通用风机选型交流文件国庆节培训教材20090928

江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 -离心风机选型调节技术交流,目录,目 录1、风机的支撑方式2、风机的方向角度3、我公司目前已有的风机系列4、风机的相似设计理论。5、风机选型所需参数6、选型步骤7、风机结构介绍8 、通用风机常规配套件9、电力行业风机的特点,风机的支撑方式,1、风机的支撑方式ABCDEF,常用ACDF,A式（直联）：叶轮直接挂在电机轴上，其机号一般不超过6号。A式风机可分为带台座结构和不带台座结构。,风机的支撑方式,C式（悬臂支撑） ：叶轮安装在轴承箱主轴上，通过皮带轮及皮带与电机轴相连，一般C式风机均配置整体台座。C式风机一大优势是可以通过调整皮带轮的传动比来改变风机的转速，从而满足风机的选型要求，同时可以节省轴向尺寸。缺点是传动效率较低，安装精度达不到要求时易造成三角带损坏。,风机的支撑方式,D式（悬臂支撑）：叶轮安装在轴承箱主轴上，风机通过联轴器与电机相连。D式风机一大优势是电机动力通过联轴器直接传递至风机主轴，传动效率较高，联轴器使用寿命较长，缺点是风机转速与电机同步，风机的选型范围受转速的限制相对较窄，如用液力耦合器或变频器调速则相对投资成本较高。联轴器可选用XL、ZL、HL、JM、TL等型号。,风机选型及配置介绍,风机的支撑方式,F式（双支撑）：叶轮安装在两轴承箱之间的主轴上，进气处设有进气箱，通过联轴器与电机相连。F式风机分为单吸（上图）和双吸（下图）两种，简单的来讲，单吸指叶轮后盘一侧有叶片且只有一只进气箱的风机型式，双吸指叶轮后盘两侧均有叶片且有两只进气箱的风机型式。,风机的支撑方式,单吸双支撑风机外形图,风机的支撑方式,双吸双支撑风机外形图,风机的方向角度,2、风机的方向角度按照国家标准，风机的旋向均是指从电机方向看风机，叶轮顺时针旋转为右旋，逆时针旋转为左旋。,风机的方向角度,角度的判断a、进气角度,风机的方向角度,b、出气角度,我公司目前已有的风机系列,3、我公司目前已有的风机系列 我公司目前所生产的风机系列809、912、919、926、938、839（以上系列为前向风机），6-25、630、632、640、635、536、553、548、547、460、473（后向风机）等（模型试验）,风机的相似设计理论,4、风机的相似设计理论。流量Q=q*(/4)*D2*u；（q：流量系数，D：叶轮直径，u：叶轮外圆线速度）压力P=p*u2*（p：压力系数，：密度）,流量Q1/Q2=(D1/D2)3*(n1/n2）压力P1/P2=(D1/D2)2*(n1/n2)2*(1/2)功率W1/W2= (D1/D2)5*(n1/n2)3*(1/2),风机选型所需参数,5、风机选型所需参数风量Q、全压P、温度T、当地海拔H（当地大气压）、入口压力P（某工艺段风机）a、风量Q：单位时间内流经通风机的气体容积或质量数。工况流量单位一般有m3/h，m3/min，m3/s等。有时用户提标态流量，一般有Nm3/h，Nm3/min，Nm3/s等,（标态一般指0，一个标准大气压）。如果用户提供标态流量，我们选型时一般需要换算到工况流量。,风机选型所需参数,b、全压P：气体在通风机内全压的升高值，或者说通风机进出口处气体全压差。压力的单位有Pa（N/m2）,mmHg，mmH2O,bar等1mmHg=133.32 Pa1mmH2O=9.807 Pa1bar=105 Pa,风机选型所需参数,压力一般有静压、动压、全压之分。静压（Pst）：气体给予与气流方向平行的物体表面的压力，用垂直于此表面的孔测量。动压（Pd）：气体流动所具有的压力，流速为（m/s），密度为（kg/m3）， Pd=2/2。全压（P）：气体的静压与动压的代数和。P=Pst+Pd风机的全压是指风机的出口全压与风机的进口全压之差。,风机选型步骤,6、风机选型步骤6.1 根据温度、当地海拔（当地大气压）、入口压力计算风机入口介质的密度。 P=RT,（理想气体气态方程），P:风机入口介质的绝对压力，R:气体常数，对于理想气体，R287，T：风机入口介质的绝对温度（K）。,风机选型步骤,6.2 根据客户要求、风机所处的工艺段综合考虑性价比，初选风机支撑方式和转速，然后计算风机比转速ns 。 ns5.54nQ1/2（1.2P/）(-3/4) n：风机转速；Q：风机流量（m3/s）； 一般地，ns90选择轴流风机。6.3 根据比转速，选择风机系列。6.4 根据风量风压选择合适的叶轮直径。,风机选型步骤,6.5 综合考虑（考虑风机的强度 刚性 以及结合风机在工艺段中的运行特点），判断风机选型是否合理，如果不合理，重复上述步骤6.26.4。6.6 根据选型结果，计算风机的轴功率、电机功率等。风机轴功率Nsh=Q*P/3600*1000*（Q：m3/h，P:Pa，：风机效率%, Nsh:kw）电机功率N=Nsh*(1.151.3),风机选型步骤,恒速风机曲线（调节门开度曲线）,风机选型步骤,调速风机曲线,风机结构介绍,风机余量的选择 在电厂设计规范中，设计点（TB点）往往要在额定工况点（BMCR点）基础上设置余量。从节能角度看，余量不易过大。如果没有调速装置，在以往的实际运行中，风机效率一般只有6570%左右，调节门开度在3550%之间，电机大马拉小车，功率因数下降，整套设备的能耗非常高。减小余量，可以增大调节门开度，提高风机运行效率及电机运行功率因数。建议流量余量在1.1左右，压力在1.151.2左右。,风机结构介绍,风机调节 恒速风机调节效率低，但是能达到高的压力；调速风机调节效率高，但压降与转速的平方成正比，压降比较快，不满足压力变化范围小的系统。当有调速系统时，建议风机仍配置入口调节门。 常用的调速装置有变频调速和液偶调速，由于液偶调速自身有损耗，实际节能效果没有变频好。,风机结构介绍,7 、风机结构介绍7.1 转子7.1.1 叶轮材料 综合考虑各种工艺风机的特点和强度刚性，选择合适的叶轮材质，一般有16Mn、15MnV、WH60、HQ785、 JFE780、WELDOX700、不锈钢（304、321、316L）等。轮毂材质一般选用QT5007、ZG35、锻45、及铸造不锈钢等，具体的选用须根据风机使用的工况条件、主轴的强度、客户的要求等来定。,风机结构介绍,对于轴向力较大的单吸叶轮（比如一次风机），在叶轮后盘焊有副叶片，能平衡60%左右的轴向力，对轴承的设计很有利； 对于双吸叶轮（比如引风机），我公司可以将中盘做成锯齿状，以减少转子重量，降低转动惯量，有利于轴承的设计以及风机的启动。,风机结构介绍,7.1.2 主轴 主轴为风机转子的核心部件，同样根据风机的特点以及强度刚性等选择主轴材质。主轴材质一般选用锻45、锻35CrMo、锻42CrMo、锻40Cr等。,当风机叶轮直径达到一定值时，综合考虑各方面的因素，可以使用空心轴，两头封焊实心轴头，这样在满足主轴刚性（临界转速）的基础上，降低整个转子的重量，对风机轴承的设计以及风机启动均有利。,风机结构介绍,7.1.3 风机轴承 风机轴承可以采用滚动轴承（进口SKFNSKFAG或国产），亦可以采用外球面可调心的强制润滑的动压滑动轴承。或是自润滑滑动轴承。,风机结构介绍,滚动轴承装于铸铁轴承箱内，采用浸油式油池润滑，并在传统结构基础上加以改进，增加带油环装置，使得油位略低时轴承润滑也能得到保障。在轴承箱下部侧面设置有油位指示器，以便观察轴承箱内油池的油位。为了防止轴承箱漏油，我们又在传统的防漏油方式上进行改进，增加了回油槽等结构、轴承密封采用迷宫密封，挡油环装置及锲形回油结构,能有效防止渗油,彻底解决了一般大型工业风机漏油的缺陷。在轴承箱体上设有冷却水道，通冷却水后保证轴承温升小于40。,风机结构介绍,滚动轴承座,风机结构介绍,滑动轴承座,风机结构介绍,7.1.4 转子刚性 根据国家标准，风机转子的临界转速系数为1.33，但是根据各种工艺风机的特点（比如煤气风机叶轮易粘灰，频繁调速的风机转子承受交变载荷等），将选择不同的临界转速系数。,风机结构介绍,7.2 壳体 风机壳体材质可以根据温度或工艺特点选择合适的材料； 大型风机壳体一般为剖分结构，外部设有加强筋，内部有撑管，以加强刚性。 根据温度和噪声，风机壳体外部还可以设置隔声保温层。,风机常规配套件,8 、风机常规配套件8.1 入口调节阀及电动执行器（国产或进口，420mA信号或开关量信号）8.2 进出口膨胀节（金属、非金属）,风机常规配套件,8.3 联轴器（柱销齿式 膜片 蛇形 鼓形齿式等等）8.4 液力耦合器 （大连创思福 上海交大 大连液力 广东中兴 内置泵 外置泵） 外供油系统液偶 可以同时给风机 电机供油 自带油箱及控制系统8.5 电机（上海电机 湘潭电机 兰州电机 重庆电机 佳木斯电机 南阳电机等 滚动轴承 滑动轴承 可以带测温元件和测振元件）8.6 稀油站 （一般给风机或者电机滑动轴承供油 带有控制柜，检测油温 油压等，可以带有高位油箱，在事故状态下供油）,风机常规配套件,8.7 测温元件（现场双金属温度计、远传PT100；如需要420mA，可带变送器或有显示的数显仪,风机轴承、电机轴承、电机绕组、液偶进出口油温、稀油站进出口油温等）8.8 测振元件（传感器监控仪，每个轴承座可以测XYZ三个方向的振动，420mA信号，风机轴承 电机轴承 液偶轴承等）8.9 现场控制柜 （仪表方面：二次表置于控制柜内，显示各温度、振动、阀门开度等，控制方面：现场启停按钮、远程就地切换按钮等）,电力行业风机的特点,电力行业一般分循环流化床（CFB)和煤粉炉两种锅炉形式。重点讲CFB机组。 CFB根据容量大小可分600MW、300MW、200MW、135MW、50MW等，对应的锅炉最大连续蒸发量大约是1950 t/h ，1048t/h，670t/h、480t/h、240t/h。 CFB机组风机一般可分成一次风机、二次风机、引风机、高压流化风机、播煤风机（有的锅炉厂无此风机）等,电力行业风机的特点,a、一次、二次风机的特点：风机均是从大气中吸气，压力相对较高，风机的强度刚性以及噪声是设计的重点。 一般300MW以上机组的风机，叶轮材质为WH60、HQ785或者JFE780E等，主轴材质可选用35CrMo。风机入口均配有消声器，进出口管道、壳体、调节门壳体采用阻尼减振降噪和外加包履吸声层降噪。选用阻尼材料及性能:上海开林油漆厂阻尼涂料42-9-46(主要成份,沥青、橡胶、填料)损耗因子=1.62-0.75,最佳使用温度46,最佳使用频率270-417Hz.可根据需要分层(3-5层)涂刷。,电力行业风机的特点,外包履吸声层,包履吸声层结构见附图。风机进出口管路及机壳外部隔声包敷层由金通灵提供设计图纸提供有关技术参数，业主自行采购及施工。,电力行业风机的特点,b、引风机特点：风机布置在除尘器之后，含尘量在250kg/m3以内，风机做护板+耐磨堆焊即可。风机的强度刚性是设计的重点。c、播煤增压风机特点：此风机一般是从一次风机空预器后取风，入口温度高、压力高，同时风机的压升一般要达到20000Pa左右，风机选型一般是2900r/min，叶轮直径为1.4m左右，风机为单吸双支撑结构。风机设计时强度刚性均需通过有限元软件分