[科普中国]-罗茨风机

罗茨风机1属容积式风机，叶轮端面、风机前后端盖。原理是利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机。这种鼓风机结构简单，制造方便，广泛应用于水产养殖增氧、污水处理曝气、水泥输送，更适用于低压力场合的气体输送和加压系统，也可用作真空泵等。

简介组成罗茨风机由：机壳、墙板、叶轮、油箱、消声器五大部分组成。

机壳：主要起到支撑（墙板、叶轮、消声器）和固定的作用。

墙板：主要用来连接机壳与叶轮，并支撑叶轮的旋转，以及起到端面密封的效果。

叶轮：是罗茨风机的旋转部分，分两叶和三叶，但由于三叶的比两叶的出气脉动更小、噪声更小、运转更平稳等很多优点，已逐渐代替两叶罗茨风机。

油箱：主要用于存放用来润滑齿轮及轴承的润滑油。

消声器：用来减小罗茨风机的进、出时由于气流脉动产生的噪音。

原理罗茨风机是容积式风机的一种，有两个三叶叶轮在由机壳和墙板密封的空间中相对转动，由于每个叶轮都是采用渐开线，或是外摆线的包络线，每个叶轮的三个叶片是完全相同的，同时两个叶轮也是完全相同的，这样就大大降低了加工难度。叶轮在加工时采用数控设备，保证了两个叶轮在中心距不变情况下，不管两个叶轮旋转到什么位置，都能保持一定的极小间隙，从而保证气体的泄露在允许范围内。

两个叶轮相向转动，由于叶轮与叶轮、叶轮与机壳、叶轮与墙板之间的间隙极小，从而使进气口形成了真空状态，空气在大气压的作用下进入进气腔，然后，每个叶轮的其中两个叶片与墙板、机壳构成了一个密封腔，进气腔的空气在叶轮转动的过程中，被两个叶片所形成密封腔不断地带到排气腔，又因为排气腔内的叶轮是相互啮合的，从而把两个叶片之间的空气挤压出来，这样连续不停的运转，空气就源源不断地从进气口输送到出气口，这就是罗茨风机的整个工作过程。

特性由于采用了三叶转子结构形式及合理的壳体内进出风口处的结构，所以风机振动小，噪声低。

叶轮和轴为整体结构且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转。

风机容积利用率大，容积效率高，且结构紧凑，安装方式灵活多变。

机种齐全，可满足不同用户不同用途的需要。

运行条件1、输送介质的进汽温度通常不得大于 40℃。

2、介质中微粒的含量不得超过 100mg/m3，微粒最大尺寸不得超过最小工作间隙的一半。

3、运转中轴承温度不得高于 95℃，润滑油温度不高于 65℃。

4、使用压力不得高于铭牌上规定的升压范围。

5、罗茨鼓风机叶轮与机壳、叶轮与侧板、叶轮与叶轮间隙在出厂时已调好，重新装配时要保证该间隙。

6、罗茨鼓风机运行时，主油箱、副油箱油位必须在油位计两条红线之间。

7、检查进出口联接部位有无忘记紧固的地方，配管的支承件是否完备。需用冷却水的鼓风机、真空泵要检查冷却水的安装是否符合要求。

分类罗茨鼓风机按照其工作方式的不同可以粗略分为单级与双级之分，其中只有一个压缩级的鼓风机，我们称之为单级鼓风机，而将两台单级鼓风机串联起来，对气体连续进行两次压缩的鼓风机我们称之为双级鼓风机。

按叶轮头数分：两叶罗茨鼓风机和三叶罗茨鼓风机；

按用途分：立窑鼓风机、气化鼓风机、曝气鼓风机等；

按介质种类分：空气鼓风机、煤气鼓风机、氢气鼓风机、二氧化硫鼓风机等；

按传动方式分：直联鼓风机和带联鼓风机等；

按冷却方式分：空冷鼓风机、水冷鼓风机和逆流冷却鼓风机等；

按结构型式分：立式鼓风机、卧式鼓风机、竖轴式鼓风机、密集成组鼓风机等；

按密封型式分：迷宫密封、涨圈密封、填料密封和机械密封等各种型式的鼓风机。

安装调试安装罗茨风机由于是高速运转的机器，所以会产生震动，又由于其内部空气的脉动左右，也加大了罗茨风机的震动，所以罗茨风机的安装时需要固定在地面上的。3 根据风机型号不同，在地面按风机尺寸在对应的位置挖150*150mm见方300mm深的方坑，并埋入地脚螺栓，然后通过螺栓，螺母把风机连接起来，最后在方坑中填满水泥混凝土，等混凝土固定之后，再用力把螺母拧紧，是风机底座和混凝土牢牢连接在一起，这样就可以减小罗茨风机在运转中的震动位移，提高了设备的运行安全性，并且由于减小了震动，从而也大大延长了风机的使用寿命。

注意事项：

1、不应把风机安装在人经常出入的场所，以防受伤和烫伤。

2、不应把风机安装在易产生易燃、易爆及腐蚀性气体的场所，以防火灾和中毒等事故。

3、根据进排气口方向和维修需要，基础面四周应留有适当宽裕的空间。

4、风机安装时，应察看地基是否牢固，表面是否平整，地基是否高出地面等。

5、风机室外配置时，应设置防雨棚。

6、风机在不大于40℃的环境温度下可长期使用，超过40℃时，应安装排气扇等降温措施，以提高风机使用寿命。

7、当输送空气沼气天然气等介质，其含尘量一般不应超过100mg/m3。

调试1、检查各部位的紧固情况及定位销是否有松动现象。2、鼓风机机体内部无漏油现象。

3、鼓风机机体内部不能有结垢、生锈和剥落现象存在。

4、注意润滑和散热情况是否正常，注意润滑油的质量，经常倾听鼓风机运行有无杂声，注意机组是否在不符合规定的工况下运行，并注意定期加黄油。

5、鼓风机的过载，有时不是立即显示出来的，所以要注意进、排气压力，轴承温度和电动机电流的增加趋势，来判断机器是否运行正常。

6、拆卸机器前，应对机器各配合尺寸进行测量，做好记录，并在零部件上做好标记，以保证装配后维持原来配合要求。

7、新机器或大修后的鼓风机，油箱应加以清洗，并按使用步骤投入运行，建议运行8小时后更换全部润滑油。

8、维护检修应按具体使用情况拟订合理的维修制度，按期进行，并作好记录，建议每年大修一次，并更换轴承和有关易损件。

9、鼓风机大修建议由专业维修人员进行检修3。

运行检查1、开机前检查：

（1）检查螺栓、螺母的连接松紧情况。

（2）检查润滑状况，使油面处于油标中心位置。

（3）检查皮带张力和皮带轮偏正。

（4）检查电源的电压和频率；

（5）检查各仪表是否正常，如有异常及时通知维修人员更换。

（6）将管道上的主阀门、需要运行的风机出口阀门打开，其它未运行的风机出口阀门处于“关闭”状态，避免风机超负荷运转，机器受损。

2、开机中检查：

（1）如果需要风机运行“工频”时，则只需要把电控箱上相应的鼓风机开关打到“工频”档，然后按下“启动”按钮即可，其他风机的开关和变频器的开关打到“停止”，注意在按下“启动” 按钮之前一定要检查一下运行的风机出口阀门是否打开，按下的“启动” 按钮的风机与实际运行的风机是否一致。

（2）如果需要风机运行“变频”时，把变频器的开关打倒“启动”按钮，然后把电控箱上相应的鼓风机开关打到“变频”档后即可，注意其他风机的开关处于“停止”，在把开关打到“变频”档之前一定要检查一下运行的风机出口阀门是否打开，按下的“变频” 按钮的风机与实际运行的风机是否一致。

（3）待风机正常运转后（一般需要1分钟时间），然后将排气阀慢慢的关闭，以免由于关闭过快，造成风机瞬时电流过大烧坏电机。

3、运行中检查：

（1）调节接触氧化池的进风口阀门，使之均匀曝气；

（2）溶解氧控制在2～4mg/L（通过溶氧仪读出）。

（3）运行初期由于润滑油的粘滞而有噪音和电流过高的情况，运行10～20分钟可自行消失。

（4）流量大小不能通过开关阀门来调整。该风机是容积形压缩机，通过调整转速来改变流量和轴功率；

（5）压力表开关处于常闭状态，如需测定压力时可将压力表开关打开。

（6）同一机型噪音也有差异，因为风机在机械室内的位置及配管情况不同会造成噪音的差异。

4、关机检查：

（1）慢慢打开“排气阀” 至全开。

（2）按下电控箱上的“停止”按钮。

使用操作1、应对风机各部件全面进行检查，机件是否完整，各螺栓、螺母的连接松紧情况、各紧固件和定位销的安装质量、进排气管道和阀门安装质量等。4

2、为了保证鼓风机安全运行，不允许承载管道、阀门、框架等外加负荷。

3、检查鼓风机与电动机的找中、找正质量。

4、检查机组的底座四周是否全部垫实，地脚螺栓是否紧固。

5、向油箱注入规定牌号之机械油至油位线之中，润滑油牌号为N220的中负荷工作齿轮油。

6、检查电动机转向是否符合指向要求。

7、在皮带轮（联轴器）处应安装皮带罩（防护罩），以保证操作使用的安全。

8、全部打开鼓风机进、排气口阀门，盘动风机转子，应转动灵活，无撞击和磨擦等现象，确认一切正常情况下，方可启动风机进行试运转使用。

9、鼓风机空负荷试运转

⑴新安装或大修后的风机都应经过空负荷试运转。

⑵罗茨鼓风机空负荷运转的概念是：在进排气口阀门全开的条件下投入运转。

⑶没有不正常的气味或冒烟现象及碰撞或摩擦声，轴承部位的径向振动速度不大于6.3mm/s。

⑷空负荷运行30分钟左右，如情况正常，即可投入带负荷运转，如发现运行不正常，进行检查排除后仍需做空负荷试运转。

10、鼓风机正常带负荷持续运转

⑴要求逐步缓慢地调节，带上负荷直至额定负荷，不允许一次即调节至额定负荷。

⑵所谓额定负荷，系指进、排气口之间的静压差，按铭牌上的标定压力值。在排气口压力正常情况下，须注意进气口的压力变化，以免超负荷。

⑶风机正常工作中，严禁完全关闭进、排气口阀门，应注意定期观察压力情况，超负荷时安全阀是否动作排气，否则应及时调整安全阀，不准超负荷运行。

⑷由于罗茨鼓风机的特性，不允许将排气口的气体长时间地直接回流入鼓风机的进气口（改变了进气口的温度），否则必将影响机器的安全，如需采取回流调节，则必须采用冷却措施。

⑸要经常注意润滑油的油量位置，定期检查，并做好记录，确保油量。可采用自动注入润滑油的方式，进行罗茨风机的设备保养，如图所示：

11、停车鼓风机不宜在满负荷情况下突然停车，必须逐步卸负荷后再停车，以免损坏机器，关于紧急停车原则，用户可另行拟订细则。

12、 鼓风机的安全运行及使用寿命，取决于正确而经常地维护和保养，并应注意任何事故的苗子，除了要注意一般性维修规程外，对下述各点要着重注意。

故障处理1、叶轮与叶轮摩擦

⑴ 叶轮上有污染杂质，造成间隙过小；

⑵ 齿轮磨损，造成侧隙大；

⑶ 齿轮固定不牢，不能保持叶轮同步；

⑷ 轴承磨损致使游隙增大。

⑴ 清除污物，并检查内件有无损坏；

⑵ 调整齿轮间隙，若齿轮侧隙大于平均值30%～50%应更换齿轮；

⑶ 重新装配齿轮，保持锥度 配合接触面积达75%；

⑷ 更换轴承；

2、叶轮与墙板、叶轮顶部与机壳

⑴ 安装间隙不正确；

⑵ 运转压力过高，超出规定值；

⑶ 运转温度过高；

⑷ 机壳或机座变形，风机定位失效；

⑸ 轴承轴向定位不佳。

⑴重新调整间隙；

⑵查出超载原因，将压力降到规定值；

⑶检查安装准确度，减少管道拉力；

⑷调整叶轮与墙板间隙，并使用风机专用游隙轴承。

3、温度过高

⑴ 油箱内油太多、太稠、太脏；

⑵ 过滤器或消声器堵塞；

⑶ 压力高于规定值；

⑷ 叶轮过度磨损，间隙大；

⑸ 通风不好，室内温度高，造成进口温度高；

⑹ 运转速度太低，皮带打滑。

⑴ 降低油位或挟油；

⑵ 清除堵物；

⑶ 降低通过鼓风机的压差；

⑷ 修复间隙；

⑸ 开设通风口，降低室温；

⑹ 加大转速，防止皮带打滑。

4、流量不足

⑴ 进口过滤堵塞；

⑵ 叶轮磨损，间隙增大得太多；

⑶ 皮带打滑；

⑷ 进口压力损失大；

⑸ 管道造成通风泄漏。

⑴ 清除过滤器的灰尘和堵塞物；

⑵ 修复间隙；

⑶ 拉紧皮带并增加根数；

⑷ 调整进口压力达到规定值；

⑸ 检查并修复管道。

5、漏油或油泄漏到机壳中

⑴ 油箱位大高，由排油口漏出；

⑵ 密封磨损，造成轴端漏油；

⑶ 压力高于规定值；

⑷ 墙板和油箱的通风口堵塞，造 成油泄漏到机壳中。

⑴ 降低油位；

⑵ 更换密封；

⑶ 疏通通风口，中间腔装上具有2mm孔径的旋塞，打开墙板下的旋塞；

6、异常振动和噪声立即停车

⑴ 滚动轴承游隙超过规定值或轴承座磨损；

⑵ 齿轮侧隙过大，不对中，固定不紧；

⑶ 由于外来物和灰尘造成叶轮与叶轮，叶轮与机壳撞击；

⑷ 由于过载、轴变形造成叶轮碰撞；

⑸ 由于过热造成叶轮与机壳进口处磨擦；

⑹ 由于积垢或异物使叶轮失去平衡；

⑺地脚螺栓及其他紧固件松动。

⑴ 更换轴承或轴承座；

⑵ 重装齿轮并确保侧隙；

⑶ 清洗鼓风机，检查机壳是否损坏；

⑷ 检查背压，检查叶轮是否对中，并调整好间隙；

⑸ 检查过滤器及背压，加大叶轮与机壳进口处间隙；

⑹ 清洗叶轮与机壳，确保叶轮工作间隙；

⑺ 拧紧地脚螺栓并调平底座。

7、电机超载

⑴ 与规定压力相比，压差大，即背压或进口压力大高；

⑵ 与设备要求的流量相比，风机流量太大，因而压力增大；

⑶ 进口过滤堵塞，出口管道障碍或堵塞；

⑷ 转动部件相碰和磨擦（卡住）；

⑸ 油位太高；

⑹ 窄V型皮带过热，振动过大，皮带轮过小。

⑴ 降低压力到规定值；

⑵ 将多余气体放到大气中或降低鼓风机转速；

⑶ 清除障碍物；

⑷ 立即停机，检查原因；

⑸ 将油位调到正确位置；

⑹ 检查皮带张力，换成大直径的皮带轮。

8、压力不足

（1）由于风机长期运行，可能是皮带打滑，使转速降低；

（2）可能是设备出厂前对压力的校准不准确；

（3）可能客户要求不清晰，出现加工错误；

（4）管道有泄漏；

（5）放风阀设置的过大；

（6）安全阀的安全压力设置的过低；

预防维护泵腔防腐保护

金属腐蚀的形态，可分为全面（均匀）腐蚀和局部腐蚀两大类。前者较均匀的发生在风机的全部表面，后者只是发生在局部。例如孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳、氢腐蚀破裂、磨损腐蚀、脱层腐蚀等。特别是石油、化工行业以及海洋大气环境尤为突出。

针对罗茨风机腐蚀的问题，更换设备部件是企业通常采用的方法，但设备受材质及加工工艺等方面的影响，普遍价值高，例如搪玻璃设备、聚四氟部件、钛材等高值金属材料等。采用高分子复合材料实施表面有机涂层防腐是有效的防腐蚀措施之一，当前国内应用较为成熟的有福世蓝系列。表面粘涂保护可广泛应用于磨蚀、气蚀、腐蚀部位的修复和预保护涂层，其具有良好的耐化学性能及优异的力学性能和粘接性能，与传统的压力容器焊接修补相比，具有施工简便、成本低、安全性能，修复效果好的特点。

转子轴键槽损伤

因为受设备运行环境等因素的影响，罗茨风机经常出现轴头、键槽磨损损坏现象，问题出现后，按照传统方法要补焊或刷镀后机加工修复。但是补焊高温产生的热应力无法完全消除，容易出现弯曲或断裂；电刷镀受涂层厚度限制，容易剥落。而且以上方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各种力的综合作用下，仍会造成再次磨损。

采用高分子复合材料，可免机加工快速有效修复轴承室磨损。既无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，吸收设备的冲击震动，并且可使配合面100%接触，避免了再次出现磨损的可能。

壳体裂纹治理

罗茨风机部件因铸造、加工缺陷或内应力、超负荷运行等原因经常导致设备部件出现裂纹或断裂现象，常规的修复方法是采用焊接。焊接常常会导致零件产生热变形或热应力，特别是薄壁件，而且有的零件材质是铸铁、铝合金、钛合金一类难焊材料。还有一些易于发生爆炸危险的场合，如石化行业等，更不易采用焊接修复方法。

油封漏油

由于罗茨风机运行过程中渗油严重，给安全生产带来众多弊端，传统方法是需要长时间停机拆卸更换密封垫和处理结合面，在设备运行中想要实现有效的治理，传统方法不可能实现。迈特雷超级密封剂&润滑剂，具有超强的自润滑性能，减小啮合部位的间隙，有效缓解设备噪音及动密封部位的渗漏油问题。超级润滑剂是一种油品添加剂，不会对油品造成污染或使油品变质，在不停机情况下给企业解决了生产中的安全隐患，为企业节约了高额的维修或更换成本。

温度过高处理办法

⑴ 油箱内油太多、太稠、太脏；

⑵ 过滤器或消声器堵塞；

⑶ 压力高于规定值；

⑷ 叶轮过度磨损，间隙大；

⑸ 通风不好，室内温度高，造成进口温度高；

⑹ 运转速度太低，皮带打滑。

⑴ 降低油位或重新加注牌号正确的；

⑵ 清除堵物；

⑶ 降低通过鼓风机的压差；

⑷ 修复间隙；

⑸ 开设通风口，降低室温；

⑹ 加大转速，防止皮带打滑。

节能减耗节能罗茨风机的风压是不受风机转速限制的，不论转速变化如何其风压可以保持不变。而风量则与风机转速成正比的，即Q=KN

Q：表示风量 N：表示风机转速 K：为系数

从公式可知，风量调节，完全由变频器改变电机频率达到无级变速，起到调节风量的效果。根据现场应用工艺风机的最低频15HZ，通常在35HZ左右，有个别时刻50HZ满风量运行，由于立窑工艺基本是一致的，因此在不同的立窑风量调节量是基本相同的，凡立窑应用变频技术都可以获40%左右的节能效果。5

罗茨鼓风机个恒转矩负载，其节电率与转速降成正比即N%=△N%，虽然不同于一般风机、水泵节电率更高，但因它的功率较大，而且只要炉墙不坏，是连续24小时工作的，并开动时间亦很长。因此节电潜力大，节电费用高。

罗茨鼓风机进行技术改造后，改变了过去以调节出口（进口）阀门开度方式来调节风压或风量的生产方式，劳动强度减轻，调节的及时性好，提高了产品的合格率，单耗明显下降。

减耗罗茨风机的安全运行及使用寿命，取决于是否经常正确地维护和保养，并应注意任何事故苗子，如果长时间的不使用三叶罗茨风机，就要切断其机体上的所有电源，把其放置在一个通风干燥的地方，这样就可以有效地避免机体在长期的不使用中而产生的生锈等现象。此外在罗茨风机的使用过程中要定期对其进行上油，只有这样才能最大限度地保证三叶罗茨风机运转的灵活性。

除了这样做之外，平时还要注意以下几点：

1. 检查罗茨风机各部位的紧固情况及定位销是否松动现象，如有松动应抓紧固定。

2. 风机机体内部不能有结垢、生锈和剥落现象存在。防止机体内部有渗油现象。

3.拆卸机器时应对机器各配合尺寸进行测量，做好记录，并在零部件上做好标记与方向，以保证装配且能保持原来的配合要求。

4.罗茨风机的过载有时不是立刻显示出来的，所以要注意进排气压力、轴承温度和电机电流的变化，借以判断机器是否运行正常。

5. 在正常条件情况下要求机组运行1000 小时必须更换润滑油。 注意润滑油冷却情况是否正常，注意润滑油的质量，经常倾听罗茨鼓风机运行有无杂声，注意机组是否在不符合规定工况下工作。

6. 新机器或大修后的罗茨风机，按使用步骤投入运行，建议运行8小时后更换全部润滑油。日常保养很重要，小故障必须修复后再投入使用。3

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学