[科普中国]-离心鼓风机

原理

离心风机是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。在单级离心风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压过程。在多级离心风机中，用回流器使气流进入下一叶轮，产生更高压力。1

介绍采用最新设计、符合“三化”标准的两排大间距冲天炉，为目前国内铸造行业普遍采用的一种冲天炉，其主要结构特点为具有两排风口，排距较大，底焦燃烧形成两个独立的燃烧带，通过拉长过热区，增加了铁水过热路程及底焦的激烈燃烧，炉况稳定，铁水温度高，铁水质量好。按照送风温度分为冷风、炉胆热风两种结构，通过采不同的温度送风来达到不同的熔炼要求。炉胆热风式利用密筋炉胆换热器将炉气中的物理热加热入炉冷空气，热风温度180-250℃左右，具有不占车间生产面积、结构紧凑、操作方便及热惰性小等特点。

特点1． 结构紧凑：外形美观，稳定性好，安装保养方便。

2． 运行平稳：优化设计的叶轮使轴向力减小到最低程度，且有高效的叶轮，并经静动平衡校正，使整机运行平稳，在不加任何减振装置的情况下，轴承振幅≤0.04mm。

3． 噪声低：鼓风机运行时，无任何机械摩擦，采用合理叶片形线使声音降为最低。离心鼓风机产生的噪音是高频噪音，只要有障碍物，即可隔音，所以风机房外几乎无噪音。

4． 无油机械：鼓风机轴承采用润滑脂润滑，轴承寿命三年以上。风机在运行中不产生油气。特殊要求风机，采用二硫化钼锂基脂润滑轴承。

5． 叶轮：叶轮采用特殊复合线形，减少了内部泄漏，提高了容积效率。

6． 易于调节：进口端蝶阀调节流量，出口端蝶阀调节压力。

7． 驱动方式：通常采用二极异步电动机，也可以采用四极电动机驱动。根据用户电网不同，可采用不同电压的电机。

8． 密封：每级叶轮除进口圈外、级间和机壳两端装有迷宫式密封，以防止气体泄露。

9． 冷却：排气轴承座有风冷和水冷两种结构，由于叶轮对气体的逐级压缩，造成排气机壳温度远远高于进气 机壳。在排气轴承座有风冷或水冷装置，以延长了轴承的使用寿命。

10．轴承温控报警器：风机附件配有温控箱，通过PT100电阻连接于轴承，当轴承温度超过设定温度时，温控箱会自动报警。

11．传动方式：有联轴器传动，皮带传动，增速箱传动三种。根据不同的设备和工艺，选用不同的传动方式。1

应用离心鼓风机广泛应用于城市污水、工业废水等水处理工程、以及冶金、化工、水产养殖、气力输送及矿山浮选等行业和部门，用以输送空气或其他无毒、无腐蚀性的气体。还可用于锅炉和工业炉窑的通风和引风，空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风，谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。1

一种空气离心鼓风机智能控制解决方案简介离心鼓风机作为化工领域的核心设备，其安全生产保护核心设备令其稳定运行尤为重要。由于其复杂的运行过程，往往控制系统存在各个设备单独控制，要想实现负荷的加载和卸载，通常需要人工的进行诸多步骤部署才能达到目的，有时还不能根据实时需要达到精准控制。通过对进气导叶(IGV)和放空阀(BOV)的解耦控制，实现了空气离心鼓风机的一键加载和卸载功能，并且提出自动复试调节和恒压调节两种控制模式。提高了控制系统的智能性和可靠性，并且还解决了可以根据工艺生产的实时需要，准确的对空气离心鼓风机进行控制。2

离心鼓风机的启动条件离心鼓风机的启动条件通常分为润滑油冷却器后温度大于 35℃，润滑油总管压力大于0.25MPA(G),鼓风机进气导叶(IGV)位置回迅微开，鼓风机放空阀(BOV)位置回迅全开，机组无联锁停机和来自 DCS 允许启动等条件。2

离心鼓风机的加载和卸载过程加载过程

压缩机的加载过程是一个从卸载(空载)状态，转入恒压控制达到压力设定值，给系统供风的过程。当控制系统接到加载的命令后，控制系统会比较系统的实际压力与设定压力，当系统设定压力大于实际压力时，进气导叶会从空载时的 10%渐渐开大，电机电流上升；当电流超过 230A(TL 设定值)时，开始关小放空阀，进气导叶与放空阀一起调节，使电机的电流保持在 230A，一直到三级压力升高，系统压力达到设定值，进入恒压控制状态。这个加载过程的快慢及能否加载成功，与控制参数比例度、积分时间的大小有关。当系统需求量大时，应将积分时间调大些，以达到压力设定值的速度；反之当系统需求量小时，应调小些，否则过于灵敏，反而会使阀振荡波动，加载失败。

加载成功后的控制

由于系统风量需求是变化的，压缩机的任务是在系统需求发生变化时，能通过控制系统的调节，保持系统压力不变，起到一个恒压源的作用，它的控制是由进气导叶和放空阀共同调节来完成的。控制模式是高负荷限制、节流限制加比例积分算法。高负荷限制是在需要时限制进气导叶的最大开度，保护电机，节流限制是限制进气导叶的最小开度，保护压缩机。在压力控制回路中引入了电机电流，是这个回路的特点。引入电机电流的第一个作用是保护电机，防止过载，称为高负荷限制(High Load Limit, HLL)；第二个作用是确定放空阀开始打开的门槛，这个点称为节流限(Throttle Limit, TL)。实际上进气导叶、放空阀是分程控制的。

卸载过程中的控制

卸载命令发出后，控制器会将进气导叶从现有开度滑变到卸载点开度，即 10%，而放空阀会全开。

本方案实现了空气离心鼓风机的一键加载和卸载功能，使得机组在最大电流时能够充分发挥电机的潜能，做功最大；而机组在最小电流时能够在负荷比较低的情况下，到喘振边界时，打开放空阀，以减少放空造成的能量损耗。完全达到自动控制，一键启车的功能，实现了真正意义的智能控制。2