承端盖；4-机体；5-主动轴；6-从动轴；7、13-叶轮；8-密封外套；9-密封轴套；10-挡油环；11-前盖；12-油窗3.3.2 横流式通风机横流式通风机也称贯流式通风机，是具有前向多翼叶轮的小型高压离心机。它使用一个比较长的圆筒状叶轮进行工作，气体从叶轮外缘的一侧进入，然后穿过叶轮内部从另一侧排