羅茨鼓風機基礎(chǔ)要求：羅茨風機基礎(chǔ)知識全解析

　　羅茨鼓風機，英文名Roots blower，系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風機，利用兩個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機。這種鼓風機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于低壓力場合的氣體輸送和加壓，也可用作真空泵。

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　　基本原理

　　羅茨鼓風機系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風機。這種壓縮機靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴密控制的間隙實現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。

　　主要特點

　　其最大的特點是使用時當壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時流量之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強制輸氣的特點。輸送時介質(zhì)不含油。結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、使用壽命長、整機振動小。

　　真空泵。由于周期性的吸、排氣和瞬時等容壓縮造成氣流速度和壓力的脈動，因而會產(chǎn)生較大的氣體動力噪聲。此外，轉(zhuǎn)子之間和轉(zhuǎn)子與氣缸之間的間隙會造成氣體泄漏，從而使效率降低。羅茨鼓風機的排氣量為0.15～150立方米/分，轉(zhuǎn)速為 150～3000轉(zhuǎn)/分。單級壓比通常小于1.7，最高可達2.1，可以多級串聯(lián)使用。

　　主要介質(zhì)

　　羅茨鼓風機輸送介質(zhì)為清潔空氣，清潔煤氣，二氧化硫及其他惰性氣體，特殊氣體行業(yè)（煤氣、天然氣、沼氣、二氧化碳、二氧化硫等）及高壓工況的首選產(chǎn)品。鑒于具有上述特點，因而能廣泛適應冶金、化工、化肥、石化、儀器、建材行業(yè)。

　　結(jié)構(gòu)

　　按轉(zhuǎn)子的形狀，羅茨鼓風機分為兩葉型和三葉型。三葉型轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一次由兩個轉(zhuǎn)子進行三次吸、排氣。與二葉型相比，氣體脈動性小，振動也小，噪聲低。

　　參數(shù)

　　羅茨鼓風機的轉(zhuǎn)速為150～3000轉(zhuǎn)/分鐘。流量為0.15～1200立方米/分鐘，壓力為9.8～196千帕，功率為0.75～1000千瓦，單機重量為100～9000千克。

　　區(qū)別

　　與離心風機的區(qū)別比較大：

　?、惫ぷ髟聿煌?，離心風機用的是曲線風葉，靠離心力將氣體甩到機殼處，而羅茨風機用的是兩個8字形的風葉，它們間的間隙很小，靠兩個葉片的擠壓，將氣體擠至出氣口。

　　⒉由于工作原理不同，一般它們的工作壓力不同，羅茨風機的出氣壓力比較高，而離心風機比較小。

　?、筹L量不同，一般羅茨風機用在風量要求不大但壓力要求較高的地方，而離心風機用在壓力要求低，風量要求大的地方。

　?、粗圃炀炔灰粯?，羅茨風機要求的精度很高，對裝配要求也很嚴，而離心風機比較松。

　　運行調(diào)節(jié)

　　根據(jù)流體力學理論，氣體的流動過程將伴隨著損失。例如，氣體流過節(jié)流裝置后，氣流的壓力會相應減少，也就是它們損失了風機的有用功。由于這一切都是在風機輸送氣體的過程中發(fā)生的，也就是浪費了風機的能量。

　　風機工況點是風機在某一轉(zhuǎn)速下的性能曲線與管網(wǎng)阻力特性線的交點。風機實際運行時，并非永遠停留在設計工況點上。它將隨用戶的需求或外界條件的變化而變化，也就是風機實際上處于變工況下工作。要想使風機的風壓或風量達到某一目標值，就需要對風機或管網(wǎng)進行為人為地控制，亦稱調(diào)節(jié)。通過有效地調(diào)節(jié)，實現(xiàn)在保證風機能夠穩(wěn)定工作的條件下，既要滿足生產(chǎn)對流量或壓力的要求，又能最大限度地節(jié)能。簡言之，調(diào)節(jié)的目的就是滿足性能要求，擴大（穩(wěn)定）工況，實現(xiàn)節(jié)能，防止喘振。

　　風機采用不同的調(diào)節(jié)方式都可達到同一目的，但節(jié)能效果各不相同。

　　根據(jù)理論分析及實踐證明，可得出如下4個方面的結(jié)論。

　　◆ ◆ ◆

　　1對于鼓風機和壓縮機，出口節(jié)流調(diào)節(jié)方式耗功最多。盡管相對流量Qr（實際流量Q與設計流量Q0之比）減少時，功率亦相應減少。如當Q=0.65 Q0時，所對應的功率減少到原來的80%左右，但與其它調(diào)節(jié)方式相比，耗能仍居首位。2如果相對流量變化不大時（或稱調(diào)節(jié)深度小時），幾種調(diào)節(jié)方式耗功差別不大。即調(diào)節(jié)方式對節(jié)能效果影響不大，甚至不僅不節(jié)能，反而因調(diào)節(jié)裝置的存在多耗功（如液力耦合器）。3一般來說，調(diào)節(jié)深度越大，節(jié)能效果越顯著。因此，要慎重選擇調(diào)節(jié)方式，以期獲得最大效益。4變速調(diào)節(jié)曲線接近理想曲線。所以，變速調(diào)節(jié)方式優(yōu)越，特別是采用變頻電動機調(diào)速的節(jié)能方案為最佳，但需要增設變頻裝置。對于中小容量的變頻調(diào)速建議積極試用；由于大容量高電壓變頻調(diào)速裝置價格較高，應結(jié)合具體情況，綜合比較，決定取舍?？傊?，既要考慮調(diào)節(jié)性能，也要考慮設備初投資、可靠性及經(jīng)濟性等，全面評價調(diào)節(jié)方式的優(yōu)劣。

　　主要用途

　　污水處理，水產(chǎn)養(yǎng)殖，氣力輸送，水泥，化工，鑄造，面粉等國民經(jīng)濟部門。

　　使用維護

　　◆ ◆ ◆

　　簡介

　　羅茨鼓風機的使用要求是，輸送的進氣介質(zhì)溫度不得高于40℃，介質(zhì)中的微粒雜質(zhì)含量不得大于1000mg/m3，微粒的最大尺寸應在0,1mm以下。使用升壓時，不得超過鼓風機銘牌上所規(guī)定的額定升壓值，由于羅茨鼓風機結(jié)構(gòu)特殊，因此在運轉(zhuǎn)要求上同其它的風機有許多不同之處，必須注意。

　　啟動

　　羅茨鼓風機在啟動開機前應作好以下各項準備工作；

　　⑴完全打開進氣調(diào)節(jié)閥，出氣調(diào)節(jié)閥以及旁通管；

　　⑵檢查進風口空氣濾清器是否暢通，濾清器進口是否完全打開；

　?、菣z查管道、閥門、消聲器、空氣濾清器支撐是否穩(wěn)固，不得有負荷力加在機殼上；

　?、葯z查潤滑油是否良好，型號是否合適，潤滑油層深度應達到規(guī)定油線以上3～5厘米，冷卻水系統(tǒng)是否暢通；

　?、蓳軇勇?lián)軸器、檢查葉輪轉(zhuǎn)運是否靈適，有無摩擦碰撞；

　?、蕶z查各部位聯(lián)接是否良好，有無松動；

　?、饲宄車s物，保持風機兩米范圍內(nèi)無雜物；

　?、虣z查電氣部分以及降壓啟動設備是否完好；

　?、蜋z查檢修工具是否齊備，消防滅火器材是否充足完備。

　　在以上九項工作做完后，即可開機。羅茨鼓風機開機應首先空車運轉(zhuǎn)20～30分鐘，觀察鼓風機有無不正常的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)有撞擊或摩擦聲，應立即停車檢查，并排除故障。待空機運轉(zhuǎn)正常后，即可進行負載開機。待風機正常運轉(zhuǎn)后，逐漸調(diào)節(jié)出口閥門（或逐漸關(guān)閉放空閥），逐漸加載到額定壓強，但不得超載運行。在開機時絕對禁止將進、出風口閘閥全部關(guān)閉，也不能在滿載時突然停車。

　　運轉(zhuǎn)

　　當羅茨鼓風機正常運轉(zhuǎn)后，操作工應密切注視所有部件運行狀況，隨時觀察機器各部件的溫度，機器的振動，以及消聲器的噪音，如有異常應立即停機。

　　停機

　　羅茨鼓風機的正常停機是首先打開旁通管，進行“放風”，待風壓降下來后（基本為零），才能切斷電源，然后關(guān)閉進氣閥、冷卻水系統(tǒng)。非正常停機也應首先考慮打開旁通管，進行“放風”。

　　維護

　　正常運轉(zhuǎn)中，每隔1～2小時檢查一下軸承、油箱內(nèi)潤滑油、電機等的溫度，不得高于規(guī)定值。羅茨鼓風機在運轉(zhuǎn)過程中噪聲很大，為了降低噪聲，除了安裝消聲器外有時也可以采用一些簡便方法以減少噪聲，比如用地穴法。在地下挖一個4～5m3；的地穴，地穴上蓋封好，用一根導管將進風口引入地穴，用另一導管將外界空氣引入地穴。兩根導管盡量踩入地穴底，這樣可以減少很多噪音。

　　羅茨鼓風機的調(diào)節(jié)方法有兩種，一種是放風的方法，這個方法簡單可靠，但不經(jīng)濟。比較經(jīng)濟的方法是調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。部分立窯水泥廠為了提高羅茨風機的風壓、風量，就是把鼓風機的轉(zhuǎn)速加快。但是應該注意的是，增加轉(zhuǎn)速要考慮機械設備的機械強度，不能增加很大，一般轉(zhuǎn)速不應超過銘牌的15%。轉(zhuǎn)速增大往往還要更換較大的電機。

　　羅茨鼓風機的潤滑油3～6個月更換一次或用孔徑小于50微米的銅絲網(wǎng)過濾一次。第一次起動后工作時間最多為200個小時，就應換油。消聲器也宜半年左右檢修一次，更換部分或全部吸音材料?？諝鉃V清器應經(jīng)常檢修，進出口閥門，旁通管應保持正常良好狀態(tài)。有問題立即修理。

　　故障處理

　　首先問題一關(guān)于風量不足處理

　?、呸D(zhuǎn)子縫隙大處理方法用工具調(diào)整間隙；

　?、泼芊饴馓幚矸椒ǜ鼡Q密封裝置；

　　⑶過濾器網(wǎng)眼堵塞處理方法是更換或者清洗過濾器；

　　其次電機過載的問題解決：

　?、艥櫥筒恍?，這里建議調(diào)換優(yōu)質(zhì)潤滑油；

　?、朴铜h(huán)不轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)動過慢，這里建議進行修理或者更換；

　?、秋L機軸電機對中不良，這里建議重新對中；

　　再次密封磨損問題處理：

　?、琶芊猸h(huán)與軸套同軸度誤差大，解決方法更換磨損的零部件；

　　⑵軸彎曲或雜物進入密封環(huán)，解決方法清除雜物并且進行軸校正；

　?、寝D(zhuǎn)子振動太大或者軸承間隙過大，解決方法就是更換軸承清除變形影響；

　　操作說明

　?、陛斔徒橘|(zhì)的進汽溫度通常不得大于 40℃。

　?、步橘|(zhì)中微粒的含量不得超過 100mg/m3，微粒最大尺寸不得超過最小工作間隙的一半。

　　⒊運轉(zhuǎn)中軸承溫度不得高于 95℃，潤滑油溫度不高于 65℃。

　?、词褂脡毫Σ坏酶哂阢懪粕弦?guī)定的升壓范圍。

　?、盗_茨鼓風機葉輪與機殼、葉輪與側(cè)板、葉輪與葉輪間隙出廠時已調(diào)好，重新裝配時要保證該間隙。

　　⒍羅茨鼓風機運行時，主油箱、副油箱油位必須在油位計兩條紅線之間。

　　基本要求

　　1、鼓風機應符合本標準的規(guī)定，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準的圖樣和技術(shù)文件制造。

　　2、鼓風機的設計、制造及一般技術(shù)性能應符合JB/T、8941.1的規(guī)定。

　　3、鼓風機應在進氣溫度不高于40℃，氣體中固體微粒的含量不大于100mg/`m^3`，微粒最大尺寸不大于鼓風機氣缸內(nèi)各相對運動部件的最小工作間隙之半的條件下正常使用。

　　4、在規(guī)定工作條件下，鼓風機累計無故障運行時間應不少于6000h。

羅茨鼓風機基礎(chǔ)要求：羅茨風機安裝基礎(chǔ)及配管要求

　　2、連接管道之前務必拆除羅茨鼓風機進、出口處的封口紙。

　　3、連接管路前應徹底清除進、出口管道內(nèi)的鐵銹、焊渣、灰塵等雜物，以免進入風機引起嚴重后果，如果羅茨鼓風機卡死，葉輪破損等。

　　3、在羅茨鼓風機管道口上，安裝放空裝置，確保風機開機或者停機時處于空載狀態(tài)。

　　4、泄壓閥須安裝在水平管道上，通過三通垂直安裝，即應保證其軸線與地面垂直。

　　5、逆止閥必須安裝在水平管道上，應使閥片的旋轉(zhuǎn)軸呈水平方向，并特別注意介質(zhì)流向

　　6、逆止閥后應有足夠的空間（直管長度一般為管道直徑的1.5倍），以便于閥門的正常開啟。

羅茨鼓風機基礎(chǔ)要求：羅茨鼓風機的基本結(jié)構(gòu)

　　羅茨鼓風機主要由機殼、墻板、主軸、從動軸、傳動齒輪和同步齒輪及一對8字形葉輪等組成.

　　(1)機殼墻板采用灰口鑄鐵,經(jīng)過特殊熱處理.

　　(2)葉輪采用灰口鑄鐵,經(jīng)過特殊熱處理,葉輪裝配前經(jīng)靜,動平衡調(diào)試完畢

　　(3)主從軸采用45號鋼制造,并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理,主從軸兩端均用滾動軸承支撐,其驅(qū)動端端采用的是可調(diào)軸承,以保證主,從軸在受熱膨脹時沿軸向自由伸展.

　　(4)墻板采用中空全封閉型,在軸承座端部裝有相對的兩道骨架氟橡膠油封以達到封油之目的.

　　(5)兩側(cè)墻板下帶有排油氣絲堵,在正常運行時，可以通過打開絲堵看有無油、氣排出來確定機封是否泄漏，及漏量大小。

　　(6)齒輪采用齒輪轂,齒圈結(jié)構(gòu),采用20Cr經(jīng)過滲碳淬火處理磨齒加工.

　　(7)密封部:采用雙端面機械密封，一個端面密封氣體部分，另一個密封油部分。機封的冷卻及潤滑有外部設置密封液站提供.

羅茨鼓風機基礎(chǔ)要求：羅茨鼓風機選型的基本知識

　　原標題：羅茨鼓風機選型的基本知識

　　一、鼓風機選型的基本知識：

　　1、標準狀態(tài)：指風機的進口處空氣的壓力P=Pa，溫度t=20℃，相對濕度φ=50%的氣體狀態(tài)。

　　2、指定狀態(tài)：指風機特指的進氣狀況。其中包括當?shù)卮髿鈮毫虍數(shù)氐暮０胃叨?，進口氣體的壓力、進口氣體的溫度以及進口氣體的成份和體積百分比濃度。

　　3、鼓風機流量及流量系數(shù)

　　3.1、流量：是指單位時間內(nèi)流過風機進口處的氣體容積。

　　用Q表示，通常單位：m3/h或m3/min。

　　3.2、流量系數(shù)：φ=Q/（900πD22×U2）

　　式中：φ：流量系數(shù) Q：流量，m3/h

　　D2：葉輪直徑，m

　　U2：葉輪外緣線速度，m/s（u2=πD2n/60）

　　4、鼓風機全壓及全壓系數(shù)：

　　4.1、鼓風機全壓：風機出口截面上的總壓與進口截面上的總壓之差。用PtF表示，常用單位：Pa

　　4.2、全壓系數(shù):ψt=KpPtF/ρU22

　　式中, ψt:全壓系數(shù)　 Kp:壓縮性修正系數(shù)　 PtF:風機全壓,Pa 　ρ:風機進口氣體密度,Kg/m^3　u2：葉輪外緣線速度，m/s

　　5、鼓風機動壓：風機出口截面上氣體的動能所表征的壓力，用Pd表示。常用單位：Pa

　　6、鼓風機靜壓：風機的全壓減去風機的動壓，用Pj表示。常用單位：Pa

　　7、鼓風機全壓、靜壓、動壓間的關(guān)系：

　　風機的全壓（PtF）=風機的靜壓（Pj）+風機的動壓（Pd）

　　8、鼓風機進口處氣體的密度：氣體的密度是指單位容積氣體的質(zhì)量，用ρ表示，常用單位：Kg/m3

　　9、鼓風機進口處氣體的密度計算式： ρ=P/RT

　　式中：P：進口處絕對壓力，Pa　R：氣體常數(shù)，J/Kg·K。與氣體的種類及氣體的組成成份有關(guān)。

　　T：進口氣體的開氏溫度，K。與攝氏溫度之間的關(guān)系：T=273+t

　　10、標準狀態(tài)與指定狀態(tài)主要參數(shù)間換算：

　　10.1、流量：ρQ=ρ0Q0

　　10.2、全壓：PtF/ρ=PtF0/ρ0

　　10.3、內(nèi)功率：Ni/ρ=Ni0/ρ0

　　注：式中帶底標“0”的為標準狀態(tài)下的參數(shù)，不帶底標的為指定狀態(tài)下的參數(shù)。

　　11、鼓風機比轉(zhuǎn)速計算式： Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4

　　式中： Ns：風機的比轉(zhuǎn)速，重要的設計參數(shù)，相似風機的比轉(zhuǎn)速均相同。 n：風機主軸轉(zhuǎn)速，r/min

　　Q0：標準狀態(tài)下風機進口處的流量，m3/s　Kp: 壓縮性修正系數(shù) 　PtF0: 標準狀態(tài)下風機全壓,Pa

　　12、壓縮性修正系數(shù)的計算式：

　　Kp=k/（k－1）×[（1+p/P）(k－1)/k－1]×(PtF/P)－1

　　式中:PtF:指定狀態(tài)下風機進口處的絕對壓力,Pa　k:氣體指數(shù),對于空氣,K=1.4

　　13、鼓風機葉輪直徑計算式： D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2

　　式中:D2:葉輪外緣直徑,m　n:主軸轉(zhuǎn)速：r/min　Kp：壓縮性修正系數(shù) 　PtF0：標準狀態(tài)下風機全壓，單位：Pa

　　ρ0：標準狀態(tài)下風機進口處氣體的密度：Kg/m3　ψt：風機的全壓系數(shù)

　　14、管網(wǎng)：是指與鼓風機聯(lián)接在一起的，氣流流經(jīng)的通風管道以及管道上所有附件的總稱。

　　15、管網(wǎng)阻力的計算式：Rj=KQ2

　　式中: Rj:管網(wǎng)靜阻力,Pa

　　K:管網(wǎng)特性系數(shù)與管道長度、附件種類、多少等因素有關(guān)，確定其值的方法通常采用：計算法，類比法和實際測定法。

　　Q：風機的流量，m3/s

　　16、常見壓力單位間的換算關(guān)系：

　　1毫米水柱（mmH2O）=9.807帕(Pa)

　　17、大氣壓力與海撥高度間近似關(guān)系： P=－（9.4～11.2）H

　　式中:P：大氣壓力Pa　H：海撥高度：m

　　二、 選型實例（僅舉一例）

　　為2T/h工業(yè)鍋爐選擇一臺引風機。已知最大負荷時所需風機性能參數(shù)及相應的進氣條件，如下：

　　流量：Q=6800 m3/h ，進口溫度：t1=200℃

　　全壓：PtF=2010 Pa　， 進口絕對壓力P=96000 Pa

　　解：1、每秒鐘流量：Qs=6800/3600=1.89 m3/s

　　2、指定條件下空氣密度：ρ=P/RT=96000/（287×（273+200））=0.707 Kg/m3

　　3、換算為標準狀態(tài)下的全壓： PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa

　　4、選定風機主軸轉(zhuǎn)速：n=2800 r/min

　　5、計算壓縮性修正系數(shù)：

　　Kp=K/（K－1）[（1+PtF/P）((k－1)/k)－1]×(PtF/P)－1

　　=1.4/(1.4－1) ×[(1+2010/96000)(1.4－1)/1.4－1] ×(2010/96000)－1

　　=0.9926

　　6、計算所需風機的比轉(zhuǎn)速：

　　Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4

　　=5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4

　　=48

　　7、選用Y5－48型離心引風機，查得該型風機無因次特性曲線最高效率點參數(shù)為：

　　流量系數(shù)：φ=0.1225　全壓系數(shù)：ψt=0.536　內(nèi)效率:η=0.835

　　8、計算葉輪外徑：

　　D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2

　　=（27/2800）×[0.9926×3412/（2×1.2×0.536 ）]1/2

　　=0.497m

　　選用Y5－48－11№5C引風機

　　9、校核內(nèi)功率：

　　Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW

　　電機容量儲備系數(shù)取為1.3,帶傳動機械效率取0.95,所需功率為:6.15KW

　　選用電機為:7.5KW－2極（型號：Y132S2－2

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