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1、锅炉辅机班离心式风机工作原理及结构介绍第一节第一节 离心式风机的工作原理离心式风机的工作原理 当原动机带动叶轮旋转时，叶轮中的叶片迫使流体旋转，即叶片对流体沿它的运动方向做功，从而使流体的压力能和动能增加。与此同时，流体在惯性力的作用下，从中心向叶轮边缘流去，并以很高的速度流出叶轮进人蜗壳，再由排气孔排出，这个过程称为压气过程。同时，由于叶轮中心的流体流向边缘，在叶轮中心形成了低压区，当它具有足够的真空时，在吸入端压力作用下（一般是大气压）流体经吸入管进入叶轮，达个过程称为吸气过程。由于叶轮的连续旋转，流体也就连续的排出,吸入，形成了风机的连续工作。 值得提出的是，流体流经旋转着的叶轮时，能量
2、所以得以提高是因为叶片对流体沿圆周切线方向做功的结果，而不是离心惯性力作用的结果。 第二节第二节 离心式风机的结构形式离心式风机的结构形式一、概述一、概述 离心式风机的结构比较简单，制造方便，叶轮和蜗壳一般都用钢板制成。二、旋转方式二、旋转方式 离心式风机可以做成右旋和左旋两种。从原动机一侧正视，叶轮旋转方向为顺时针方向的称为右旋，叶轮旋转方向为左旋的称为左旋，但应注意，叶轮只能顺着蜗壳蜗线的展开方向旋转，否则叶轮出现反转时，流量会突然下降。，每一回转方向分别有8种不同出风口位置，如图4-7所示。另可补充15。、30。、60。、75。、105。、120。角度。 离心风机结构简图1-进气室；2-
3、进气口；3-叶轮；4-蜗壳；5-主轴；6-出气口；7-扩散器三、进气方式三、进气方式 离心式风机的进气方式分为单侧和双侧进气方式两种。四、出风口位置四、出风口位置 离心式出风口的位置根据使用要求，可以做成向上、向下、水平、向左、向右、各向倾斜等多种方式。五、传动方式五、传动方式 根据使用情况不同，离心式风机的传动方式也有多种。 当风机转速与电机的转速相同时，大型风机可采用联轴器将风机和电动机直接传动。 这样可以使结构简单、紧凑。小型风机则可以将叶轮直接装在电动机轴上，使结构更简单、紧凑。当风机的转速和电动机不同时，则可采用皮带轮变速的传动方式。 通常将叶轮装在主轴的一端。这种结构叫悬臂式，其优
4、点是拆卸方便。对双吸式大型风机，一般将叶轮放在两个轴承中间，这种结构叫双支承式，其优点是运行比较平稳。第三节第三节 离心式风机构成部件离心式风机构成部件 离心式风机的主要部件有叶轮、机壳、导流器、进风箱以及扩散器等。第三节第三节 离心式风机构成部件离心式风机构成部件 离心式风机的主要部件有叶轮、机壳、导流器、进风箱以及扩散器等。一、叶轮一、叶轮 叶轮是风机传递能量、产生压头的主要部件，是风机的心脏部件，它的结构和尺寸对风机性能有很大的影响。它由前盘、后盘（双吸式风机称为中盘）、叶片、轮毂组成。轮毂通常由铸铁或铸钢铸造加工而成，经镗孔后套装在优质碳素钢制成的轴上。轮彀采用铆钉与后盘固定。在强度允
5、许的情况下，轮毂与后盘可采用焊接方式固定。 叶轮外径叶轮外径, , 常用常用D D表示；表示；叶轮宽度叶轮宽度, , 常用常用b b表示；表示；叶轮出口角叶轮出口角, ,一般用一般用表示表示。Db 前后盘之间装有叶片。叶片的形式可按叶片出口角分为后弯叶片、径向叶片和前弯叶片。后弯叶片可以使气体在叶片中获得较高的风压和较高的效率，因而近年来广泛用于锅炉的送引风机上。径向叶片加工制造比较简单，但风机效率较低，大容量锅炉的风机很少采用。 具有前弯叶片形式的风机效率低于具有后弯叶片形式的风机效率，但其风压比较高，在相同参数条件下，风机体积可以比其他形式叶片的风机小。目前用于要求高风压的风机。通风机的各
6、部件中，叶轮是最关键性的部件，特别是叶轮上叶片的形式很多，但基本上可分为前向式、径向式和后向式三种。叶片出口角：叶片的出口方向（出口端的切向方向）和叶轮的圆周方向（在叶片出口端的圆周切线方向）之间的夹角。三种叶片形式各有特点；1.后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离心力作用下的运动方向，空气与叶片之间的撞击很小。因此能量损失和噪音较小，效率较高。但后向式叶片只能使空气以较低的流速从叶轮甩出，空气所获得的动压较低。2.前向式叶片形状与空气在离心力作用下的运动方向完全相反，空气与叶片之间撞击剧烈。因此能量损失和噪音都较大，故效率就低，但前向式叶片能使空气以较高的流速从叶轮中甩出，从而使空气在风
7、机出口处获得较大的静压。3.径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。二、机壳二、机壳 蜗壳是由蜗板和左右两侧焊接或咬口而成，其做用是收集从叶轮出来的气体，并引至蜗壳出口，经过出风口把气体输送到管道或排入大气中，蜗壳的蜗板轮廓线是对数螺旋线，为了制造方便，一般将蜗壳设计成矩形截面。涡壳作用是汇集叶轮出口气流并引向风机出口，与此同时将气流的一部分动能转化为压能。涡壳外形以对数螺旋线或阿基米德螺旋线最佳，具有最高效率。涡壳轴面为矩形，并且宽度不变。涡壳出口处气流速度仍然很大，为了有效利用气流的能量，在涡壳出口装扩压器，由于涡壳出口气流受惯性作用向叶轮旋转方向偏斜，因此扩压器一般作成沿偏斜方向扩大，其
8、扩散角通常为6。8。，如图4-3所示。离心风机涡壳出口部位有舌状结构，一般称为涡舌（图4-3）。涡舌可以防止气体在机壳内循环流动。一般有涡舌的风机效率，压力均高于无舌的风机。机壳三三.集流器集流器 将气体引入叶轮的方式有两种，一种是从大气直接吸气，称为自由进气；另一种是用吸风管或进气箱进气。不管哪一种进气方式，都需要在叶轮前装置进口集流器。集流器的作用是保证气流能均匀地分布在叶轮入口断面，达到进口所要求的速度值，并在气流损失最小的情况下进入叶轮。集流器形式有圆柱形，圆锥形，弧形，锥柱形和锥弧形等，如图4-2所示。弧形，锥弧形性能好，被大型风机所采用以提高风机效率，高效风机基本上都采用锥弧形集流
9、器。(a)圆柱形 (b)圆锥形 (c)弧形 (d)锥柱形 (e)锥弧形 图4-2 集流器形式插入式配合的进风口，与叶轮间隙规定如下： 1、双吸入式风机，连轴器侧轴向伸入长度为2-18mm，非连轴器侧轴向伸入长度为2-8mm，径向间隙为4-8mm。 2、单吸入式风机，进风口与叶轮轴向伸入长度为8-20mm，径向间隙为4-10mm。以上数据对风机运行的安全性和经济性有很大的影响，检修中应严格控制。四、导流器四、导流器目前大容量锅炉中离心式风机的流量调节，主要是通过装设在风机人口通道上的导流器实现的。常见的导流器有轴向导流器、简易导流器和斜叶式导流器，导流器是利用导流挡板（转动叶片）改变角度来进行风
10、机流量调节。导流挡板的调节范围为90（全闭）0（全开）。图4-5 离心式风机的入口导流器（a）轴向导流器结构示意图 (b) 简易导流器结构示意图1 入口导叶 2 叶轮进口风筒 3 入口导叶转轴 4 导叶操作机构 导流器安装时必须注意导流挡板的方向，应使气流通过导流挡板后的流向与风机叶轮的旋转方向一致。否则气流在通过导流挡板后转一个急弯再进人叶轮，这样会造成很大的风压损失，使风机出力明显下降，甚至带不上负荷。 导流挡板方向不对，还可能表现在导流挡板开度增大时，电流指示反而减小；导流挡板开度关小时，电流指示反而增大。导流挡板开度的改变，实质上是改变叶轮叶片进口的切向分速度，从而改变风机的流量和风压
11、。该种装置比节流挡板经济性要好，因此目前仍是大容量锅炉离心式风机调节的主要装置之一。五、进气箱五、进气箱进气箱的设置有两点作用：1、 当进风口需要转弯时，安装进气箱能改善进风口流动状况，减少因气流不均进入叶轮而产生的流体损失。2、 安装进气箱可使轴承装于风机的机壳外边，便于安装和维护，对锅炉引风机的轴承工作条件更为有利。 气流进入集流器有三种方式。一种是自由进气；另一种是吸风管进气，该方式要求保证足够长的轴向吸风管长度；再一种是进气箱进气，当吸风管在进口前需设弯管变向时，要求在集流器前装设进气箱进气，以取代弯管进气，可以改善进风的气流状况。进风箱见图4-4所示。进气箱的形状和尺寸将影响风机的性
12、能，为了使进气箱给风机提供良好的进气条件，对其形状和尺寸有一定要求。 （1）进气箱的过流断面应是逐渐收缩的，使气流被加速后进入集流器。进气箱底部应与进风口齐平，防止出现台阶而产生涡流（见图4-4）（2）进气箱进口断面面积与叶轮进口断面面积之比不能太小，太小会使风机压力和效率显著下降，一般/ 1.5；最好应为/=1.252.0（见图4-4）。 （3）进风箱与风机出风口的相对位置以90。为最佳，即进气箱与出风口呈正交，而当两者平行呈180。时，气流状况最差。图4-3 涡壳 图4-4 进气箱五、扩散器五、扩散器 扩散器又称扩压器。多数扩散器与机壳做成一体。其作用是降低气流出口速度，使部分动压转化为静
13、压。根据出口管形状的要求，扩散器可做成圆形截面或矩形截面。 第四节第四节 离心式风机检修方法离心式风机检修方法离心式风机检修主要是针对风机的构成部件进行检查、修复和更换等工作。一、叶轮检修（1）打开放油堵，用油盘将润滑油排放到专用油桶内存放，拆除冷却水的连接水管。（2）拆卸轴承箱的端盖、上盖密封环压盖螺栓，并使端盖移位，同时将轴承箱与风箱蜗壳盖板吊放到指定位置。（3）检查测量进风口插入叶轮密封环的深度及径向间隙，将转子部件移位，使叶轮密封环与进风口的插入部件错开间隙，以便吊起。（4）用抹布将轴上部件擦拭干净，挂好钢丝绳进行试吊检查，在专人指挥下将转子吊离箱体并放在专用支架上，必要时可将轴承箱移
14、位。（5）撬开轴头圆螺母的止动垫，用圆螺母扳手及钝扁铲将圆螺母松开，将拆卸器拉杆与轮毂连为一体，把拆卸器与轴头顶足劲，用烤把从轮毂边缘开始圆周均匀加热，并逐渐向中心移动。当叶轮有松动现象时，迅速顶紧拆卸器拉动叶轮，拉出前将其起吊，钢丝绳要吊上劲，避免叶轮错动碰坏轴头，将拆下的叶轮吊放在指定位置稳固。二、叶轮检查及更换叶片注意事项 （1）叶轮检查。检查叶片、防磨头、防磨板、叶轮盘有无裂纹、变形。叶片及叶轮盘焊缝局部有裂纹时，需进行焊补，焊补前应将裂纹清除干净。 叶片、防磨头、防磨板磨损超过原厚度的 l2，可以采用局部焊补或挖补的方法。对于16Mn钢材料的叶轮，焊补时焊接电源选用直流反接，焊条选用
15、J507电焊条，焊接环境温度不低于10。否则，应采取必要措施，如预热、保温等，以保证焊接质量。检查轮毂与叶轮后盘连接的铆钉或螺栓是否松动，有无磨损，铆钉和螺栓不应松动，铆钉头与螺帽磨损超过12时应进行更换、补焊或加防磨罩。（2）更换叶片。叶片磨损严重时可更新叶片，将叶轮分成对称组数，其顺序：上、下、左、右交叉排列，并在锥盘上做好标记。用气焊对称切割一对，更换点焊一对，依次对称交替切割更换，以免叶轮变形。 焊疤用气割修平，焊渣用扁铲剔平，必要时用手提砂轮剖光机打磨干净。叶片点焊时，应用直角尺测量叶片与后盘的垂直度，用出口角样板测量出口角度，与连接板相接的部位不要点焊，以免焊渣影响叶片与连接板的接
16、触。连接板与叶片确已点焊牢固方可焊接，每片叶片所用焊条数量尽量相同，焊后将焊渣清理干净，检查焊接情况。三、轴承箱检修轴承箱密封体可以分为填料密封、机械密封和迷宫式密封及浮动环密封。对于电站锅炉的风机来讲，轴承箱的密封形式多采用迷宫式密封。迷宫式密封可分为碳精迷宫式密封和轴组成微小间隙，流体通过间隙时，由于截流作用产生压力降低，从而达到密封的目的。其优点是：这种装置没有任何机械摩擦部件，功率消耗最小，制造简单。 碳精迷宫式密封与金属迷宫式密封有着相似之处，但因其不损坏轴颈，可使径向间隙大大缩小，所需的轴向密封长度也相应缩短。碳精迷宫式密封是在轴套表面加工出密封片，密封片与方形螺纹相似，碳精环则装
17、在密封室中，为便于组装，碳精环可分为几个弧形段，用几个螺旋压簧定位，并用止动销防止转动。其优点是当密封片尖端与碳精环之间接触时，只能在碳精环内圈刻出细沟纹，产生的热量不大，并能很快散失，不致于损坏密封片和转轴，也不会显著的影响泄漏，因此，这种密封间隙可以做得很小，一般应为0.0250.05mm。四、轴承箱检查与检修（1）油室内干净清洁，无油污杂质。（2）对口平面保持平整、光洁，不许在平面上锤敲任何东西，做垫片时应印上痕迹，用剪刀裁剪。（3）油位计畅通清晰，高低油位线准确。最高油位线淹没下方珠粒为宜，但不得漏油，最低油位线不低于下方珠粒的13高度。（4）冷却水系统管路畅通，调节门完好，无泄漏。（
18、5）所有螺栓、定位销钉完好齐全，紧力均匀，无松动现象。（6）密封装置完善，填料松紧合适，严密不漏，密封压盖与轴的间隙：滚动轴承为0.150.36mm，滑动轴承为0.50.8mm。（7）轴承两侧不许有夹帮，每侧用0.10mm塞尺能塞入深度为1015mm为准。（8）轴承外套与轴承箱、轴承盖的接触角为120，两侧接触点要形成逐渐消失的过渡痕迹，接触点大小一致，分布均匀，12点cm2为宜。（9）一般推力轴承推力膨胀预留间隙为0.30.5mm，承力轴承为轴向自由膨胀游移轴承，轴的外套随轴的伸缩而移动。 五、蜗壳、进风口检修检查蜗壳、进风口的磨损情况和入口法兰盘及轴封的严密情况，必须进行挖补时，应拆除有关
19、保温层，测量好并用石笔做好标记，切口要齐整。挖补的形状尽量选用矩形为宜。补焊或挖补的铁板应与原来的线形一致。检查蜗壳加固筋及支撑有无开焊或疲劳裂纹，发现裂纹可用气焊冲开破口，用扁铲剔平焊渣，再进行焊接。壳体大盖、人孔门等结合面法兰出现变形时，应用气焊平整或挖补更换。进风口发现椭圆变形时，可放在平板上用大锤校正找圆。所用的螺栓应清洗灵活，长短以紧固后露出13圈螺纹为宜，螺栓螺纹应涂上铅粉。 常见故障及处理方法一、轴承温度高1轴承损坏2轴承压盖间隙调整过小3油量不足或油质差4风机电机轴不同心、联轴器歪斜5轴承装配不良或轴承质量差二、风机振动大1机壳与支架，轴承箱与支架，轴承箱盖与底座等联接螺栓松动2基础刚度不够或不牢固3轴弯曲4轴承间隙过大5对轮中心不正6叶轮动不平衡三、风机出力降低1气体成分变化或气体温度高，密度减小2风机出口管道风门及积物堵塞3入口管道风门或网罩积杂物堵塞4叶轮入口间隙过大或叶片磨损严重5转速变低四、风机倒转1风机出口逆止门不严2电机电源线接反