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離心式通風機作為流體機械的一種重要類型，廣泛應用于國民經(jīng)濟各個部門,是主要的耗能機械之一，也是節(jié)能減排的一個重要研究領域。研究過程表明：提高離心通風機葉輪設計水平,是提高離心通風機效率、擴大其工況范圍的關鍵。本文將從離心通風機葉輪的設計和利用邊界層控制技術提高離心通風機葉輪性能這兩個方面，對近年來提出的提高離心通風機性能的方法和途徑的研究進行歸納分析。 1　離心通風機葉輪的設計方法簡述 　　如何設計高效、工藝簡單的離心通風機一直是科研人員研究的主要問題，設計高效葉輪葉片是解決這一問題的主要途徑。 　　葉輪是風機的核心氣動部件，葉輪內(nèi)部流動的好壞直接決定著整機的性能和效率。因此國內(nèi)外學者為了了解葉輪內(nèi)部的真實流動狀況，改進葉輪設計以提高葉輪的性能和效率，作了大量的工作。 　　為了設計出高效的離心葉輪,科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動規(guī)律,尋求最佳的葉輪設計方法。最早使用的是一元設計方法[1]，通過大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心通風機各個關鍵截面氣動和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期，可以簡單地通過對風機各個關鍵截面的平均速度計算，確定離心葉輪和蝸殼的關鍵參數(shù)，而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設計的風機性能需要設計人員有非常豐富的經(jīng)驗，有時可以獲得性能不錯的風機，但是，大部分情況下，設計的通風機效率低下。為了改進，研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進行設計[2-3]，如此設計出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設計的葉輪雖然比前一種一元設計方法效率略有提高，但是該方法設計的風機輪蓋加工難度大，成本高，很難用于大型風機和非標風機的生產(chǎn)。另外一個重要方面就是改進葉片設計，對于二元葉片的改進方法主要為采用等減速方法和等擴張度方法等[4]，還有采用給定葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m分布[5]的方法。等減速方法從損失的角度考慮，氣流相對速度在葉輪流道內(nèi)的流動過程中以同一速率均勻變化，能減少流動損失，進而提高葉輪效率；等擴張度方法是為了避免局部地區(qū)過大的擴張角而提出的方法。給定的葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m的分布是通過控制相對平均流速沿流線m的變化規(guī)律，通過簡單幾何關系，就可以得到葉片型線沿半徑的分布。以上方法雖然簡單，但也需要比較復雜的數(shù)值計算。 　　隨著數(shù)值計算以及電子計算機的高速發(fā)展，可以采用更加復雜的方法設計離心通風機葉片。苗水淼等運用“全可控渦&dquo;概念[6],建立了一種采用流線曲率法在葉輪流道的子午面上進行葉輪設計的設計方法,該方法目前已經(jīng)推廣至工程界,并已經(jīng)取得了顯著效果[7]。但是此方法中決定葉輪設計成功與否的關鍵,即如何給出子午流面上葉片渦的合理分布。這一方面需要具有較豐富的設計經(jīng)驗；另一方面也需要在設計過程中對設計結(jié)果不斷改進以符合葉片渦的分布規(guī)律,以期最終設計出高效率的葉輪機械。對于整個子午面上可控渦的確定，可以采用Cu沿輪盤、輪蓋的給定，可以通過線性插值的方法確定Cu在整個子午面上的分布[8-9]，也可以通過經(jīng)驗公式確定可控渦的分布[10]，也有利用給定葉片載荷法[11]設計離心通風機的葉片。以上方法都是采用流線曲率法，設計出的是三元離心葉片，對于二元離心通風機葉片還不能直接應用。但數(shù)值計算顯示，離心通風機的二元葉片內(nèi)部流動的結(jié)構(gòu)是更復雜的三維流動。因此，如何利用三維流場計算方法進一步來設計高效二元離心葉輪是提高離心通風機設計技術的關鍵。 　　隨著計算技術的不斷發(fā)展，三維粘性流場計算獲得了非常大的進步，據(jù)此，有一些研究者提出了近似模型方法。該方法是針對在工程中完全采用隨機類優(yōu)化方法尋優(yōu)時計算量過大的問題，應用統(tǒng)計學的方法，提出的一種計算量小、在一定程度上可以保證設計準確性的方法。在近似模型方法應用于葉輪機械氣動優(yōu)化設計方面,國內(nèi)外研究者們已經(jīng)做了相當一部分工作[12-14],其中以響應面和人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法應用居多。如何有效地將近似模型方法應用于多學科、多工況的優(yōu)化問題,并用較少的設計參數(shù)覆蓋更大的實際設計空間,是一個重要的課題。 　　2007年，席光等提出了近似模型方法在葉輪機械氣動優(yōu)化設計中的應用[15]。近似模型的建立過程主要包括:（1）選擇試驗設計方法并布置樣本點,在樣本點上產(chǎn)生設計變量和設計目標對應的樣本數(shù)據(jù)；（2）選擇模型函數(shù)來表示上面的樣本數(shù)據(jù)；（3）選擇某種方法,用上面的模型函數(shù)擬合樣本數(shù)據(jù)，建立近似模型。以上每一步選擇不同的方法或者模型，就相應產(chǎn)生了各種不同的近似模型方法。該方法不僅有利于更準確地洞察設計量和設計目標之間的關系，而且用近似模型來取代計算費時的評估目標函數(shù)的計算分析程序，可以為工程優(yōu)化設計提供快速的空間探測分析工具，降低了計算成本。在氣動優(yōu)化設計過程中，用該模型取代耗時的高精度的計算流體動力學分析,可以加速設計過程,降低設計成本?；诮y(tǒng)計學理論提出的近似模型方法，有效地平衡了基于計算流體動力學分析的葉輪機械氣動優(yōu)化設計中計算成本和計算精度這一對矛盾。該近似模型方法在試驗設計方法基礎上，將響應面方法、Kiging方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術成功地應用于葉輪機械部件的優(yōu)化設計中，在離心壓縮機葉片擴壓器、葉輪和混流泵葉輪設計等問題中得到了成功應用,展示了廣闊的工程應用前景。目前，席光課題組已經(jīng)建立了離心壓縮機部件及水泵葉輪的優(yōu)化設計系統(tǒng)，并在工程設計中發(fā)揮了重要作用。 　　2008年，李景銀等在近似模型方法的基礎上提出了控制離心葉輪流道的相對平均速度優(yōu)化設計方法[16]，將近似模型方法較早的應用于離心通風機葉輪設計。該方法通過給出流道內(nèi)氣流平均速度沿平均流線的設計分布，設計出一組離心風機參數(shù)，根據(jù)正交性準則，在充分考慮影響葉輪效率因素的基礎上，采用正交優(yōu)化方法進行優(yōu)化組合，并結(jié)合基于流體動力學分析軟件的數(shù)值模擬，最終成功開發(fā)了與全國推廣產(chǎn)品9-19同樣設計參數(shù)和葉輪大小的離心通風機模型，計算全壓效率提高了4%以上。該方法簡單易行、合理可靠，得到了很高的設計開發(fā)效率。 　　隨著理論研究的不斷深入和設計方法的不斷提高，對于降低葉輪氣動損失、改善葉輪氣動性能的措施，提高離心風機效率的研究，將會更好的應用于工程實際中。 2　改善離心通風機內(nèi)葉輪流動的方法 　　葉輪是離心風機的心臟，離心風機葉輪的內(nèi)部流動是一個非常復雜的逆壓過程，葉輪的高速旋轉(zhuǎn)和葉道復雜幾何形狀都使其內(nèi)部流動變成了非常復雜的三維湍流流動。由于壓差，葉片通道內(nèi)一般會存在葉片壓力面向吸力面的二次流動，同時由于氣流90°轉(zhuǎn)彎，導致輪盤壓力大于輪蓋壓力也形成了二次流，這一般會導致葉輪的輪蓋和葉片吸力面區(qū)域出現(xiàn)低速區(qū)甚至分離，形成射流—尾跡結(jié)構(gòu)[17]。由于射流—尾跡結(jié)構(gòu)的存在，導致離心風機效率下降，噪聲增大。為了改善離心葉輪內(nèi)部的流動狀況，提高葉輪效率，一個重要的研究方向就是采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能，這也是近年的熱點研究方向。 　　2007年，劉小民等人采用邊界層主動控制技術在壓縮機進氣段選擇性布置渦流發(fā)生器，從而改變?nèi)~輪進口處流場,通過數(shù)值計算對不同配置參數(shù)下離心壓縮機性能進行對比分析[18]。該文章對渦流發(fā)生器應用于離心葉輪內(nèi)流動控制的效果進行了初步的驗證和研究,通過數(shù)值分析表明這種方法確實可以改善葉輪內(nèi)部流動,達到提高葉輪性能的效果。但是該主動控制技術結(jié)構(gòu)復雜，而且需要外加控制設備和能量，對要求經(jīng)濟耐用的離心通風機產(chǎn)品不具有競爭力。 　　采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能的另外一種方法就是采用自適應邊界層控制技術。1999年，黃東濤等人提出了離心通風機葉輪設計中采用長短葉片開縫方法[19-20]，該方法采用的串列葉柵技術，綜合了長短葉片和邊界層吹氣兩種技術的優(yōu)點，利用邊界層吹氣技術抑制邊界層的增長，提高效率，而且試驗結(jié)果表明[20]，該方法可以有效的提高設計和大流量下的風機效率，但對小流量效果不明顯。文獻[21]用此思想解決了離心葉輪內(nèi)部積灰的問題。雖然串列葉柵技術在離心壓縮機葉輪[20]內(nèi)沒有獲得效率提高的效果，但從文獻內(nèi)容看，估計是由于該文作者主要研究的是串聯(lián)葉片的相位效應，而沒有研究串聯(lián)葉片的徑向位置的變化影響導致的。 　　理論和試驗都表明，離心葉輪的射流尾跡結(jié)構(gòu)隨著流量減小更加強烈，而且小流量時，尾跡處于吸力面，設計流量時，尾跡處于吸力面和輪蓋交界處。為了提高設計和小流量離心通風機效率，2008年，田華等人提出了葉片開縫技術[22]，該技術提出在葉輪輪蓋與葉片之間葉片尾部處開縫，引用葉片壓力面?zhèn)鹊母邏簹怏w吹除吸力面?zhèn)鹊牡退傥槽E區(qū)，直接給葉輪內(nèi)的低速流體提供能量。最終得到在設計流量和小流量情況下，葉輪開縫后葉片表面分離區(qū)域減小，整個流道速度和葉輪內(nèi)部相對速度分布更加均勻，且最大絕對速度明顯減小的結(jié)果。這種方法改善了葉輪內(nèi)部流場的流動狀況，達到了提高離心葉輪性能和整機性能的效果，而且所形成的射流可以吹除葉片吸力面的積灰，有利于葉輪在氣固兩相流中工作。 　　2008年，李景銀等人提出在離心風機輪蓋上靠近葉片吸力面處開孔的方法[23]，利用蝸殼內(nèi)的高壓氣體產(chǎn)生射流，從而直接給葉輪內(nèi)的低速或分離流體提供能量，以減弱由葉輪內(nèi)二次流所導致的射流-尾跡結(jié)構(gòu)，并可用于消除或解決部分負荷時,常發(fā)生的離心葉輪的積灰問題。通過對離心風機整機的數(shù)值試驗，發(fā)現(xiàn)輪蓋開孔后，在設計點附近的風機壓力提高了約2％，效率提高了1％以上，小流量時壓力提高了1.5％，效率提高了2.1％。在設計流量和小流量時，由于輪蓋開孔形成的射流，可以明顯改善葉輪出口的分離流動，減小低速區(qū)域，降低葉輪出口處的最高速度和速度梯度，從而減弱了離心葉輪出口處的射流—尾跡結(jié)構(gòu)。此外，沿葉片表面流動分離區(qū)域減小，壓力增加更有規(guī)律。輪蓋開孔方法可以提高設計流量和小流量下的閉式離心葉輪性能和整機性能，如果結(jié)合離心葉輪串列葉柵自適應邊界層控制技術，有可能全面提高離心葉輪性能。 3　結(jié)論 　　綜上所述,近年來對離心通風機葉輪內(nèi)部流動的研究取得了明顯進展,有些研究成果已經(jīng)應用到實際設計中，并獲得令人滿意的結(jié)果。目前,對離心通風機葉輪內(nèi)部流動的研究仍是比較活躍的研究領域之一，筆者認為可在如下方面進行進一步研究： 　?。?）如何將近似模型方法在通風機方面的應用進行更深入的研究，結(jié)合已有的葉片設計技術，探索更加高效快速的優(yōu)化設計方法； 　?。?）如何將串列葉柵、輪蓋開孔和葉片開縫等離心葉輪自適應邊界層控制技術結(jié)合起來，在全工況范圍內(nèi)改善離心通風機葉輪的性能，提高離心風機的效率； 　?。?）考慮非定常特性的設計方法研究。目前，研究離心通風機葉輪內(nèi)部的流動均仍以定常計算為主，隨著動態(tài)試驗和數(shù)值模擬的發(fā)展,人們對于葉輪機械內(nèi)部流動的非定?，F(xiàn)象及其機理將越來越清楚,將非定常的研究成果應用于設計工作中是非常重要的方面。

紡織企業(yè)中，無論是工藝主機設備或是輔助設備上，都配套有通風機。例如，為保證紡織企業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，以及企業(yè)中員工勞動環(huán)境的改善及安全生產(chǎn)等，紡織空調(diào)和除塵系統(tǒng)是不可缺少的，而紡織企業(yè)的空調(diào)除塵系統(tǒng)需要通風機來實現(xiàn)氣體的輸送。空調(diào)系統(tǒng)是為了使生產(chǎn)車間保持合適的溫度和濕度環(huán)境，這需要通過通風機輸送新風；紡織工藝排風系統(tǒng)使用通風機來實現(xiàn)紡織工藝排塵、排熱和排風；紡織生產(chǎn)工藝中還需要通風機來實現(xiàn)原料和半成品的氣力輸送。又如各種紡織工藝主機設備，諸如細紗機、粗紗機、并條機、絡筒機、轉(zhuǎn)杯紡紗機和緊密紡紗機等均配套用通風機，來實現(xiàn)紡織工藝主機笛口抽吸負壓及排除紡織生產(chǎn)中的各種塵雜的需要，在這些裝置中通風機是關鍵的核心元件。由此可見，紡織行業(yè)需要配套大量性能優(yōu)良的通風機。 　　一般紡織企業(yè)中，通風機能耗約占其總能耗的20%左右，尤其紡織空調(diào)、除塵系統(tǒng)配套通風機，風量較大，耗電量較大，而且一般需要連續(xù)運行，所以通風機能耗是衡量其經(jīng)濟性的一個重要指標，因而要求通風機運行效率高，節(jié)能。紡織廠中的通風機運行速度快、噪聲大，會造成紡織車間環(huán)境污染，因而要求通風機噪聲要低。紡織行業(yè)配套通風機一般要連續(xù)運行，因而要求通風機運行安全可靠、維修保養(yǎng)簡單方便。紡織行業(yè)的通風機大部分專業(yè)性很強，對通風機的要求由紡織工藝的特殊要求而決定，例如，輸送原料或纖維塵雜空氣的通風機要求防纏繞、防堵塞和防火花等特性。為滿足紡織行業(yè)這些特殊要求，國內(nèi)已逐步形成與紡織空調(diào)、除塵系統(tǒng)和各種紡織工藝主機配套的專用通風機。 　　近年來，我國隨著紡織工藝技術的發(fā)展，無論是紡織空調(diào)、除塵系統(tǒng)配套通風機，還是紡織工藝主機配套通風機，其技術和產(chǎn)品都得到了快速的發(fā)展。國內(nèi)紡織通風機的主要生產(chǎn)廠家為江陰精亞風機有限公司和常熟鼓風機有限公司，它們的產(chǎn)品銷量占據(jù)了國內(nèi)紡織市場80%以上的份額，因而它們的紡織通風機產(chǎn)品具有很大的代表性，而這些產(chǎn)品主要是上世紀90年代通過引進、消化和吸收瑞士LUWA、德國LTG等公司的空調(diào)除塵技術和設備而成的[1-2]。 1紡織通風機產(chǎn)品現(xiàn)狀 1.1紡織空調(diào)通風機 　　紡織企業(yè)加工的各類纖維，大多數(shù)是親水性的，它們其中含有一定的水分，含水在一定范圍內(nèi)時，比較有利于加工。整個紡織生產(chǎn)的環(huán)境，也必須保持合適的溫度和濕度。因此，紡織企業(yè)的生產(chǎn)車間必須配備專門的空調(diào)設施，用于調(diào)整和保持車間內(nèi)空氣合適的溫度和濕度。這主要是通過噴淋方式，令空氣和水直接接觸以進行水、氣的熱濕交換，通過調(diào)整空氣和水的溫度，以及通風機的送風量，將調(diào)整合格的空氣送進車間。由于大多數(shù)紡織空調(diào)系統(tǒng)阻力較低，因此紡織空調(diào)通風機具有低風壓、大流量、高效率的特點；又因為受季節(jié)影響，要求通風機有變風量的性能。目前常用的此類通風機有： 　?。?）FZ4035-11/12型軸流通風機：該系列軸流通風機吸取了國際先進技術，經(jīng)過多次改進而成。其傳動方式有A、C兩種，機號№8～20，葉片安裝角度可以在8°～20°之間調(diào)整，每個機號又設有高、低兩檔轉(zhuǎn)速，使整個系列通風機的風量和全壓范圍十分寬廣； 　　（2）SFF131-11型軸流通風機：該系列通風機的傳動方式有A、C兩種，機號№10～20，風機葉輪采用整體鑄造，為固定葉片安裝角度； 　?。?）PW4045-11/12型噴霧軸流通風機：該系列通風機在葉輪輪轂內(nèi)設計安裝了機械霧化裝置，用水泵將水送入風機輪轂。水隨著葉輪旋轉(zhuǎn)的離心力沿著輪轂切線方向飛出，形成水幕，在風機壓力下和被輸送的空氣結(jié)合，被高速旋轉(zhuǎn)的葉片打擊粉碎?？諝馀c霧滴在氣流的強力攪和下，混合成霧狀氣流輸送出來，同時完成了送風和加濕兩個任務，具有熱濕交換效率高、水氣比小、送風飽和度高等特點。該系列通風機的傳動方式有A、C兩種，機號№8～20，風機葉輪采用整體鑄造，為固定葉片安裝角度。該型通風機適用于噴霧加濕的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。 　　以上軸流通風機由集流器、葉輪、機殼、電動機、軸承箱及機架等組成，并配有擴散筒。葉片均采用機翼型扭曲葉片，用高強度鋁合金鑄造而成，其輪轂比選取在0.35～0.45之間，最高風機全壓效率達到80%以上。由于風機全壓一般都比較低，氣流速度不是很高，風機出口旋繞損失很小，加之紡織企業(yè)空調(diào)室空間所限，所以一般不采用前、后導流器裝置； 　?。?）SFF232-21型雙吸離心通風機：該型離心通風機可作為紡織企業(yè)空調(diào)風機或除塵系統(tǒng)主風機之用。在紡織空調(diào)除塵這樣的場合，要求通風機在自由進氣狀態(tài)下做壓出運行時，采用大流量的雙吸離心通風機特別適宜，這樣可以適當增加轉(zhuǎn)速，可有效減小葉輪直徑，從而減小風機外形尺寸和質(zhì)量。該系列通風機的傳動方式為E式，機號№6.3～12。該通風機由進風口、葉輪、機殼和公共底座組成，葉輪由12片機翼型后向葉片焊接而成； 　?。?）4-72和4-79型離心通風機：這兩種通用型的離心通風機也通常被選作紡織企業(yè)空調(diào)風機或除塵系統(tǒng)主風機。 1.2紡織除塵通風機 　　各類紡織機械在加工處理纖維的過程中，往往會排出帶有纖維和塵雜的空氣，其中還有一部分高濕度的含雜空氣，這就需要通風機用于紡織工藝的排塵、排熱和排風。其目的有的是為了保持機器內(nèi)某一部位具有一定的負壓；有的是為了將機器內(nèi)排出的廢料連續(xù)地抽吸排出；有的是為了當紗線發(fā)生斷裂時，防止已斷裂的紗條四處飄散，而用負壓將其吸進管道之中；也有的是為了讓機器內(nèi)某一部位的過剩熱量迅速疏散排出。這種紡織除塵系統(tǒng)應用的通風機有兩大類：輸送經(jīng)過濾后的潔凈空氣的通風機，稱為除塵主通風機，典型的有SFF232-11/12型離心通風機、SFF232-21型雙吸離心通風機、SFF131-11型軸流通風機、4-72和4-79型離心通風機等；輸送含纖維塵雜空氣的通風機，稱為排塵通風機，典型的有FC6-48-11/12型排塵離心通風機和SFF233-11/12排塵離心通風機。 　　由于紡織除塵系統(tǒng)一般阻力不太高，系統(tǒng)總風量較大，因此除塵主通風機具有大流量、中低壓和高效率等特點。而輸送纖維塵雜空氣的排塵通風機，具有避免纖維纏繞葉輪、塵積葉片、葉道堵塞和金屬物碰擦產(chǎn)生火花等特殊要求。 　?。?）SFF232-11/12型離心通風機：該型離心通風機可作為紡織企業(yè)空調(diào)風機或除塵系統(tǒng)主風機，其傳動方式為E式，機號№6.3～12，葉輪由12片機翼型后向葉片焊接而成。 　　（2）FC6-48-11/12型排塵離心通風機：該型離心通風機是為紡織企業(yè)除塵系統(tǒng)清梳棉吸落棉之用，亦可用來輸送原棉、羊毛或其它纖維物質(zhì)。傳動方式有A、C兩種，機號№3.2～12.5。由進風口、葉輪、傳動組、底座及防護等組成，葉輪由直板型葉片和后向圓弧板型葉片連接軸盤，采用高強度鋁合金澆鑄而成，葉輪為半開式，表面經(jīng)光整加工，具有不粘花、不堵塞的特點。 　　（3）SFF233-11/12排塵離心通風機：該型離心通風機主要適用于紡織企業(yè)除塵系統(tǒng)輸送含塵纖維、絨雜，為除塵系統(tǒng)的壓緊器及二級過濾吸嘴配套等。傳動方式有A、C兩種，機號№3.6～8。葉輪為半開式，采用具有防爆性能的鋁葉輪，表面經(jīng)光整加工，具有防火花、防纏繞、防堵塞的特點。 1.3紡織主機配套通風機 　　在紡織機械設備上，為了具有輸送原棉、真空吸紗、空氣循環(huán)等功能，必須配備種類繁多的專用通風機。如為氣流紡機笛口抽吸負壓所需的工藝風機和排除纖維雜塵配套的排雜風機；為多倉混棉機上配套和清鋼聯(lián)配套的輸棉風機；配套用于細紗機上的斷頭吸棉風機；為絡筒機上單臺吸及多臺吸配套的真空吸紗風機；為緊密紡機笛口抽吸負壓及排除纖維雜塵所需的緊密紡風機；用于開清棉機上凝棉器的排雜風機；用于粗紗機上的吸棉風機；用于梳棉機上濾塵配套的吸塵風機；熱定型機上配套的熱循環(huán)風機；為化纖切片烘干配套的烘干風機；化纖連續(xù)干燥裝置中的氮氣輸送風機等等。 2近年來紡織通風機技術和產(chǎn)品的發(fā)展 　　近年來，國內(nèi)紡織風機生產(chǎn)企業(yè)與大專院校和科研院所密切合作，在紡織通風機的技術和產(chǎn)品上有了進一步的發(fā)展。例如，將軸流通風機的優(yōu)化設計技術應用于紡織軸流通風機的新產(chǎn)品開發(fā)與改進，即利用最優(yōu)化原理和數(shù)值計算方法，在滿足軸流通風機設計參數(shù)及各種工程約束條件下，合理選擇確定通風機的氣動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而使通風機獲得高效率、低噪聲、尺寸小及質(zhì)量小，它主要由軸流通風機的最優(yōu)流型設計和軸流通風機結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化選擇計算所組成；再如，應用后向高壓離心通風機設計技術，即采用離心通風機內(nèi)部流動的數(shù)值模擬方法，在滿足離心通風機氣動設計參數(shù)條件下，對離心風機的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設計，使得離心風機在保證高效低噪條件下，其風機尺寸小及質(zhì)量小，這種設計方法尤其適用于紡織主機配套的高壓離心風機的設計[3-15]。 　　近年來國內(nèi)紡織風機市場所出現(xiàn)的新產(chǎn)品主要有： 　?。?）JYPW型大風量噴霧軸流風機 　　以噴霧軸流風機為核心的空調(diào)室，由于噴霧風機具有送風加濕的能力，因而簡化了噴嘴、噴排等構(gòu)件，同時由于噴霧軸流風機霧化程度好，水氣比極低（每105m3/h風量需7～15/h的水）。而且噴霧軸流風機成霧是利用了通風機葉輪前負壓及葉片離心力的作用，對供水不需要很大壓力，采用小揚程小流量的水泵即可，從而簡化了空調(diào)室，降低能耗、節(jié)約用水。噴霧為不堵塞型噴霧，維修方便。近年來，紡織行業(yè)對噴霧軸流通風機出現(xiàn)大風量、高風壓的新需求，JYPW型大風量噴霧風機就是為滿足紡織空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)的新的需求而設計開發(fā)的，其主要特點有： 　?、傩矢撸涸撏L機的最高全壓效率要高于國內(nèi)同類型風機最高全壓效率10%以上，因此，在達到國內(nèi)同類型風機相同流量—全壓性能時，該風機所配用的電動機功率可下調(diào)一個檔，使得通風機耗電量大大降低； 　　②工作區(qū)域?qū)拸V：該通風機的效率曲線平坦，使得由通風機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和經(jīng)濟性所決定的有效經(jīng)濟工作區(qū)要比國內(nèi)同類型風機寬廣，提高了噴霧軸流風機性能使用范圍； 　?、墼肼暤停涸撏L機的比A聲級通常要低于國內(nèi)同類型風機3～5dB，有效降低了噴霧軸流風機對紡織廠車間及周圍環(huán)境的噪聲污染。 　　JYPW型大風量噴霧軸流風機的主要性能指標：風機尺寸Φ1600～2000mm，流量100000～240000m3/h，全壓300~750Pa，全壓效率≥78%，最高效率點風機噪聲（比A聲級）≤32dB。 　　JYPW型大風量噴霧軸流風機2005年通過江蘇省科技廳組織的科技成果鑒定，已取得國家制冷產(chǎn)品生產(chǎn)許可證，產(chǎn)品專利號為ZL200620069675.0，在國內(nèi)外已批量銷售。 　?。?）JYFZ型高效低噪前彎前掠葉片紡織軸流風機主要用于紡織廠空調(diào)室，亦可用于其它空調(diào)場合，主要輸送無腐蝕、不易燃易爆、低含塵量、溫度&l;80℃的清潔氣體。 　　該新型風機是根據(jù)國內(nèi)外對紡織空調(diào)系統(tǒng)的新需求，所開發(fā)的新一代紡織軸流風機，其產(chǎn)品特點有：葉片采用先進的前彎前掠翼型，在優(yōu)化設計中用判定值對可調(diào)變量進行限制，通過調(diào)整使設計結(jié)果滿足氣動要求和結(jié)構(gòu)的要求。風機的噪聲低、效率高，經(jīng)檢測，比A聲級24dB（A），具有明顯的社會效益；該產(chǎn)品的輪轂為球形結(jié)構(gòu)，在各個葉片角度情況下都能保證葉片頂端相同的徑向間隙，控制風機的泄露損失，提高風機的效率，其最高全壓效率達到81.5%，超過了國家標準規(guī)定的79%的軸流風機一級能效水平，具有顯著的經(jīng)濟效益；葉輪葉片數(shù)量由原來紡織軸流風機的10個減少到3個，同時提升了風機性能及效率，大大降低了風機重量，葉輪與驅(qū)動部件（電機）的聯(lián)接通過特制的錐套聯(lián)接，方便拆卸，便于安裝維護，安全可靠性好。葉片表面硬度高、使用壽命長。 　　JYFZ新型高效低噪紡織軸流風機的技術參數(shù)范圍是：風機尺寸Φ1000～1800mm，流量10000～250000m3/h，全壓100~900Pa。 　　JYFZ新型高效低噪紡織軸流風機2009年通過江蘇省經(jīng)貿(mào)委和科技廳組織的新產(chǎn)品新技術和科技成果鑒定，其技術性能指標居于國內(nèi)領先水平，該新型風機已取得國家制冷產(chǎn)品生產(chǎn)許可證，其產(chǎn)品專利號為ZL200820214514.7，已在國內(nèi)外大批量銷售。 　?。?）JMF型緊密紡離心通風機主要用于緊密紡裝置等紡織機械抽吸負壓和排除塵雜的通風機。 　　紡織行業(yè)常采用前向葉片型式的離心通風機（如9-26）作為緊密紡風機，但前向風機存在著風機效率低、噪聲高、工作區(qū)域窄、葉輪流道結(jié)構(gòu)復雜、加工制造成本高、易喘振和易過載等缺點。 　　而JMF新型緊密紡離心通風機，因具有由大傾角的葉輪出口角和后向型圓弧平板葉片組成的后向高壓型葉輪為主要特點，可以使風機在滿足緊密紡裝置等紡織機械抽吸負壓和排除塵雜所需要的風機尺寸、氣動性能的前提下，具有風壓高、高效節(jié)能、噪聲低、工作區(qū)域?qū)拸V、尺寸小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便和生產(chǎn)制造成本低等優(yōu)點，對于緊密紡裝置等紡織機械抽吸負壓和排除塵雜具有良好效果。 　　JMF型緊密紡離心風機現(xiàn)有機號№4.3～5.3A，其流量范圍為1000～6000m3/h，全壓2000～8000Pa，電機直聯(lián)傳動，可采用變頻器調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，滿足由于系統(tǒng)工況阻力變化調(diào)節(jié)風機性能的目的。 　　該新型風機已取得了國家專利（專利號為ZL200720038593.6和ZL200920180747.4），已為國內(nèi)大部分緊密紡機生產(chǎn)廠家配套，在紡機行業(yè)具有很強的競爭力。 　?。?）JYXM節(jié)能型細紗機吸棉風機：主要適用于紡織企業(yè)細紗機棉紗斷頭收集，也可用于其它無腐蝕氣體的通風換氣場合。 　　國內(nèi)目前采用的細紗機吸棉專用風機存在著結(jié)構(gòu)復雜、效率低和能耗高等缺點。JYXM節(jié)能型細紗機吸棉風機就是為了滿足紡織市場節(jié)能與優(yōu)化風機結(jié)構(gòu)的需要研制開發(fā)的。 　　通過流道的合理設計，采用后向高壓高效葉輪型式，在滿足細紗機笛口負壓要求的前提下，使風機效率大大提高，由原來老式的細紗機吸棉風機的40%～50%提高到該型風機的80%左右，短車（520錠以下）配用電機功率由原來的2.2kW降為1.1kW，單機能耗降低40%以上；長車（1008錠）配用電機功率由原來的7.5kW降為4kW，節(jié)電約35%以上。 　　該型風機的特點是采用優(yōu)質(zhì)鋁合金整體鑄造葉輪，流道光潔，具有防火花、掛花和粘結(jié)等功能。合理設計了與機組的聯(lián)接和密封方式，采用壁掛式聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)和自動漲緊密封方式。該產(chǎn)品采用特殊密封膠條結(jié)構(gòu)，利用風機運行產(chǎn)生的負壓，密封條自動膨脹，增加與機組的貼合力，無需采用其他方式保證密封效果；該產(chǎn)品采用的壁掛式聯(lián)結(jié)方式，無需對現(xiàn)有細紗機組做任何改動即可替換老式風機，安裝維護方便。 　　JYXM節(jié)能型細紗機吸棉風機的主要性能參數(shù)為：流量830～2100m3/h，全壓1930～1240Pa，靜壓1860～790Pa；葉輪直徑為350mm，最高全壓效率81.6％，配用電動機功率1.1kW。 　　JYXM節(jié)能型細紗機吸棉風機2009年通過江蘇省經(jīng)貿(mào)委和科技廳組織的新產(chǎn)品新技術和科技成果鑒定，該產(chǎn)品主要技術性能指標、節(jié)能效果及結(jié)構(gòu)達到國內(nèi)同類產(chǎn)品的領先技術水平，可作為國內(nèi)細紗機吸棉風機的更新?lián)Q代產(chǎn)品。已取得了國家專利（專利號為ZL200920042875.2和ZL200920180103.5），已與2009年起大批量銷售。該產(chǎn)品2010年被工信部列入我國《節(jié)能機電設備（產(chǎn)品）推薦目錄（第二批）》，國家推廣作為細紗機吸棉風機的更新?lián)Q代產(chǎn)品，取代原來的老式風機。 　　（5）JYQF新型氣流紡離心通風機：主要用于氣流紡裝置等紡織機械抽吸負壓和排除塵雜的通風機。 　　氣流紡機分為抽氣式和自排式，其中抽氣式配用2臺風機，其中一臺為用于抽吸負壓的工藝風機，另一臺為用于排除塵雜和棉紗斷頭收集的排雜風機；自排式配用1臺風機。對不同規(guī)格的氣流紡機，一般采用同一規(guī)格的風機，配用變頻器使用。隨著氣流紡機風量和風壓要求的增大，可通過變頻器改變風機轉(zhuǎn)速，從而達到改變風機性能的要求。這種變轉(zhuǎn)速方法的優(yōu)點是風機規(guī)格不變，其通用性好，而且風機運行效率高，節(jié)能效果明顯。 　　JYQF新型氣流紡離心通風機的葉輪氣動設計采用后向高壓葉片，風機具有高效率、高風壓、工作區(qū)域?qū)拸V和可靠性高等特點，作為國內(nèi)氣流紡配套風機的更新?lián)Q代產(chǎn)品，可滿足氣流紡機配套風機日益增長的風壓和效率等性能要求，并有利于節(jié)省能源；新型風機體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡單，便于用戶安裝和維護。該風機已在國內(nèi)外氣流紡生產(chǎn)廠得到了廣泛應用。 3紡織通風機技術和產(chǎn)品的展望 3.1通風機的高效化 　　通風機產(chǎn)品屬于量大面廣的產(chǎn)品，在紡織企業(yè)中，通風機能耗約占其總能耗的20%左右，因此，要把開發(fā)高效率、低能耗的節(jié)能新產(chǎn)品，推廣節(jié)能新技術放在突出位置。 　　改進風機設計，提高風機的效率，是當前紡織通風機技術發(fā)展的重要課題[16]。首先應當在高效風機的理論研究上下功夫，通過不斷深入研究通風機內(nèi)部流場的計算機數(shù)值模擬技術、風機的準三元設計技術和風機的優(yōu)化氣動設計技術，提高風機的設計水平，以設計出高效節(jié)能的風機，淘汰低效的老舊風機；其次應對風機合理選型配套，對紡織企業(yè)的空調(diào)除塵系統(tǒng)進行深入調(diào)研，充分了解和掌握其管路系統(tǒng)阻力變化情況，為風機正確選擇提供依據(jù)；三是利用變頻器等調(diào)速技術，擴大風機的調(diào)節(jié)范圍，提高變負荷條件下風機的運行效率；四是可采用永磁電動機等高效電動機配套風機，以提高風機裝置效率。 3.2通風機的低噪化 　　在紡織企業(yè)中，通風機的噪聲是其主要的噪聲污染源之一，因此，開發(fā)低噪聲風機，采取措施降低紡織企業(yè)的噪聲污染，是當前紡織通風機技術發(fā)展的另一重要課題。 　　首先應當深入研究低噪聲風機的設計理論，利用計算機模擬技術，研究風機裝置的聲學性能，并結(jié)合低噪聲風機的設計實踐，研制新型低噪聲紡織通風機；其次要合理選擇風機轉(zhuǎn)速，在保證風機性能前提下，盡可能采用低轉(zhuǎn)速風機；三是采用吸聲材料及消聲裝置，利用消聲方法來降低風機噪聲。 3.3通風機的組合化和自動化 　　風機的組合化是以降低制造成本、縮短制造周期為發(fā)展方向；而風機的自動化則是以方便操作和維護，提高風機使用效率為發(fā)展方向。對于紡織通風機而言，風機的組合化和自動化是未來的主要發(fā)展方向之一。 3.4通風機的系列化、通用化和標準化 　　風機系列化、通用化和標準化的程度越高，風機的工藝就越簡單，工時越少，成本越低，質(zhì)量越有保證，交貨周期也就越短。這對于紡織通風機而言非常重要，因為紡織空調(diào)除塵風機和紡織主機配套風機的數(shù)量大、交貨周期短，因此風機的“三化&dquo;水平應不斷提高。 3.5通風機的安全可靠性 　　紡織車間的空氣中都含有大量纖維塵雜，而紡織主機輸送的一般都是原料或纖維塵雜空氣，這就要求紡織通風機具有防纏繞、防堵塞、防火花等特性，風機應盡可能內(nèi)部流道光滑通暢。此外，還應在風機的耐磨、防腐上進行深入研究。 4結(jié)論 　　通風機在紡織企業(yè)中應用廣泛，不僅應用于紡織空調(diào)除塵系統(tǒng)的通風與排塵，也配套于各種紡織工藝主機用于抽吸負壓及排雜。目前國內(nèi)廣泛應用的紡織通風機，主要為上世紀90年代通過引進和消化國外先進設備而成的。近年來，國內(nèi)風機企業(yè)與大專院校的合作，先后開發(fā)與改進了紡織軸流風機、噴霧風機、氣流紡風機、緊密紡風機和細紗機吸棉風機等，使得紡織通風機主要品種的性能品質(zhì)有了進一步提高。今后，紡織通風機仍要向高效、低噪、組合化、自動化、系列化、通用化、標準化及良好的安全可靠性方面發(fā)展。

1羅茨鼓風機每次吸入、排出的風量很大并有突變現(xiàn)象,從而產(chǎn)生較大的噪聲,被稱之為機械產(chǎn)品的“聲老虎&dquo;,特別是在高壓的情況下尤甚,且風量越大、壓力越高、轉(zhuǎn)速越快,則噪聲就越大,而現(xiàn)代化大生產(chǎn)又希望羅茨鼓風機能提供更高的壓力和更大的風量。為了提高風機性能、降低噪聲污染、滿足環(huán)保要求,工程師們想盡了各種對策。本文從噪聲源著手,在設計與制造方面提出降低噪聲的一些方法。 2　噪聲分析 　　羅茨鼓風機噪聲主要包括機械噪聲和氣動噪聲,而氣動噪聲又包括旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。機械噪聲主要有齒輪噪聲、軸承噪聲及管路振動噪聲等。旋轉(zhuǎn)噪聲是在旋轉(zhuǎn)的葉輪掠過較窄的通道出口處時,沿周向的氣動壓力與氣流速度都有很大的變化,使得周期性吸、排氣以及瞬時等容壓縮而形成的氣流速度與壓力脈動,產(chǎn)生的很大氣體動力噪聲(見圖1)。渦流噪聲又稱紊流噪聲,是由于紊流邊界層及其脫離引起氣流壓力脈動造成的。一方面,葉輪旋轉(zhuǎn)時,表面形成渦流,這些渦流在表面分裂時產(chǎn)生了渦流噪聲;另一方面,高壓氣體通過間隙向低壓區(qū)泄漏并通過孔口、彎道時也會產(chǎn)生渦流噪聲。這些噪聲再加上風機進氣容積的亥姆霍茲共鳴,就使羅茨鼓風機的噪聲達到了令人難以忍受的程度。 ３　結(jié)構(gòu)設計 3.1設計回流孔 　　在機殼出風端未過轉(zhuǎn)子中心處開一定的U形條孔,可以減輕出風口端的壓力爆發(fā),在葉輪與機殼、墻板所形成的容腔即將進入密閉狀態(tài)時,使出風口的高壓氣體有少量部分能回流入容腔,并使容腔與出風口氣室形成一定的壓力平衡。同時,當葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時,容腔體積變小,壓力增加,又可使得密閉容腔在大量排出氣體前能通過回流孔預排,這樣既可減少“死角&dquo;氣體的渦流噪聲,又可減少排氣時由于壓力過于釋放造成的沖擊噪聲(見圖2)。這也是目前國內(nèi)正在不斷研制的“逆流冷卻&dquo;技術。進氣回流孔的孔道應與“死角&dquo;相連,且出口方向應與排氣方向一致;孔的尺寸也不宜過大,一般取10～15mm,且夾角&dela;也應小于20°,否則會由于內(nèi)泄過大而造成風量不能滿足要求。 3.3轉(zhuǎn)子串接設計法 　　葉輪一般作為一個整體與軸聯(lián)接,若將葉輪沿軸向分成幾段,則構(gòu)成串接轉(zhuǎn)子。每段葉輪具有相同的葉型、直徑,甚至相同的長度。串接時,相鄰兩段葉輪周向錯開一定的角度(兩葉錯開90°,三葉錯開60°),并在機殼內(nèi)或葉輪段間設置隔板,將其隔成相應的段,每一段的工作情況都與單臺鼓風機相似。由于各段葉輪的工作過程有一定的時間差,使氣流脈沖減少,與同長度的單一葉輪相比總排氣流量不變而脈動變得更加平穩(wěn),噪聲也相對較低。 3.4設計扭曲葉輪 　　羅茨鼓風機葉輪輪齒一般與軸線平行,即直齒狀,這樣加工、檢測就比較方便,但隨著加工技術的發(fā)展,還是應設計成扭曲葉輪,即斜齒狀,因為這樣可以增加嚙合線長度。扭葉羅茨鼓風機工作平穩(wěn)、輸氣脈動小、噪聲低,而且工作時具有內(nèi)壓縮過程,與直葉羅茨鼓風機相比效率高、能耗低,是羅茨鼓風機傳統(tǒng)的替代產(chǎn)品。 3.5葉輪曲線的CAD設計法 　　葉輪作為羅茨鼓風機的心臟零件,表面形狀至關重要,氣體是通過兩個葉輪表面的嚙合,來進行吸氣與排氣的。為了使這對葉輪能正常嚙合,葉輪曲線一般都設計成漸開線、擺線或圓包絡線?；谠O計及制造工藝,傳統(tǒng)葉輪一般設計成單一型線,通過數(shù)學方法計算出各種參數(shù),包括中心距、基圓、壓力角、起始嚙合角等。隨著計算機及數(shù)控技術的發(fā)展,CAD設計軟件和數(shù)控編程軟件功能也越來越強大,應充分利用軟件資源,對葉輪曲線進行分段、組合設計,改掉以往的單一曲線,通過CAD進行模擬、仿真,保證葉輪在任何情況下嚙合時均可有相對固定的間隙。因為這種組合曲線在現(xiàn)代的數(shù)控機床上編程、加工已不是難事。均勻的葉輪間隙不僅能大大提高平穩(wěn)性、降低噪聲,而且還能保證風量、振動、壽命等重要的機械性能。 ４制造精度 　　精度的提高意味著產(chǎn)品成本的增加,但為了滿足所需性能,又不得不提高相應方面的精度。下面就為滿足低噪性能方面提出應提高的精度。 4.1葉輪表面質(zhì)量及平衡 　　葉輪表面質(zhì)量主要取決于材質(zhì)及加工質(zhì)量。對于小葉輪,一般選擇鑄鋼或球墨鑄鐵,并與軸鑄成一體,大葉輪選擇HT200,粗糙度為Ra3.2,在數(shù)控機床上加工,取較小的走刀量,可獲得較低的粗糙度;轉(zhuǎn)子平衡至少應保證G6.3,最好提高到G5.6。 4.2軸承精度 　　軸承作為易損件,一般的企業(yè)都不愿提高其精度使產(chǎn)品成本增加,這樣往往得不償失。因為低精度軸承產(chǎn)生較大的振動和摩擦,且其作為整個機器的裝配基準,對整機性能及其它零部件的壽命都有至關重要的影響。國外風機的軸承精度一般至少相當于我國的C級標準。 4.3齒輪精度 　　齒輪間隙、運動準確性、齒向精度等直接決定著葉輪嚙合的均勻性及平穩(wěn)性,齒面粗糙度又是摩擦噪聲的主要來源之一。因此,按國標要求齒輪精度應保證在7級以上,而一般機械加工廠的齒輪加工、檢測手段往往不強,使精度不能滿足要求。所以齒輪加工最好是與專業(yè)的齒輪加工廠協(xié)作。 4.4風道質(zhì)量 　　光滑的風道表面能讓氣流順利通過,不僅有利于減少損失,而且能大大減少因氣流流動受阻而帶來的嘯叫聲,因此,管道內(nèi)壁應盡量降低粗糙度,減少彎道數(shù)量;進出風口不宜處于急變流場,應由方變圓光滑過渡。若系統(tǒng)中有多個管件,如彎頭、支管等,則它們之間的距離應拉開5～10倍管徑。 ５　采用消聲、隔聲、隔振等措施 　　除了在結(jié)構(gòu)及制造精度方面控制噪聲外,在軸承、齒輪、密封處應使用優(yōu)質(zhì)的潤滑油,進出風口配設消聲器,整機及配套設備外圍設計隔聲罩,有條件的地方可將風機置于地下室工作或選擇水下羅茨鼓風機進行隔聲、隔振等。

石油潤滑油餾分經(jīng)脫蠟、溶劑精制及白土處理而得的一般質(zhì)量的潤滑油。通常只加抗氧化添加劑。機械油分為高速機械油和普通機械油，分別用于紡織機械錠子、普通機床等一般機械的潤滑，按50℃運動粘度分牌號。在現(xiàn)有的潤滑劑的分類中已取消&quo;機械油&quo;的分類，可以參照L-AN類的特點選用您需要的潤滑油。機械油現(xiàn)稱全損耗系統(tǒng)用油 由于機械設備種類很多，起的作用也各不相同，所以，要求潤滑油的品種也是很多的。最常用的、有代表性的潤滑油有: 第一類是汽油機油和柴油機油。汽油機油用于各種汽油汽車、汽油發(fā)動機；柴油機油用于柴油汽車、拖拉機、柴油機車等。這類潤滑油的主要作用是潤滑與冷卻。 第二類是機械油(包括高速機械油)。機械油和重型機械用油，主要用于紡織、縫紉機及備種車床等，它的主要功能也是起潤滑作用。 第三類是壓縮機油、汽輪機油、冷凍機油和汽缸油。它們分別用于壓縮機、汽輪機、冷凍機，而汽缸油用于蒸汽機車的和直接與蒸汽接觸的汽缸內(nèi)。主要起密封作用。 第四類是齒輪油。它又分工業(yè)齒輪油與汽車、拖拉機轉(zhuǎn)動齒輪油。工業(yè)齒輪油主要用于各類工業(yè)機械，如旋轉(zhuǎn)爐、軋鋼機等齒輪傳動機構(gòu)。汽車、拖拉機齒輪油用于它們的變速箱、減速箱等部件和高級轎車、越野汽車的雙曲線齒輪傳動裝置。對這類潤滑油的主要質(zhì)量要求是潤滑性和抗磨性，同時為了保證汽車、拖拉機在低溫下起動，還應有較低的凝固點。 第五類是液壓油，主要用作各類液壓機械的傳動介質(zhì)，如汽車的變速機構(gòu)，礦山機械等都需要用液壓油。 第六類是電器用油，包括變壓器油、電纜油等。主要用于備種電工設備。對這類油并不要求潤滑性能，但要求電氣性能。由于這類油的原料和生產(chǎn)工藝和其它各類潤滑油相似，所以通常把它們包括在潤滑油這個類別中。 由此可以看出，多種不同的潤滑油，每一種都有專門的用途和特殊要求，因此，一般都不能互換使用。 液壓油是液壓傳動與控制系統(tǒng)中用來傳遞能量的工作介質(zhì)，同時具有潤滑、冷卻和防銹作用。通常由深度精制的石油潤滑油基礎油或合成潤滑油加入抗磨和抗氧劑等調(diào)制而成。廣泛用于機床、礦山工程機械、農(nóng)業(yè)機械、交通運輸機械、航空航天等方面。   簡介 折疊基本信息 中文名:全損耗系統(tǒng)油 習慣稱謂:機械油(Machineoil) 英文名:Toallosssysemoil 學科分類與代碼(GB/T13745-92):530.51(化學工程.石油化學工程) 主要的資料來源:GB7631.10-92&quo;潤滑劑和有關產(chǎn)品(L類)的分類&quo;第1部分A組(全損耗系統(tǒng)) 折疊詳細信息 我國L-AN類全損耗系統(tǒng)用油則是合并了原機械油、縫紉機油和高速機械油標準而形成?！顿Y料來源:GB7631.13-1992&quo;潤滑劑和有關產(chǎn)品(L類)的分類&quo;第1部分A組(全損耗系統(tǒng))》 全損耗系統(tǒng)用油(歸屬石油產(chǎn)品總分類L-A組)是一種通用潤滑油，僅用來潤滑安裝在室內(nèi)，工作溫度在50℃~60℃以下的各種輕負載機械。用于一次性潤滑和某些要求較低的和換油期較短的普通機械手工給油裝置，油浴、油環(huán)、油輪等的潤滑。 一般精制的礦物基礎油，不加或加少量添加劑制成，其規(guī)格中只有一般理化指標要求，對抗磨性及安定性等均未提出要求。 折疊特點 一般不適用于循環(huán)潤滑系統(tǒng) 折疊編輯本段應用范圍 全損耗系統(tǒng)油適用于各種紡織機械、各種機床、水壓機、小型風動機械、縫紉機、小型電機、普通儀表、木材加工機械、起重設備、造紙機械、礦山機械等。并適用于工作溫度在60℃以下的各種輕負荷機械的變速箱、手動加油轉(zhuǎn)動部位紡織機械、機床、中小型電機、風機、水泵等各種機械的變速箱、手動加油轉(zhuǎn)動部位、軸承等一般潤滑點或等一般潤滑系統(tǒng)。 折疊編輯本段類別 標準號 GB/T7631.13-1995 GB443-1989 老標準 名稱 全損耗系統(tǒng)用油 機械油 機油 代號(按粘度等級分) L-AN5 N5 4#5# L-AN7 N7 5#6#   L-AN10 N10 7#10#   L-AN15 N15 10#   L-AN22 N22 15#   L-AN32 N32 20#   L-AN46 N46 30#   L-AN68 N68 40#   L-AN100 N100 60#70#   L-AN150 N150 80   全損耗系統(tǒng)用油使用性能分類         組成和特性 品種代號L 典型應用 精制礦油,含有瀝青和(或)添加劑以改善其性能,如粘附性、極壓性和抗腐蝕性 AB 開式齒輪、繩纜   精制礦油 AN 輕載荷部件   未精制礦油 AY 粗加工用、車軸、鐵路設施等   L類產(chǎn)品分為19組，其中A組油用于全損耗系統(tǒng)，但用于全損耗系統(tǒng)的油并非唯獨A組油，還有D組中往復式壓縮機用油，G組導軌油，P組風動工具用油和Z組蒸汽汽缸用油等，都是全損耗系統(tǒng)用油。我國將L類A組產(chǎn)品劃分為AB、AN和AY三個品種。 L-AB油是由精制礦油制得，并含有瀝青或添加劑以改善其粘附性、極壓性和抗腐蝕性，主要用于開式齒輪和繩纜表面的潤滑。L-AB油與C組中L-CKJ開式齒輪油相近，可以互用，所以我國不生產(chǎn)L-AB油。 L-AN油是由精制礦油制得，也可加入少量降凝劑，按其40℃運動粘度的中心值分為5~150十個粘度等級。它主要用于輕載、老式、普通機械的全損耗潤滑系統(tǒng)或換油周期較短的油浴式潤滑系統(tǒng)，它不適用于循環(huán)潤滑系統(tǒng)。 L-AY油是一種未精制礦油，其凝點低，有時為了提高附著性能還加有抽出油(精制潤滑油過程中的副產(chǎn)品)。它適用于鐵路貨車滑動軸承的潤滑，分冬用、夏用和通用三個粘度等級，專供鐵道部門使用。 折疊編輯本段執(zhí)行標準 GB443-1989 項目 單位 質(zhì)量指標 試驗方法 32# 46# 68# 100# 150# 運動粘度(40℃) mm2/s 28.8~35.2 41.4~50.06 61.2~74.8 90.0~110 135~165 GB/T265 閃點(開口)，不低于 ℃ 150 160 160 180 180 GB/T3536 傾點，不高于 ℃ -5 GB/T259 水溶性酸或堿，不大于 % 無 GB/T259 機械雜質(zhì)，不大于 % 0.007 GB/T511 水分，不大于 % 痕跡 GB/T260 銅片腐蝕(100℃，3h)，不大于 級 1 GB/T5096 折疊編輯本段優(yōu)劣分辨 1、觀察潤滑油外觀。將油倒在透明的杯子中觀看，如果油品色淺透明度好，無懸浮物，無沉淀物，無雜質(zhì)結(jié)塊，晃動時流動性較好，則是比較好的油。反之，油色較深，或有雜質(zhì)沉淀物，或味濃有刺激性，晃動時流動性較差，用手摸有拉絲現(xiàn)象，則油品質(zhì)量較差。 2、潤滑油的氣味。一般潤滑油氣味較為溫和，如果有刺激性氣味，尤其是燃油味重，有可能是再生油。 3、仔細觀察潤滑油的包裝外觀。名牌新油包裝外觀干凈漂亮，無油污塵跡，封口蓋是一次性蓋子，缺口處有封口錫紙，錫紙上均有廠家特殊標記，另外，名牌油為防假冒，從標簽貼紙、罐底、罐蓋內(nèi)側(cè)、把手等不顯眼處均有特殊標記。消費者可仔細觀察，或?qū)Ρ日婕賰蓚€外包裝就可分辨。

華能國際電力股份有限公司南通電廠實業(yè)隨著電力市場改革的深化和燃料價格的不斷上漲，提高機組自動化水平，降低火電廠發(fā)電成本，已成為火電廠迫切需要解決的問題。長期以來，火電廠鍋爐離心式風機在運行過程中存在著以下幾個問題：電機按定速方式運行，采用擋板來調(diào)節(jié)風量，造成功率損耗大，浪費電能；擋板調(diào)節(jié)品質(zhì)差，執(zhí)行機構(gòu)易出故障，自動投入率低；電機啟動時，啟動電流大，對電機沖擊大，嚴重影響電機的絕緣性能和使用壽命。 　　而變頻調(diào)速具有效率高、調(diào)速范圍寬、精度高、調(diào)速平穩(wěn)、無級變速等優(yōu)點，因此采用變頻調(diào)速技術是解決上述問題的好辦法，近年來已在發(fā)電廠中得到了廣泛應用。 　　華能南通電廠3、4鍋爐均為美國BW公司生產(chǎn)的CAROLINA型燃煤輻射鍋爐，采用一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)。一次風機型式為兩臺L3N電動定速雙吸離心式風機，采用入口導葉調(diào)節(jié)，由英國HOWDEN公司供貨。風機的風量裕度為57%壓頭裕度為30%電動機裕量90%額定軸功率893KW電動機容量1695IKW.自投運以來，各項經(jīng)濟數(shù)據(jù)分析表明，本廠3、4鍋爐設計時一次風機選型明顯偏大。在工況變化時，風機入口采用擋板調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍：10%―40%之間，自2001年江蘇省投用AGC方式以來，負荷變化幅度加大，一次風檔板調(diào)節(jié)頻繁，節(jié)流損失很大。在鍋爐滿負荷時電流為110安培左右，而相同容量、設計較為合理的12鍋爐一次風機在同等負荷下電流僅為90安培左右。 　　為節(jié)能降耗，降低廠用電率，對3、4爐一次風機進行相關的改造成為本廠有關技術人員必須考慮的問題。經(jīng)過多種方案對比分析，變頻改造不失為一個較理想的方案。理風壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)、DCS控制理想。另外，經(jīng)濟上可行，投資效益顯著。下面筆者就對本廠3、4爐一次風機電動機進行高壓變頻改造技術可行性、改造方案、經(jīng)濟性應用前景進行分析。 　　二、一次風機電動機變頻改造技術的理論依據(jù)、4爐一次風機為出口角P290*葉片后傾式離心風機，其運轉(zhuǎn)特性曲線如所示：N*風機工作有效總功率；n*效率，風機軸上的功率n因有部分損失而不能全部傳給空氣，可用效率這一參數(shù)來表示風機工作的優(yōu)劣。 　　2.根據(jù)離心風機參數(shù)的比例定律，對不同轉(zhuǎn)速控制時的H-Q關系曲線如所示。當風機轉(zhuǎn)速從n變化到：后風量Q、風壓H及軸功率N的關系：在當前國內(nèi)高壓變頻器生產(chǎn)廠家日益增多，且技術曰趨成熟的形勢下，該方案目前日見少用。 　　即風量與轉(zhuǎn)速成正比，風壓與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。 　　當管路的風阻力R保持不變時，風量與通風阻力之間的關系是確定不變的，即風量Q與通風阻力h按阻力定律變化，即h=Q2.h―Q間的拋物線關系曲線稱為管路特性曲線，如所示顯然風阻R越大，曲線越陡。 　　風機的特性曲線H―Q與管路的阻力特性曲線h―Q相交的工況點稱為工作點M在中表示的同一風機兩種不同轉(zhuǎn)速n、：時的H-Q曲線和h―Q曲線相交的工況點M、M\3.變頻器調(diào)速控制節(jié)電降耗原理。利用變頻器裝置，對風機進行轉(zhuǎn)速控制屬于減少空氣阻力節(jié)電法，是一種較好的節(jié)電方式，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量方法比較，有著明顯的節(jié)電效果。通過可說明其節(jié)電原理。圖中曲線I為風機在恒速下風壓一風量（H―Q）特性曲線，曲線為管路（h―Q）特性曲線（風門開度全開）。假設風機在設計時工作在1點效率最高，輸出風量Q，為100%，此時軸功率Ni與Qi、Hi的乘積面積1HiQi成正比。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，當風量從Qi減少到Q2（例如50%）時，如采用調(diào)節(jié)風門方法相當于增加管路阻力，使管路阻力特性變?yōu)榍€I系統(tǒng)工作點由原來的工況點1變到新的工況點2圖中看出，風如果采用變頻轉(zhuǎn)速控制方式，風機轉(zhuǎn)速由降到根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2下的風壓一風量（H+Q）特性曲線如圖W所示，系統(tǒng)工作點則由原來的工況點1變到新的工況點3.顯而易見，在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅下降，軸功率N3（與面積3H30Q2成正比）顯著減少，與風門調(diào)節(jié)時軸功率N2相比，節(jié)約功率明顯（與面積由以上分析可知，即風量Q與轉(zhuǎn)速n―次方成正比，風壓H與轉(zhuǎn)速n平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速n立方成正比。 　　因此當外界對風機風量要求減小時，風機轉(zhuǎn)速同步減小，軸功率以轉(zhuǎn)速三次方的速度下降，比如風量下降80%，則軸功率將下降到原先功率的51%.當然這是理論上的計算，實際操作時還需考慮由于轉(zhuǎn)速降低會引起效率降低及附加控制裝置的效率損耗等，工藝上也需考慮控制適合的轉(zhuǎn)速，在滿足風量要求的同時保證滿足風壓的要求。但這些影響是很微小的。因此，在變負荷的風機機械中采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風量，在節(jié)能上是一個有效的辦法。 　　三、目前采用的幾種改造方案比較分析該方案的產(chǎn)品以西門子公司為主，故又稱為西門子方案，如所示，這種方案以通過低壓變頻器為核心，即在低壓變頻器的輸入側(cè)加一臺降壓變壓器，將6kV降至低壓變頻器的適配輸入電壓，在低壓變頻器的輸出側(cè)加一臺升壓變壓器，使輸出電壓與電動機的額定電壓相匹配。降壓變壓器一般采用三繞組變壓器，兩個副邊繞組相差30*角度，以實現(xiàn)12脈沖工作方式，減少主回路諧波，由于變頻器輸出含有高次諧波及直流成份，且dv/d高，升壓變壓器需特殊設計。 　　這種方案適用于改造項目其優(yōu)點：1）方案成熟。目前國內(nèi)應用較多。（2）原有電機電纜無須改動。（3）便于實現(xiàn)切換功能。（4）投資較低。 　　缺點：（1）由于兩次電壓轉(zhuǎn)換，增加了損耗，降低了效率。 　?。?）產(chǎn)生大量的高次諧波，需加濾波裝置。（3）升壓變壓器存在諧波發(fā)熱。（4）長期運行費用相對較高。 　　降壓變壓器低壓變頻器升壓變壓器高壓電動機一次風機高一低一高方案。節(jié)如所示，用額定電壓為6kV的高壓變頻器直接驅(qū)動電動機，實現(xiàn)變頻調(diào)速，此種方式整體效率高，技術先進，結(jié)構(gòu)簡單可靠性高，適用于大容量電動機，對電動機沒有特殊的要求，可用于任何普通的異步電動機，不存在諧波引起的電動附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲。缺點是初期投資大。但這種方案效率較高，節(jié)能優(yōu)勢明顯。 　　綜合考慮以上兩種方案，兩種方案在節(jié)能上都是可行的，在一次性投資許可的情況下，方案2的可行性很好，目前該方案應用范圍日趨廣泛，節(jié)能效果明顯。 　　四、次風機變頻調(diào)節(jié)相關系統(tǒng)設計根據(jù)系統(tǒng)對一次風機風量和風壓的要求，理論上最好是風壓不變，風量根據(jù)負荷的變化而變化。因此僅靠變頻調(diào)節(jié)并不能滿足系統(tǒng)要求，可考慮與原系統(tǒng)擋板結(jié)合使用。整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)不僅節(jié)能，而且能實現(xiàn)在維持風機出口風壓相對穩(wěn)定的前提下對風量的及時調(diào)節(jié)，相關系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，這樣，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性更優(yōu)越。相比原風機擋板調(diào)節(jié)，除節(jié)電外，還能減少風量調(diào)節(jié)時風壓的過大波動。 　　經(jīng)過統(tǒng)計，在本廠年平均負荷率最高的2002年7月份，一次風機入口調(diào)節(jié)擋板的平均開度為30%，年平均負荷最低的2006年3月份，一次風機入口調(diào)節(jié)擋板的平均開度為26%，相比較20%―40%的設計調(diào)節(jié)開度，說明本廠一次風機的調(diào)節(jié)裕量相當大，在實際轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制中可以認為風量參數(shù)在滿足風壓的過程中是全部符合負荷要求的，因此只需計算負荷要求下風壓參數(shù)所得到的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍及功率消耗狀況。 　　1.計算風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍己知：一次風機正常風壓范圍90―軸功率N與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比，即V如=（3.代入可得：軸功率V將下降到額定功率的54.5%.根據(jù)本廠近年負荷情況，保守估算，一次風機變頻改造后，節(jié)電應在目前平均電量的25%左右。風機額定功率893kW，年運行時間以7000小時計，則每臺鍋爐年節(jié)電達312.5萬度電。以合同基本電量電價0.334元/度計算，一年可節(jié)約費用1044萬元。由此可知，一次風機變頻改造的經(jīng)濟性是十分明顯的。按同理推算，華能南通電廠引風機，凝結(jié)水泵皆可應用變頻技術屆時，整機效率將大大提高。 　　變頻調(diào)速是風機水泵節(jié)能的最佳方案，風機的軸功率是轉(zhuǎn)速的三次方函數(shù)關系。當轉(zhuǎn)速降低后，其消耗功率會大幅下降，變頻調(diào)速器效率因數(shù)高，nvvvF95%―98%，而且近似不變。所以在諸多調(diào)速方案中變頻調(diào)速節(jié)能效益最佳，理應為首選方案。風機改用變頻器后不但提高了穩(wěn)定性，而且具有巨大的經(jīng)濟效益。

離心風機是電廠的主要輔助設備之一，其耗電量約占電廠發(fā)電量的1.5%～3.0%，由于鍋爐排放的煙氣或制粉系統(tǒng)氣流中含有一定數(shù)量的塵粒，因而普遍存在引風機、排粉機磨損問題。其他還有很多場合，使風機運行在含有固體顆粒的環(huán)境中。固體顆粒隨著氣流進入葉輪，會引起磨損、沉積等問題，進而影響機械性能，縮短壽命，甚至引發(fā)重大事故。因此，這類葉輪機械的磨損核沉積是工程界亟待解決的問題。   　　據(jù)有關部門統(tǒng)計，1990～1992年，我國100MW及以上機組中，因電站風機故障造成的非計劃停運和非計劃降低出力造成的電量損失，在機組各類部件中，按等效非計劃停運小時占機組總等效非計劃停運小時的百分比大小排列的順序、大小及平均年損失電量分別是：1990年：(1)200MW機組(統(tǒng)計臺數(shù)101臺)鍋爐送風機和引風機分別排列第6位和第7位，分別占總等效停運小時的5.09%和4.94%；平均每臺損失電量8032.89MW&middo;h和7794.61MW&middo;h；(2)300MW機組(統(tǒng)計臺數(shù)25臺)的鍋爐引風機排列第5位，占總等效停運小時的4.17%，平均每臺年損失電量8948.6MW&middo;h；(3)600MW機組(統(tǒng)計臺數(shù)2臺)鍋爐引風機排列第10位，占總等效停運小時的3.17%，平均每臺損失電量為35052MW&middo;h。1991年和1992年統(tǒng)計的數(shù)據(jù)與此類似。由這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)可見，我國大容量電站風機故障所造成的電量損失是很大的。通過對這些風機故障的分析研究表明，其中50%以上都是由于風機的磨損而造成的。   2離心風機葉輪磨損機理與磨損形式   2.1磨損機理   　　磨損現(xiàn)象包含著許多復雜因素，它往往是多重機理綜合作用的結(jié)果。塵粒進入葉輪后與壁面相互作用，在離心流道的進口區(qū)域和整個軸向流道內(nèi)，塵?；旧鲜窃跉饬鞯膴A帶及自身慣性的綜合作用下，以非零攻角在碰撞壁面，然后又反彈進入流道內(nèi)，這樣引起的壁面材料磨損是典型的沖蝕磨損。而在離心流道的出口區(qū)域內(nèi)，塵粒在流道內(nèi)運動了較長的一段距離，大部分和壁面發(fā)生過多次碰撞，基本上沿著壓力表面滑動或滾動，并對著壁面有一定的壓力作用，這樣造成的背面材料的磨損屬于擦傷式塵粒磨損，塵粒在壓力面附近區(qū)域的集中更加劇了塵粒磨損的危害程度。   2.2磨損形式   2.2.1磨粒磨損   　　凸凹不平的接觸表面，因相對運動下的銼削效應或界面間分散的固體顆粒的研磨作用所導致的磨損。它對葉輪磨損的程度影響最大。在風機中固體顆粒以一定的速度與零件表面作相對運動就會引起磨粒磨損。   2.2.2吸附磨損   　　研究表明，在其它條件相同時，即使提高加工表面的加工精度等級和潔凈度，使彼此貼合更好，但其磨損并不降低，反而因界面貼近，分子吸附作用顯著，加重了界面的磨損，稱此為吸附磨損。   2.2.3沖刷磨損   　　因固體顆粒對金屬表面的沖刷而引起的表面擦傷。   2.2.4疲勞磨損   　　由于表面疲勞應力(或溫度或沖擊)引起表面裂紋或鱗屑脫落所致。   　　總之，從損壞的葉輪來看，各種形式的葉輪磨損的情況及部位不盡相同。但磨損形式主要為以上幾種且都為局部磨損。磨損的部位主要在葉片的工作面和靠近后盤處。   3防磨措施   　　針對不同的磨損形式，可以將防磨措施分為以下幾種。   3.1對葉片表面進行處理   　　對葉片表面可以進行滲碳、等離子堆焊、噴涂硬質(zhì)合金、粘貼陶瓷片處理。   　　這些方法的共同優(yōu)點是增加了葉片表面的硬度，從而在一定程度上提高了葉片的耐磨性，但各種方法均存在各自的缺點。滲碳工藝難度大，實際滲碳時，滲碳層的部位和厚度要由葉片厚度和磨損情況以及滲碳工藝決定；堆焊時葉片變形大，而且反復焊接會導致葉面產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生事故；噴涂時涂層的厚度很難確定好；粘貼陶瓷片的效果比較好，但價格高。   3.2表面噴涂耐磨涂層   　　這種方法操作簡單，成本低，但涂層磨損快，一次大約使用3～5個月。   3.3改進葉片結(jié)構(gòu)   　　共有將葉片工作面加工成鋸齒狀、變中空葉片為實心葉片、葉片加焊防磨塊等方法，這些都可以在一定程度上降低葉輪的磨損。   3.4前置防磨葉柵   　　在最易磨損處安裝防磨葉柵后，可以阻止粒子向后盤及葉根處流動，從而將粒子的集中磨損轉(zhuǎn)化為均勻磨損，提高了葉輪的耐磨性，延長了風機的使用壽命。   3.5改善氣動設計   　　合理選用風機進風口形狀，設計時應保證葉輪最小入口相對速度，盡量降低通風機的轉(zhuǎn)數(shù)，選擇適當?shù)娜~輪流道形狀，使葉片進口到出口的弧度的曲率半徑由小漸大，這樣能減少固體顆粒與葉片的撞擊機會。   3.6使用高效除塵裝置   　　使風機在凈化的氣流中，以降低磨損。   4結(jié)論   　　雖然目前風機防磨方法很多，但大多數(shù)是局部的和被動的，一種既經(jīng)濟又切實可行的防磨方法亟待提出。從氣動設計的角度出發(fā)，通過改變粒子軌跡，從根本上降低磨損是風機防磨措施的發(fā)展方向。

標準GB19761-2009《通風機能效限定值及能效等級》中明確提出對于采用普通電動機的通風機（采用外轉(zhuǎn)子電動機的空調(diào)離心通風機除外），以使用區(qū)最高通風機的效率&ea;作為能效等級的考核值，在實際測量過程中最為關鍵的是如何精確的獲得通風機葉輪的機械功率。現(xiàn)有大多數(shù)檢測實驗室直接采用電機銘牌上的標稱效率作為風機效率計算的重要依據(jù)，其實這跟實際的葉輪軸功率相差甚遠，準確度也相當?shù)汀９P者根據(jù)多年實驗室檢測經(jīng)驗，結(jié)合國標GB/T1236-2000《工業(yè)通風機用標準化風道進行性能試驗》中對通風機軸功率測定的要求，整理出幾種實際操作可行的試驗方法，并對各種方法的優(yōu)缺點進行比較以供試驗人員參考借鑒。 1反應式測力計法 　　此法是將測試通風機的電機采用托架式或力矩臺測力計測量出扭矩，根據(jù)轉(zhuǎn)速與扭矩計算出電動機的輸出功率。以電動機直聯(lián)形式為例：Pa＝n(W-△W)/9550 式中Pa為通風機葉輪軸功率；n為電動機轉(zhuǎn)速；W為測力計負載時扭矩；△W為測力計空載時扭矩。 此方法是最原始也是最為基礎的測試方法，用這種方法測試通風機葉輪軸功率較為直接、準確。但是，此方法需要通風機生產(chǎn)企業(yè)提供相配匹的測力計（平衡床），測量負載的精度為±0.2%，確定的力矩臂長精度應達到±0.2%。每次試驗前和后，需檢查零力矩的平衡（配重），其差值應在試驗期間測得之最大值的0.5%范圍內(nèi)[1]。 2扭矩儀法 　　此法主要是用扭矩測量儀實況測量電機的輸出功率，需要將電機從風機機組中分離出來，用聯(lián)軸器將三者連在同一水平傳動線上，電機的動力通過扭矩儀傳輸?shù)斤L機葉輪，通過扭矩儀測量風機的葉輪軸功率。這種方法比較適用于電機外置于風機機組的通風機，這樣便于電機的拆裝與聯(lián)接。在這種方法中，最為關鍵的是將電機與風機葉輪中心定位，如何確保電機與扭矩儀以及風機葉輪三者連在同一中心線上，這關系到電機的運行性能曲線。此法的缺點是局限性比較大，不適合一些電機內(nèi)置于機組的通風機，另外，需加工一大批不同規(guī)格的聯(lián)軸器與電機軸相匹配，且安裝比較復雜。此法的優(yōu)點是測量的數(shù)據(jù)為風機實際運行工況點下的葉輪軸功率，隨著測試負載的變化而變化，準確度比較高。   3預處理輸入法 　　此方法也可稱之為校準電機法，主要是將測試通風機配用電機用校準電機代替，在通風機氣動性能試驗時，用電動機經(jīng)濟運行儀直接測定電動機的輸入輸出特性和效率特性。將此電機特性曲線輸入風機氣動性能測試系統(tǒng)中，根據(jù)通風機負載工況點從電動機性能曲線上選取相應的性能參數(shù)，這樣可以非常方便的測量風機葉輪軸功率與通風機效率。由于此法是用校準電機代替實際運行的電機，故存在一個使用前提：電動機的輸出功率要按照通風機生產(chǎn)企業(yè)與用戶均可接受的效率（電動機的全效率）。并且在使用過程中應注意要將電動機運轉(zhuǎn)足夠的時間，以保持其在正常操作溫度下進行運轉(zhuǎn)。另外值得注意的是，此法在實際操作過程中發(fā)現(xiàn)同類型號的電動機效率曲線差別還是存在的，在準確度要求比較高的情況下，兩者之間的數(shù)值差不可忽略。 4AMCA法 　　此法也叫相位電流法，通風機測試人員通常將之稱為電測法。此法是將葉輪軸功率的測試與通風機氣動性能測試結(jié)合起來，用風機葉輪與測試管道組成的阻力作為電動機負載，在通風機氣動性能測試過程中，同時測量電動機三相電參數(shù)和轉(zhuǎn)速以及單個工況點結(jié)束后的繞組溫度，確定負載雜散損耗，并進行通風機未連接時電動機的空載試驗，測得鐵耗和風摩耗以及電機在規(guī)定溫度下的定子損耗和轉(zhuǎn)子損耗。將各種損耗輸入測試系統(tǒng)，借助軟件自動計算通風機在各測試工況點下的葉輪軸功率，從而精確計算風機效率。此法優(yōu)點是完全在通風機實際運行工況點下測得的葉輪軸功率，可以很準確的測得通風機的效率曲線，比上述校準電機法明顯提高精度。同時也較好的解決了無法使用“扭矩儀法&dquo;的情況，且應用比較方便，可以作為法定檢測機構(gòu)評定效率用。 5結(jié)論 　　隨著國家節(jié)能工作的不斷推進，能源節(jié)約化趨勢的逐步發(fā)展，同時國家已將通風機列入能效標識實施許可目錄，如何準確的測定風機效率、評定節(jié)能產(chǎn)品成為了眾多通風機生產(chǎn)企業(yè)及第三方檢測機構(gòu)的重要課題。上面簡單的分析了四種關于通風機葉輪軸功率測試方法的原理與優(yōu)缺點，每一種方法都有其適用條件與前提，并且需基于有完整風機氣動性能測試系統(tǒng)為基礎。主要是為一線的通風機試驗操作人員提供參考與借鑒，實驗室可以根據(jù)實際檢測要求選擇合適的試驗方法。

表2變頻器改造前4號鍋爐風機運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)負荷/（Th1）1號引風機一次風機擋板開度電流/A實際功率/kW占額定比值擋板開度電流/A實際功率/kW占額定比值/%風量錦西石化分公司熱電公司“煤代油&dquo;工程安裝3臺220h盾環(huán)流化床鍋爐。鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產(chǎn)HG-410/9.8―LM20型，其中4號鍋爐于2002年10月投產(chǎn)。鍋爐采用一次風機、二次風機、引風機和高壓風機供風，根據(jù)熱電公司實際情況，鍋爐很少滿負荷運行，大部分在120~180fh負荷之間運行。風機在額定轉(zhuǎn)速運行，用擋板開度控制風量，不僅難以滿足對風量精確調(diào)節(jié)的要求，而且擋板節(jié)流造成大量能量損失，其產(chǎn)生的劇烈振動經(jīng)常引起風箱開裂，刺耳的噪音對工作環(huán)境污染非常嚴重。能量損失的直接表現(xiàn)是廠用電率高，220fh循環(huán)流化床鍋爐廠用電率達到18%.因此，對4號循環(huán)流化床鍋爐風機進行節(jié)能改造，實現(xiàn)其優(yōu)化運行非常必要。 　　1風機運行現(xiàn)狀及采用變頻調(diào)節(jié)的可行性1變頻器改造前鍋爐風機運行狀況4號鍋爐風機及電機設計性能參數(shù)見表1鍋表14號鍋爐風機及電機設計性能參數(shù)項目一次風機二次風機1號引風機風機型號風機流量/h風機全壓/ka電機型號額定電壓/kV額定電流/A額定功率/kW額定轉(zhuǎn)速/爐風機變頻器改造前4號鍋爐1號引風機和一次風機的運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2在低負荷工況下，一次風機和引風機的擋板僅在1/3左右，尤其是一次風量在額定風量的1/3左右，而功率己經(jīng)超過電機額定功率的80%，因此節(jié)流損失較大。 　　12風機采用變頻調(diào)節(jié)的可行性風機采用控制擋板開度的節(jié)流調(diào)節(jié)方式浪費電能，如果能通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)改變風量則可以節(jié)電，因風量和轉(zhuǎn)速一次方成正比，風壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，風機的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。當采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時，如要求風量減少為1/2時，只需使轉(zhuǎn)速降為1/2即可，而軸功率則減少至1/8節(jié)約7/8的電功率，效果非常顯著。而采用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速保持不變，只調(diào)節(jié)擋板開度，雖然擋板的開度減小，但功率大部分用來克服管道通風阻力而被浪費掉，采用變頻調(diào)速控制風量和流量節(jié)電可達到20%~70%.因此，如果風機裕量大或調(diào)節(jié)范圍寬，安裝變頻器具有很大的節(jié)電潛力。 　　2變頻調(diào)速的工作原理與特性選用北京利德華福電氣技術有限公司生產(chǎn)的HARSERT―A系列高壓變頻器，對4號鍋爐進行高壓變頻改造。 　　1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)HARSERT―A系列6kV高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)由移相變壓器、功率單元和控制器組成，其結(jié)構(gòu)見每臺變頻器有21個功率單元，每7個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。每個功率單元結(jié)構(gòu)上完全相同，可以互換，為基本的交一直一交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對GB逆變橋進行正弦PWM控制，可得如所示的波形。 　　系統(tǒng)輸出的相電壓階梯PWM波形而成星型連接給電機供電，通過對每個單元的PM波形進行重組，可得到所示的階梯PM波形。 　　3控制器控制器核心由高速單片機來實現(xiàn)，設計算法可以保證電機達到最優(yōu)的運行性能?？刂破鬟€包括1臺內(nèi)置的PLC用于柜體內(nèi)開關信號的邏輯處理及與現(xiàn)場各種操作信號和狀態(tài)信號的協(xié)調(diào)，增強了系統(tǒng)的靈活性。控制器結(jié)構(gòu)上采用VME標準箱體結(jié)構(gòu)，各控制單元板采用FPACPLD等大規(guī)模集成電路和表面焊接技術系統(tǒng)具有極高的可靠性。 　　另外，控制器與功率單元之間采用光纖通信技術，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的安全性，同時具有很好的抗電磁干擾性能。 　　3變頻調(diào)速改造系統(tǒng)方案3.1總體構(gòu)成風機配套電機采用“一拖一&dquo;變頻控制，對4號鍋爐一次風機、二次風機和1號引風機進行高壓變頻改造，總體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為一次風機采用HARVEST/100型變頻器，1號引風機采用HARVEST-A06/065型變頻器。 　　2操作方案了工頻旁路回路。具體的設計方案如所示。QF為用戶的真空斷路器，GS、口玫和QS為3臺高壓隔離刀閘。在QS和口玫之間是高壓變頻器，QS為旁路刀閘。當電機需變頻運行時，應首先將QS拉開，然后合1和Q2刀閘，最后再合真空斷路器QF吏變頻器帶電并啟動變頻器以驅(qū)動電機。當電機需工頻運行時，應將1和0*刀閘拉開，將QS旁路刀閘合入，最后合真空斷路器QF直接驅(qū)動電機工頻運行。此運行方式為變頻器故障或檢修等特殊情況下用工頻來保證設備運行的備用工作方式。 　　4改造效果1節(jié)能4號鍋爐3臺風機經(jīng)變頻調(diào)速改造后，節(jié)能效果顯著。鍋爐變頻調(diào)速改造前后電機電流運行參數(shù)見表4電機功率見表5由表4和表5可以看出：4號鍋爐變頻改造后，風機電流明顯減小，節(jié)能效果十分顯著，鍋爐廠用電率降為10%左右。 　　4號鍋爐變頻調(diào)速改造前后電機電流比較負荷一次風機電流/A二次風機1電流/A.1號引風機電流/A改造前改造后改造前改造后改造前改造后表54號鍋爐變頻改造前后電機功率比較負荷一次風機功率/kv二次風機功率/IW1號引風機功率/IW/（*h改造前改造后節(jié)能改造前改造后節(jié)能改造前改造后節(jié)能一次主回路接線圖在30~40H的頻率范圍，與工頻50H湘比，降低了風機轉(zhuǎn)速。啟動時的緩慢升速過程也使整套風機機械設備的零部件、密封和軸承等的使用壽命大大延長。不用擋板調(diào)風，調(diào)風擋板的使用壽命大大延長，使檢修維護工作量減少，降低了檢修工作強度和費用。 　　43減輕電氣系統(tǒng)的沖擊當電機通過工頻直接啟動時，將產(chǎn)生6~8倍的電機額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應力并產(chǎn)生熱量，從而減少電機的壽命。而米用變頻后，電機實現(xiàn)了軟啟動，可以在零速零電壓啟動他可適當加轉(zhuǎn)矩提升）直到達到工作電流為止。一旦頻率和電壓的關系建立，變頻器就可以按照V/域矢量控制方式帶動負載進行工作，對電網(wǎng)幾乎沒有沖擊。 　　5經(jīng)濟效益購買4號鍋爐一次風機、二次風機和1號引風機變頻器費用為220萬元，輔材及安裝費為40萬元，共計260萬元。4號鍋爐負荷分配為5個月供暖期負荷190h5個月非供暖期150h1個月170h1個月140h運行時間按6500h/a計算，每年節(jié)電426萬1W.h每h按成本價0.38元計算，4號鍋爐全年可節(jié)約資金161.88萬元，不到2年即可收回成本。 　　6結(jié)束語1同米用變頻調(diào)速后。驅(qū)動電電動機本i工作bUshif而且還減輕了風道振動，提高了機組安全性和4號鍋爐變頻改造后，完全滿足了鍋爐運行要求，廠用電率由18%降至10%不僅節(jié)能效果顯機組不同時期不同保養(yǎng)方法在余姚燃機電廠的應用李良濤1姜軍2（1華北電力大學環(huán)境工程學院，河北保定0710032東北電力科學研究院有限公司，遼寧沈陽110006）等方法。在天然氣氣壓。氣量不足階段，采取十八脘基胺和蒸汽壓力法。介紹了不同階段保養(yǎng)用臨時系統(tǒng)的構(gòu)成及保養(yǎng)方法的實施過程。 　　I丨TM621.3丨丨B丨文章編號丨1004―浙江國華余姚燃氣發(fā)電有限責任公司一期工程裝機容量為1X780MW公司選用美國GE公司生產(chǎn)的S09FA型燃氣發(fā)電機組。主設備包括2臺燃氣輪機、1臺汽機、2臺余熱鍋爐和3臺配套的發(fā)電機。2臺余熱鍋爐為美國DELTAK公司制造，凝汽器為韓國斗山公司制造。電廠采用清潔燃料一東海天然氣。電廠于2004年6月28日澆筑第一方混凝土，2005年9月具備聯(lián)合循環(huán)并網(wǎng)發(fā)電條件。因天然氣未供應，使發(fā)電設備被迫進入投產(chǎn)前全面保養(yǎng)階段。2006年10月，天然氣供氣管線建成，具備供氣條件，機組實現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)。受天然氣氣量、氣壓的限制，機組只能達到30%的負荷，機組進入定期啟動保養(yǎng)階段。 　　1保養(yǎng)方案的選擇1.1長期保養(yǎng)東海天然氣供氣滯后消息確認后，設備保養(yǎng)的問題正式提出，在基建安裝調(diào)試階段保養(yǎng)與安裝、調(diào)試同步進行，收集了GE燃機、汽機、鍋爐等設備有關的保養(yǎng)資料，到國內(nèi)防銹蝕的科研單位、設備保養(yǎng)的相關企業(yè)調(diào)研，請專家共同研究探討方案。針對機組處于干燥、未運行狀態(tài)，確定了此階段的保養(yǎng)方案主要采用充氮、熱風、干燥、刷防腐涂料、充保護液、運行維護等保養(yǎng)方法。 　　12短期保養(yǎng)在天然氣供氣后，由于受天然氣的氣量、氣壓限制不能長期運行，只能采取定期運行的方式。此狀態(tài)下，鍋爐、汽機、凝汽器、加熱器等熱力設備停運期間，如果不采取有效的保護措施，水汽側(cè)的金屬表面會發(fā)生強烈腐蝕（稱為停用腐蝕）其本質(zhì)屬于氧腐蝕，會使停用設備金屬表面在短期內(nèi)遭到大面積腐蝕破壞，加劇熱力設備運行時的腐蝕。 　　對此情況請有關專家論證，這一階段采取十八脘基胺保養(yǎng)方式。十八脘基胺是火力發(fā)電廠機組熱電設備停用防腐蝕藥劑。在一定的溫度及壓力下，十八脘基胺與金屬表面接觸后，形成一層分子層月膜隔絕金屬與腐蝕介質(zhì)，從而防止水、大氣中氧及二氧化碳對金屬的腐蝕。在機組準備停用時，將十八脘基胺加入熱力系統(tǒng)中，進入鍋爐時在高溫下部分進入蒸汽，存在于鍋爐、汽機及熱力系統(tǒng)的汽、水兩相中，在熱力系統(tǒng)所有部位的金屬表面形成一層憎水性保護膜起到保護作用。 　　2工程結(jié)束初期長期保養(yǎng)方案的實施21受熱面管內(nèi)部保養(yǎng)21.1保養(yǎng)方法李賀新（1971―）男碩士，工程師，從事電廠技術管理及機組運行等工作。 　　4.2減輕風道振動4號鍋爐一次風機、二次風機和1號引風機改高壓變頻后，不但降低了風機電耗，而且因轉(zhuǎn)速降低，完全改變了風在管道中的振動頻率。由于風機的驅(qū)動電機在變頻狀態(tài)下工作，工作頻率不斷變化，使風道的固有共振頻率很難與工作頻率一致，從而避免了共振的產(chǎn)生；一次風管線和二次風管線振動明顯減弱，解決了風道在工頻狀態(tài)下振動大、風道時常被振動開裂的問題。通過在風機現(xiàn)場測量，變頻改造前后現(xiàn)場噪聲分別為99cB（A）和81dB（A），改善了工作環(huán)境。 　　12工作特性輸入側(cè)由移相變壓器為每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為3組，構(gòu)成42脈沖整流方式。這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)絡的電流波形，使其負載下網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規(guī)低壓變壓器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術。 　　1輸出側(cè)由每h個單元的u、v輸出端子相互互串接2經(jīng)濟性。在4號鍋爐變頻改造的成功經(jīng)驗基礎上，公司準備在56號鍋爐上進行推廣。

  技術創(chuàng)新6-30型風機流場的三維模擬與分析（遼寧工程技術大學機械工程學院遼寧阜新FLUENT6.1對離心風機內(nèi)部流場進行了三維數(shù)值模擬。計算中采用了標準k-e湍流模型與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。通過模擬發(fā)現(xiàn)了蝸舌對葉輪中流動的影響和部分空氣在葉輪中的螺旋狀流動，捕捉到了離心通風機內(nèi)部許多重要的流動現(xiàn)象，同時對計算結(jié)果進行了分析，對該類風機的性能改進提供了一定的依據(jù)。 　　1前言近年來，隨著計算機技術的快速發(fā)展，使得計算流體動力學（CFD）在離心風機的研宄領域得到了越來越廣泛的應用。本文就應用計算流體動力學的商用軟件之一Fleun對6-30型離心風機的流場做了三維模擬，并通過對其流場的研宄，為改進風機的性能找出方向。 　　2建模與計算方法方法，湍流動能、湍流耗散項、動量方程都采用了二階迎風格式離散；在迭代計算時，應用亞松弛迭代，松弛系數(shù)采用默認。2.1風機的主要參數(shù)本文以6-30型風機為研宄對象，主要參數(shù)如下：流量gvmin，葉輪夕卜徑D2=490mm，葉輪輪轂寬度b=39mm，葉片數(shù)2=12，蝸殼基圓半徑尺廣274mm，尺2動充分發(fā)展，對入口和出口做了一定的加長。工作介質(zhì)為標況下的空氣，并認為牛頓流體且局部各向同性。蝸殼垂直z軸，軸面為xy平面，垂直紙面向外為z軸。通過三維軟件AUTOCAD建模，模型（除去葉輪前蓋）如所示。 　　2.2網(wǎng)格化分本文采用gambi對風機的內(nèi)流場進行劃分，考慮到離心風機的內(nèi)部流動情況較復雜，故整機采用非結(jié)構(gòu)體網(wǎng)格進行劃分，并將整機劃分為三個部分：入口部分，葉輪流道部分，蝸殼部分。 　　2.3控制方程本文中旋轉(zhuǎn)葉輪與靜止蝸殼之間、旋轉(zhuǎn)葉輪與靜止進口管之間的耦合采用了多坐標系（mulipleefeencefame），把離心風機內(nèi)流場簡化為葉輪在某一位置的瞬時流場，將非定常問題用定常方法計算。對于定常不可壓縮流體，取與葉輪一起以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的坐標系，考慮粘性假設，使用笛卡兒坐標系，速度矢量在x，y和z方向的分量為u、v和采用標準A-e模型求解該問題時，控制方程包括連續(xù)性方程、動量方程、k方程、e方程，這些方程都可以表示成如下通式：u、v、單位為m/s，廠為擴散系數(shù)，S為廣義源項，湍動能k和湍動能耗散率e，方程的具體形式和含義參見。 　　2.4邊界條件在計算域的進口處，假定進口速度沿進水管入口截面均勻分布，給出進口質(zhì)量流量，并指定其方向與進口垂直。進口處的湍動能k和湍動能耗散率e取默認值。 　　入口和蝸殼部分為靜止網(wǎng)格，葉輪流道部分采用懸轉(zhuǎn)坐標系，三部分之間的連接面設置為ineface.入口，葉輪和蝸殼與流體相接觸的所有壁面均采用無滑移固壁條件，在近壁區(qū)采用標準壁面函數(shù)法，除葉輪流道部分壁面為旋轉(zhuǎn)壁面外其他壁面均為靜止。計算中忽略重力呢靠近蝸舌流道z=15截面靜技術創(chuàng)新-對流場的影響。 　　3計算結(jié)果分析3.1模擬結(jié)果可信度判斷風機全壓在風機入口，流道入口，流道出口和蝸殼出口上的流量加權平均報告如下：從以上圖表及數(shù)據(jù)可以看出，計算結(jié)果的速度和壓力分布都與實際情況相符，且風機出口和入口的全壓差為3.90kPa，與給定的風機全壓3.98kPa誤差僅為2%，可以判斷該模擬結(jié)果可信。 　　3.2流場分析從各流道的靜、壓全壓和速度等高線看，各流道內(nèi)的流動情況并不相同。為靠近蝸舌的流道z=15截面的靜壓和速度等高線，為遠離蝸舌的流道的靜壓和速度等高線。從兩個圖的對比可以看出，靠近蝸舌的流道入口和出口的平均流速都比遠離蝸舌的流道小?？拷伾嗟牧鞯乐辛魉僮兓^快，達到最高流速的區(qū)域較大，且位于流道的中后部；而遠離蝸舌的流道中達到最高流速的區(qū)域僅分布在出口靠近葉片的小區(qū)域內(nèi)，流動比較平穩(wěn)。 　　4流動損失分析從可以看出，由于蝸舌的滯止效應，蝸舌周圍存在一個靜壓力的高壓區(qū)，導致蝸舌附近的流道出口處靜壓力較大，從而使這部分流道的出口和入口速度比其它流道要小，因此同一時間內(nèi)通過該部分流道流量較小，即靠近蝸舌的流道做功能力較其它部分有所削弱。且靠近蝸舌的流道中流體流動較紊亂，即該流道中流體的流動損失較其他部分大，和所示即為整個葉輪中的跡線和近蝸舌流道中的跡線。 　?。?）從可見，在每個葉輪流道中都存在一些與葉片方向背離較為嚴重的跡線。為更清楚研宄這些跡線，在一個流道的入口處，均勻設置4條靶線，觀察以這4條靶線為起點流體跡線。為靶線分布示意圖，標為A，B，C，D4條靶線。為從兩個方向觀察到的以這4條靶線為起點的流體跡線。可以看出，以靠近葉片非工作面的A、B靶線為起點的氣體的流動較均勻和平穩(wěn)；而以靠近葉片工作面的C、D靶線的上部為起點的氣體沿流道方向有明顯的螺旋狀流動，這必將增加葉輪流道的流動損失。 　　5結(jié)語通過對6-30型離心風機設計工況下內(nèi)部流場的模擬，了解了流體在各葉輪流道中壓力和流速的不均勻性，特別是靠近蝸舌的流道也其它位置流道差異較大。并分析了在葉輪入口，葉輪內(nèi)部和蝸舌周圍發(fā)生的能量損失。 　?。?）在葉輪旋轉(zhuǎn)過程中，各流道的流動隨它在葉輪中相對位置的不同而不同。壓力和速度分布具有明顯的軸不對稱性，尤其在靠近科技創(chuàng)新導報蝸舌的流道中差異更加顯著。 　　蝸舌的設計對整機的性能有重要影響，因為蝸舌不僅引起環(huán)流損失，而且會影響到靠近它的的做功能力。 　　在葉輪各流道中都存在橫貫流道的流動，這種不規(guī)則的流動也帶來一部分能量損失。這種不規(guī)則流動主要是由從靠近葉片工作面一側(cè)的上部流入葉輪的氣體引起的。 　　綜上所述，使用數(shù)值模擬方法研宄離心風機內(nèi)部流場能夠方便直觀的讓我們觀察到氣體在風機內(nèi)的流動狀況，并能夠根據(jù)需要提供詳細的數(shù)據(jù)，為我們改進和設計性能更好的風機指明方向。