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定遠(yuǎn)高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)選型參數(shù)
【宿遷風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠】高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)，我公司是專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠家，企業(yè)技術(shù)力量強(qiáng)大，擁有一大批高素質(zhì)的專業(yè)隊(duì)伍及生產(chǎn)技術(shù)人員，具有強(qiáng)大的技術(shù)開發(fā)、設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)和質(zhì)量監(jiān)控能力，并建立了完善的服務(wù)管理體系。公司主要產(chǎn)品：HMGB磁懸浮高速離心鼓風(fēng)機(jī)、MVR蒸汽壓縮機(jī)、HDL、HDGR、HDR（RR）二葉系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)，錦工、HDLH、HG三葉系列羅茨鼓風(fēng)機(jī)，HD系列回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)，HDC系列鑄造多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)，HDB系列單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)，HD系列動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，工業(yè)用離心式風(fēng)機(jī)。
因?yàn)槭茉O(shè)備運(yùn)行環(huán)境等因素的影響，羅茨風(fēng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)軸頭、鍵槽磨損損壞現(xiàn)象，問(wèn)題出現(xiàn)后，按照傳統(tǒng)方法要補(bǔ)焊或刷鍍后機(jī)加工修復(fù)。但是補(bǔ)焊高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力無(wú)法完全消除，容易出現(xiàn)彎曲或斷裂；電刷鍍受涂層厚度限制，容易剝落。而且以上方法都是用金屬修復(fù)金屬，無(wú)法改變“硬對(duì)硬”的配合關(guān)系，在各種力的綜合作用下，仍會(huì)造成再次磨損。
對(duì)于高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)如：發(fā)貨不及時(shí)、產(chǎn)品賣出后服務(wù)不跟進(jìn)。這對(duì)我們都能夠產(chǎn)生了不少麻煩。水處理羅茨風(fēng)機(jī)關(guān)鍵是往水中曝氣來(lái)升高水中氧氣的含量，先除去可氧化的沉淀的物質(zhì)，作用就變成是：普遍增多含氧量，曝氣,通過(guò)水和空氣充分接觸以交換氣態(tài)物質(zhì)和去除水中揮發(fā)性物質(zhì)的水處理方法，使氣體從水中逸出，羅茨風(fēng)機(jī)在污水處理的用處只算是用來(lái)通過(guò)底部風(fēng)道進(jìn)氣鼓風(fēng)起到曝氣和將底部沉積物泛起，通過(guò)廢水泵排出。羅茨風(fēng)機(jī)是靠一對(duì)葉輪將氣體從一端不停歇的往另一端強(qiáng)制輸送，達(dá)到輸風(fēng)的目的。這個(gè)原理是由美國(guó)的羅茨兄弟提出的，所以叫做羅茨原理。選用羅茨原理研發(fā)設(shè)計(jì)的鼓風(fēng)機(jī)就叫做羅茨風(fēng)機(jī)啦。初羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是一對(duì)兩葉轉(zhuǎn)子，現(xiàn)如今不出意外的話都已經(jīng)是三葉羅茨轉(zhuǎn)子，在噪音、震動(dòng)等全面常有了極大的升高。
羅茨風(fēng)機(jī)采用高分子復(fù)合材料，可免機(jī)加工快速有效修復(fù)軸承室磨損。既無(wú)補(bǔ)焊熱應(yīng)力影響，修復(fù)厚度也不受限制，同時(shí)產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性，吸收設(shè)備的沖擊震動(dòng)，并且可使配合面接觸，避免了再次出現(xiàn)磨損的可能。
高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)從而泄露少，容積功率等級(jí)較高。我廠加工和裝配技術(shù)力量強(qiáng)，能保證間隙的合理、均勻，既達(dá)到較高的容積功率又不至于機(jī)體內(nèi)因熱膨脹而產(chǎn)生磨擦。當(dāng)壓力在同意范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，流量變化很小，壓力的選擇范圍很寬，具有著強(qiáng)制輸氣的特征，輸送介質(zhì)不含油，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，壽命長(zhǎng)，且振動(dòng)小。運(yùn)行安全，工作年限長(zhǎng)是本廠羅茨風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的一大特色。羅茨風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)決定其機(jī)械磨擦損耗十分小。出于惟有軸承和齒輪副有機(jī)械接觸在選材上，轉(zhuǎn)子、機(jī)殼和齒輪圈有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。本廠羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，均經(jīng)過(guò)靜、動(dòng)平衡校驗(yàn)。制品運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、振動(dòng)極小。葉輪在機(jī)體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)磨擦，不需潤(rùn)滑，使排出的氣體不含油。是化工、食品等工業(yè)理想的氣力輸送氣源。潤(rùn)滑采用主、副油箱濺油潤(rùn)滑。
羅茨風(fēng)機(jī)部件因鑄造、加工缺陷或內(nèi)應(yīng)力、超負(fù)荷運(yùn)行等原因經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備部件出現(xiàn)裂紋或斷裂現(xiàn)象，常規(guī)的修復(fù)方法是采用焊接。焊接常常會(huì)導(dǎo)致零件產(chǎn)生熱變形或熱應(yīng)力，特別是薄壁件，而且有的零件材質(zhì)是鑄鐵、鋁合金、鈦合金一類難焊材料。還有一些易于發(fā)生爆的危險(xiǎn)的場(chǎng)合，如石化行業(yè)等，更不易采用焊接修復(fù)方法。
【宿遷風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠】高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)，舉例：當(dāng)前轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速80%時(shí)，n2=0.8n，功率等級(jí)p2=0.8*0.8*0.8p=0。即當(dāng)前速度下降到80%，所需要的功率等級(jí)僅需要原來(lái)的51%。通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n可用轉(zhuǎn)速表直接測(cè)量，其數(shù)值用每分鐘多少轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)/分)來(lái)表示。小型羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速基本較高，時(shí)常與電動(dòng)機(jī)直接相連。較大類型羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速太低，基本用皮帶傳動(dòng)與電動(dòng)機(jī)相連，改變皮帶輪的直徑就能調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其關(guān)系以下：n1/n2=d2/d1式中：n1，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速d1，d2——羅茨風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的皮帶輪的直徑。如要改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，只需改變通羅茨風(fēng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)中任一一個(gè)皮帶輪的直徑就能。當(dāng)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，特性曲線也隨之改變，亦即，風(fēng)機(jī)在每一轉(zhuǎn)速下全有其對(duì)應(yīng)的特性曲線。
一，通風(fēng)機(jī)管網(wǎng)阻力計(jì)算不準(zhǔn)確
實(shí)際通風(fēng)除塵管道壓力損失，由于某些原因都會(huì)與計(jì)算結(jié)果有所不同，這是不可避免的，因而設(shè)計(jì)規(guī)范中的計(jì)算最大允許誤差為10%-15%。任何忽視這種必要的程序計(jì)算，都將對(duì)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效能的發(fā)揮產(chǎn)生重大影響，必須給予高度重視。
1，通風(fēng)機(jī)管網(wǎng)阻力計(jì)算額定值不準(zhǔn)確的原因：管網(wǎng)阻力計(jì)算的粗疏和采用阻力系數(shù)不夠準(zhǔn)確;不合理的配置系統(tǒng)有效半徑；確定風(fēng)機(jī)進(jìn)氣條件不真實(shí)；選型隨意缺乏應(yīng)有的準(zhǔn)則；施工監(jiān)理護(hù)士施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)變更的影響等。都會(huì)使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際損耗誤差超過(guò)30%甚至更多，導(dǎo)致選型的額定性能與實(shí)際運(yùn)行性能不匹配，結(jié)果實(shí)際運(yùn)行性能發(fā)生改變。如果計(jì)算阻力比實(shí)際需要過(guò)大時(shí)，離心通風(fēng)機(jī)運(yùn)行引起流量增大，就會(huì)實(shí)施耗功率顯著增加，其結(jié)果是全壓內(nèi)效率降低，還使電機(jī)額定功率易超載，存在燒電機(jī)動(dòng)的危險(xiǎn)，但對(duì)筆直傾斜的全壓曲線流量變化影響變小，反之必然引起運(yùn)行流量減少，由于流量減少，引起除塵系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)流速降低，促使粉塵沉降。
2，通風(fēng)機(jī)選型全壓額定值不準(zhǔn)確的后果。處理高溫爐窯所排出的廢氣，如選型引風(fēng)機(jī)的負(fù)壓過(guò)大時(shí)，會(huì)破壞爐內(nèi)正常熱平衡，由于加大了引風(fēng)量，使?fàn)t內(nèi)溫度下降而影響燃燒或加熱，導(dǎo)致熱源損失的能量增加，當(dāng)引風(fēng)機(jī)排送含塵廢氣，污染源處保持足夠密閉形成的負(fù)壓狀態(tài)，能夠有效的防止有害污染物的擴(kuò)散。
二，負(fù)荷波動(dòng)的風(fēng)機(jī)形式選擇
由于生產(chǎn)過(guò)程中工況能源和原料消耗的周期性變化，使?fàn)t內(nèi)溫度波動(dòng)較大。因此引起出爐產(chǎn)生的煙氣量變化在20%-30%，引風(fēng)機(jī)之所以不宜選用前向風(fēng)機(jī)，是因?yàn)榍跋蝻L(fēng)機(jī)的功率曲線陡峭。當(dāng)管網(wǎng)壓力損失波動(dòng)增大時(shí)，運(yùn)行中的電機(jī)易超載，有被燒毀的危險(xiǎn)，故應(yīng)選用后向風(fēng)機(jī)。
三，裝機(jī)電容量的配備
風(fēng)機(jī)選擇配用電動(dòng)機(jī)功率裕量不宜過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大會(huì)造成電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于輕載運(yùn)行，使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)降低，從而浪費(fèi)電耗；反之會(huì)使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于超載運(yùn)行，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)升溫過(guò)高，絕緣易老化，使用壽命縮短，與此同時(shí)還可能難以啟動(dòng)。
四，風(fēng)機(jī)連接管不規(guī)范
由于工程設(shè)計(jì)配置限制，被迫在風(fēng)機(jī)進(jìn)口裝有直角彎管。單葉插板或蝶閥調(diào)節(jié)以及出口處裝有逆向氣流彎管，結(jié)果都會(huì)造成風(fēng)機(jī)內(nèi)效率顯著降低。
五，不同形式通風(fēng)機(jī)的正確啟動(dòng)
離心通風(fēng)機(jī)要求系統(tǒng)全關(guān)閉空載啟動(dòng)；軸流通風(fēng)機(jī)要求系統(tǒng)全開啟有載啟動(dòng)；高溫風(fēng)機(jī)在常溫條件下啟動(dòng)時(shí)，由于空氣受熱體積膨脹，密度變小，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生壓力低，所需功率比常溫風(fēng)機(jī)小很多，因此常溫條件下啟動(dòng)應(yīng)將系統(tǒng)全關(guān)閉空載啟動(dòng)。
六，合理設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合工作
通風(fēng)機(jī)并聯(lián)與串聯(lián)工作時(shí)，由于風(fēng)機(jī)性能要有所降低，運(yùn)行工況復(fù)雜，因此一般盡量不采用。并聯(lián)有限使用雙吸入風(fēng)機(jī)，因兩臺(tái)并聯(lián)系統(tǒng)的壓損過(guò)大時(shí)，起不到增加流量的作用。并聯(lián)多臺(tái)風(fēng)機(jī)公用一臺(tái)錦工機(jī)組合袋濾室時(shí)，對(duì)應(yīng)袋濾室也應(yīng)封閉，分割成并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾。
七，風(fēng)機(jī)進(jìn)氣溫度確定虛高導(dǎo)致性能降低
高溫爐窯廢氣處理的除塵風(fēng)機(jī)選型時(shí)，因選型確定進(jìn)口氣溫不確切，而采用瞬時(shí)最高氣溫或大量漏風(fēng)，引起急劇溫降或盲目提高氣溫，造成實(shí)際運(yùn)行中氣溫低于選型氣溫較多，結(jié)果造成運(yùn)行風(fēng)機(jī)內(nèi)效率降低和功率增大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)額定流量減少。
八，濾袋單室過(guò)濾風(fēng)量的劃分不宜過(guò)大
除塵系統(tǒng)的多室組合結(jié)構(gòu)的袋濾室，常用逐室中斷濾塵操作進(jìn)行青灰作業(yè)，一般單室過(guò)濾風(fēng)量不宜超過(guò)每臺(tái)主風(fēng)機(jī)風(fēng)量的20%，這樣就不會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中主風(fēng)機(jī)內(nèi)效率下降。由于過(guò)濾的過(guò)程中始終有一個(gè)單室濾袋組輪留在停風(fēng)進(jìn)行清灰。因此停風(fēng)單室的多余風(fēng)量引起其他室增加，導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加，結(jié)果造成主機(jī)風(fēng)量減少，全壓內(nèi)效率下降。
山東錦工有限公司
山東省章丘市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)
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普通常用的羅茨風(fēng)機(jī)對(duì)于制造技術(shù)要求不是很高，高溫羅茨風(fēng)機(jī)對(duì)于制造技術(shù)要求要高一些。高溫用途羅茨鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、溫度、強(qiáng)度及間隙設(shè)計(jì)計(jì)算、性能試驗(yàn)研究,并分析了其市場(chǎng)應(yīng)用前景。
由于羅茨風(fēng)機(jī)主體材質(zhì)一般由鑄鐵件制成，材質(zhì)在高溫下可能發(fā)生退火甚至石墨化，進(jìn)而在高壓下存在機(jī)體爆炸的隱患。而一般的橡膠密封件在高溫下又容易老化和失效，同時(shí)軸承在高溫工況下容易因?yàn)椴牧辖鹣嘟M織轉(zhuǎn)變而導(dǎo)致軸承失效。
HT高溫高壓專用型羅茨鼓風(fēng)機(jī)，應(yīng)對(duì)以上工況，進(jìn)行了專門的優(yōu)化改良設(shè)計(jì)。創(chuàng)造性的提出了開式、水冷一體的復(fù)合軸承座結(jié)構(gòu)。利用開式機(jī)體對(duì)高壓進(jìn)行泄壓的同時(shí)避免了高溫傳遞到軸承。水冷結(jié)構(gòu)的存在又給軸承的保護(hù)加上了雙保險(xiǎn)，提升機(jī)體的穩(wěn)定性延長(zhǎng)了壽命。
高溫羅茨風(fēng)機(jī)由：機(jī)殼、墻板、葉輪、油箱、消聲器五大部分組成。
型號(hào)選擇同樣是影響高溫羅茨風(fēng)機(jī)的一個(gè)十分關(guān)鍵的選擇，在選擇與生產(chǎn)廠家聯(lián)系時(shí)，要選擇專業(yè)性的業(yè)務(wù)人員做好接洽，一名專業(yè)性的業(yè)務(wù)人員可以幫助購(gòu)置人員更精準(zhǔn)的型號(hào)選擇，假如無(wú)法掌握風(fēng)機(jī)的參數(shù)，就把工程狀況的要求給我們技術(shù)人員，讓他們給我們精確選型，
網(wǎng)上售價(jià)，很多人都難以找到具體數(shù)據(jù)，有些報(bào)價(jià)3000元-5000元，但實(shí)際購(gòu)買時(shí)卻有差距，這都是因?yàn)椋?/p>
高溫羅茨風(fēng)機(jī)的型號(hào)有很多，不同品牌的也有很多，參數(shù)不同，不同的轉(zhuǎn)速、不同的風(fēng)量及不同的壓力，都會(huì)影響到價(jià)格。
無(wú)錫博名舜機(jī)械有限公司生產(chǎn)的高溫羅茨風(fēng)機(jī)性價(jià)比各方面還是可圈可點(diǎn)的，多年下來(lái)，沒出現(xiàn)什么大故障的發(fā)生，使用壽命也比較長(zhǎng)，這家的風(fēng)機(jī)曝氣成效還是挺有效率的，值得考慮的無(wú)錫品牌。
多種高溫羅茨風(fēng)機(jī)的工作原理比較，無(wú)錫博名舜機(jī)械有限公司專業(yè)生產(chǎn)加工制造羅茨鼓風(fēng)機(jī)(曝氣、氧化、反吹風(fēng)機(jī))、羅茨真空泵、氣力輸送設(shè)備，結(jié)合以上所述若有遺漏或機(jī)械設(shè)備問(wèn)題可在下方留言或電話咨詢(朱先生)、(石女士)。
1 高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)主要設(shè)計(jì)要求
1.1 主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)
主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)見表1。
表 1 主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表
設(shè)計(jì)條件技術(shù)要求輸送氣體流量 / （ Nm3 /h ）2 800氣體常壓露點(diǎn) / kPa90 ℃ , 泄漏后腐蝕進(jìn)口氣體壓力 / kPa-6.6出口氣體壓力 / kPa25進(jìn)口氣體溫度 / ℃200進(jìn)口氣體相對(duì)分子量28.96運(yùn)行條件連續(xù)運(yùn)行氣體組份HCl 、 H2O 、 SiO2 、空氣
1.2 滿足設(shè)計(jì)條件的高溫風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
滿足設(shè)計(jì)條件的高溫風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表2。
表 2 滿足設(shè)計(jì)條件需研制的高溫風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表
型號(hào)ARE-250NE配套電機(jī)YBP280M-4-90 kW ， 380V進(jìn)氣溫度/ ℃200排氣溫度/℃260流量/(Nm3/h )2 800壓力/kPa31.6傳動(dòng)方式直聯(lián)軸功率/kW60
2 高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)
為了詳細(xì)論述高溫風(fēng)機(jī)的技術(shù)要點(diǎn)，附主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1如下。
1. 機(jī)殼 ； 2. 轉(zhuǎn)子部； 3. 側(cè)板； 4. 隔板； 5. 墻板； 6. 機(jī)械密封部； 7. 軸承； 8. 軸承座； 9. 副油箱； 10. 骨架油封； 11. 骨架油封； 12. 油箱密封墊； 13.O 形圈； 14. 側(cè)板密封墊； 15. 墻板密封墊； 16. 軸承； 17 . 齒輪部 ； 18. 齒輪箱 .
圖 1 高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
2.1 隔熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和隔熱材料的選取
為降低高溫氣體對(duì)鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑傳動(dòng)的影響，需在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮隔熱措施。在風(fēng)機(jī)兩端的隔板上增加側(cè)板，并在側(cè)板與隔板之間增加隔熱層――導(dǎo)熱系數(shù)較低的隔熱墊片，有效地降低機(jī)腔向兩端的熱傳遞。同時(shí)，在墻板與隔板之間也采用隔熱墊片，降低隔板向墻板的熱傳遞。這種隔熱結(jié)構(gòu)和隔熱材料的選取，有利于減少氣體熱量向機(jī)械傳動(dòng)部位的熱傳導(dǎo)。
2.2 高溫氣體的密封
高溫氣體的密封采用雙端面機(jī)械密封，不但密封性好，符合介質(zhì)對(duì)密封性能的要求，而且循環(huán)流動(dòng)的機(jī)封封液可以帶走部分通過(guò)隔板的導(dǎo)熱和自身產(chǎn)生的熱量，使風(fēng)機(jī)軸承、齒輪等需要低溫運(yùn)行的傳動(dòng)部位處于良好的工作狀態(tài)。對(duì)于密封材料除應(yīng)考慮介質(zhì)適宜性，還要考慮高溫的適應(yīng)性。該機(jī)封采用了耐腐蝕、耐高溫的金屬材料和全氟醚材料O形圈。
2.3 輔助降溫措施
理論上，即使再好的隔熱材料也達(dá)不到絕熱效果，熱傳遞是必然存在的，在高溫的影響下，部分熱量會(huì)通過(guò)氣腔與轉(zhuǎn)子源源不斷地向機(jī)封、墻板、軸承、油箱及齒輪傳遞。為了保證風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，鼓風(fēng)機(jī)兩側(cè)的墻板由常規(guī)的封閉式結(jié)構(gòu)改為開放式結(jié)構(gòu)，依靠空氣對(duì)流進(jìn)一步降低墻板溫度和軸溫。主、副油箱采用加強(qiáng)型水冷夾套結(jié)構(gòu)，充分換熱，以降低潤(rùn)滑油的溫度。
2.4 高溫材料及耐高溫零部件的選擇
高溫氣體過(guò)流主要部件的材料采用高性能球墨鑄鐵，O形密封圈采用全氟醚材料，零部件的表面涂裝采用耐高溫涂料。其它零部件如油封、軸承及潤(rùn)滑油等的選擇均考慮了溫度適應(yīng)性。
2.5 零部件配合與葉輪各部間隙
鼓風(fēng)機(jī)零部件的配合尺寸應(yīng)考慮溫度的影響。風(fēng)機(jī)的機(jī)殼間隙、葉輪間隙、墻板間隙及齒輪游隙等在羅茨鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造中為重要設(shè)計(jì)點(diǎn)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)高溫用途時(shí)與常溫用途比較，零部件的溫度場(chǎng)區(qū)別較大，對(duì)各部間隙設(shè)計(jì)的影響也較大。
3 高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)高溫羅茨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需對(duì)高溫鼓風(fēng)機(jī)關(guān)鍵零件進(jìn)行溫度梯度計(jì)算、強(qiáng)度校核及對(duì)間隙進(jìn)行計(jì)算，才能確保羅茨鼓風(fēng)機(jī)在高溫用途時(shí)使用安全可靠。
3.1 溫度梯度的計(jì)算
根據(jù)熱平衡原理，簡(jiǎn)化熱傳遞模型。高溫風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)下，按一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，溫度從機(jī)腔―側(cè)板墊―隔板―隔板墊―墻板―潤(rùn)滑油，形成不同的溫度梯度，見圖2。
1.側(cè)板墊;2.隔板;3.隔板墊;4.墻板.
圖2 傳熱示意圖
根據(jù)熱傳遞理論，機(jī)腔―側(cè)板墊的傳熱為強(qiáng)迫對(duì)流換熱，墻板―潤(rùn)滑油的傳熱為自然對(duì)流換熱，中間各壁面間均為固體熱傳導(dǎo)。由此可列出一組換熱方程如下：
Q=α1×A1×（Tf1–TW1）=K1×（Tf1–TW1） （1）
Q=λ1/δ1×A2×（TW1 –TW2）=K2×（TW1–TW2） （2）
Q=λ2/δ2×A3×（TW2 –TW3）=K3×（TW2–TW3） （3）
Q=λ3/δ3×A4×( TW3 –TW4 )=K4×( TW3–TW4) （4）
Q=λ4/δ4×A5×（TW4 –TW5）=K5×（T W4–TW5） （5）
Q=α2×A6×（TW5–Tf2）=K6×（TW5–Tf2） （6）
式中：A1～A6和δ1～δ6可以根據(jù)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計(jì)算得到，λ1～λ4是物性，可以依次查出。又已知機(jī)腔內(nèi)的溫度Tf1=(200+260)/2=230℃，潤(rùn)滑油的溫度Tf2按照90℃設(shè)計(jì)，并假設(shè)與潤(rùn)滑油接觸的壁面溫度TW5為某一數(shù)據(jù)TW5*。根據(jù)強(qiáng)迫對(duì)流換熱，計(jì)算出α1，并根據(jù)自然對(duì)流換熱，計(jì)算出α2，可依次計(jì)算出各部位的換熱系數(shù)K1～K6溫度，解方程，求出換熱量Q=(T1–T2)/（1/K1+1/K2+1/K3+1/K4+1/K5+1/K6），從而可依次計(jì)算出各壁面溫度TW1～TW5。經(jīng)過(guò)循環(huán)復(fù)核，直至TW5=TW5*。
3.2 高溫羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度、軸承壽命和間隙計(jì)算
根據(jù)材料力學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行彎矩和扭矩強(qiáng)度校核，并對(duì)軸承的疲勞壽命進(jìn)行核算，以保證風(fēng)機(jī)整體的使用壽命。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)中必須留有一個(gè)微小的間隙，以保證正常運(yùn)行。由于高溫風(fēng)機(jī)的溫度因素勢(shì)必造成機(jī)腔內(nèi)各部位零部件超常膨脹，各部位間隙的設(shè)計(jì)計(jì)算成了風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。根據(jù)各零部件的溫度，結(jié)合理論與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較準(zhǔn)確地計(jì)算轉(zhuǎn)子間隙、墻板間隙和機(jī)殼間隙，既要保證各部位膨脹后不擦碰，又要保證流量這一基本性能參數(shù)的要求。
4 高溫風(fēng)機(jī)的模擬試驗(yàn)
4.1 高溫試驗(yàn)裝置
羅茨鼓風(fēng)機(jī)高溫試驗(yàn)裝置包括高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)、配套電機(jī)、變頻器、流量性能測(cè)試裝置、電加熱器、高溫回流管、電氣控制柜、測(cè)試管路閥門以及測(cè)試用儀器儀表等。
試驗(yàn)時(shí)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口高溫氣體由兩部分混合組成，一部分氣體為環(huán)境空氣通過(guò)電加熱器加熱后進(jìn)入，另一部分為出口氣體通過(guò)閥門回流至電加熱器后與第一部分氣體混合后進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口設(shè)有溫度傳感器檢測(cè)進(jìn)口氣體溫度，通過(guò)電控柜自動(dòng)調(diào)節(jié)控制進(jìn)口氣體溫度。通過(guò)回流閥門開度控制回流氣量調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力。
4.2 高溫機(jī)械性能試驗(yàn)
利用小型電加熱器輔以部分回流組合，同時(shí)采用變頻調(diào)節(jié)[15-16]風(fēng)機(jī)流量、壓力，進(jìn)氣溫度模擬工況溫度200℃，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)逐步升溫的方式進(jìn)行。試驗(yàn)中，檢查風(fēng)機(jī)的振動(dòng)、溫度、聲音及密封等機(jī)械運(yùn)行情況、各部位溫度的變化情況，檢查溫度變化對(duì)風(fēng)機(jī)間隙的影響等。
4.3 高溫技術(shù)性能試驗(yàn)
檢測(cè)各測(cè)試壓力下的零流量轉(zhuǎn)速，即鼓風(fēng)機(jī)打滑轉(zhuǎn)速，以消除采用常規(guī)鼓風(fēng)機(jī)流量測(cè)量裝置時(shí)高溫氣體對(duì)測(cè)試裝置的影響，而能夠比較準(zhǔn)確地計(jì)算出風(fēng)機(jī)在高溫工況條件下的鼓風(fēng)機(jī)流量[2,14] 。檢測(cè)各測(cè)試壓力下鼓風(fēng)機(jī)的軸功率等。
4.4 試驗(yàn)驗(yàn)證
主要技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 主要技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果表
項(xiàng)目實(shí)測(cè)值設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)偏差實(shí)際偏差結(jié)論流量/( m3/h)2 6942 800≤ + 5%-3.8%合格壓力/KPa31.631.6//合格軸功率/kW61.460Q +5%+2.3%合格振動(dòng)值/(mm/s)≤ 6.4≤ 11.2//合格
主要部件溫度檢測(cè)結(jié)果見表4。
表4 主要部件溫度檢測(cè)結(jié)果表
項(xiàng)目T W1T W2T W3T W4T W5計(jì)算值192.5162.實(shí)測(cè)值差異比較
從技術(shù)性能參數(shù)表（表3）中可見，各實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。
從溫度梯度表（表4）中分析，也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。各實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均比設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)略小，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，將隔板和墻板理想化為一維傳熱，向其它方向（如大氣）的傳熱視為絕熱。
綜上，從羅茨鼓風(fēng)機(jī)高溫試驗(yàn)情況來(lái)看，風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，流量和壓力等技術(shù)性能參數(shù)滿足工況要求，主機(jī)溫度符合介質(zhì)的工藝要求，主要部件溫度梯度與設(shè)計(jì)相符，達(dá)到了比較理想的隔熱設(shè)計(jì)效果。
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