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羅茨風(fēng)機(jī)工況參數(shù)的確定：

作為選用羅茨鼓風(fēng)機(jī)的先決條件，首先應(yīng)通過計(jì)算或類比的方法,確定系統(tǒng)對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)流量和升壓的要求。

1.計(jì)算法

(1)流量。為了適應(yīng)發(fā)展的需要,設(shè)計(jì)工藝系統(tǒng)時(shí)通常留有一定的富余能力。選擇鼓風(fēng)機(jī)時(shí),應(yīng)按系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求達(dá)到的能力確定鼓風(fēng)機(jī)的流量,使之與系統(tǒng)中其他設(shè)備的能力相匹配?？紤]漏風(fēng)損失的影響，流量應(yīng)有一定的裕度,鼓風(fēng)機(jī)的流量一般為系統(tǒng)所需流量的1.1~1.25倍。另外，如果生產(chǎn)過程中流量是變化的,工藝上給出的流量有正常、最小和最大三種數(shù)值,選型時(shí)應(yīng)以最大流量為依據(jù)。

(2)升壓。作為強(qiáng)制鼓風(fēng)機(jī)械,羅茨鼓風(fēng)機(jī)的升壓總是與所在系統(tǒng)的壓力降相平衡?？紤]到工藝設(shè)計(jì)中壓力降的計(jì)算比較復(fù)雜,為保守起見，確定鼓風(fēng)機(jī)的升壓時(shí)應(yīng)留有一定的余量，一般為系統(tǒng)壓力降的1.05~1.15倍。如果系統(tǒng)壓力降在生產(chǎn)過程中經(jīng)常變化,須以最大壓力降為依據(jù),確定鼓風(fēng)機(jī)的升壓。

2.類比法

參照現(xiàn)有同類系統(tǒng)的配置情況,或者按同類裝置進(jìn)行類比、推算,也是確定鼓風(fēng)機(jī)工況參數(shù)的一種常用方法。

羅茨風(fēng)機(jī)機(jī)型的選擇：

1.羅茨鼓風(fēng)機(jī)的型號(hào)

機(jī)型有廣義和狹義兩種范疇。廣義理解,機(jī)型指鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。狹義理解,機(jī)型指具體的產(chǎn)品型號(hào)及性能規(guī)格。其中,型號(hào)是一組反映產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征的代號(hào),性能規(guī)格主要指鼓風(fēng)機(jī)的流量和壓力。

2.型號(hào)的選擇

對(duì)于一種用途,能夠滿足流量與壓力要求的鼓風(fēng)機(jī)往往不止一種型號(hào)。選擇的原則,一是適用,二是經(jīng)濟(jì)。從適用性角度講,除壓力、流量必須滿足要求之外，還應(yīng)考慮產(chǎn)品使用的可靠性,如耐腐蝕性能、耐磨性能和密封性能等。從經(jīng)濟(jì)性考慮,在多種可供選用的機(jī)型中,應(yīng)根據(jù)高效節(jié)能、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉等要求，或側(cè)重其中某項(xiàng)要求進(jìn)行選擇。

對(duì)于同樣的流量,既可選用尺寸較小的機(jī)型,以較高的轉(zhuǎn)速來達(dá)到，也可采用較大的機(jī)型，以較低的轉(zhuǎn)速來滿足。前者體積小、重量輕、效率高，但對(duì)振動(dòng)、噪聲及使用壽命有不利的影響;后者運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)、噪聲較低、使用壽命相對(duì)較長(zhǎng),但體積和重量比較大,造價(jià)相對(duì)較高。若側(cè)重經(jīng)濟(jì)性考慮,可選用轉(zhuǎn)速較高的小機(jī)型;若側(cè)重平穩(wěn)性考慮,可選用轉(zhuǎn)速較低的大機(jī)型。

對(duì)于同樣的性能要求,既可選用直聯(lián)傳動(dòng),也可選擇帶聯(lián)傳動(dòng);既可選用密集型成套機(jī)組，也可采用普通成組方式等。一般說來，輸送易燃、易爆氣體時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用直聯(lián)傳動(dòng),如果采用帶聯(lián)傳動(dòng)則必須使用防靜電皮帶。輸送含塵氣體時(shí)可選擇帶聯(lián)傳動(dòng),即使轉(zhuǎn)子間隙因粉塵磨損而增大,也可通過更換皮帶輪,在一定范圍內(nèi)對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整。從選型及安裝簡(jiǎn)便的意義上講,最好是選用密集型成套機(jī)組,但出于維修方便的考慮,大多數(shù)場(chǎng)合還是選用普通成組方式。

對(duì)于特定的壓力和流量,可能幾個(gè)廠家的產(chǎn)品都能滿足要求。但不同的廠家,產(chǎn)品質(zhì)量、銷售價(jià)格及服務(wù)水平可能有所不同。就產(chǎn)品質(zhì)量而言,除了流量和壓力兩項(xiàng)指標(biāo)之外,還有軸功率(或比功率)大小，產(chǎn)品制造精度(如同步齒輪精度)高低,密封性能好壞,噪聲值大小等,選型時(shí)應(yīng)對(duì)多種因素綜合比較。在價(jià)格合理的情況下,最好選用質(zhì)量較好、效率較高的產(chǎn)品,相對(duì)而言,其運(yùn)行費(fèi)用較低,產(chǎn)出效益較高，使用壽命也比較長(zhǎng)。

3.材料的選用

常規(guī)產(chǎn)品都是以輸送空氣為目的設(shè)計(jì)的。因此，作空氣鼓風(fēng)機(jī)使用時(shí),一般不需要考慮材質(zhì)問題。但除空氣之外,有些氣體不宜與某些材料相接觸,選用時(shí)應(yīng)對(duì)零部件的材料特性作必要的考慮。

例如,輸送氮?dú)鈺r(shí),與之接觸的零件不宜使用銅質(zhì)材料。輸送氧氣、氯氣時(shí),與之接觸的零件不宜使用鋁合金材料。輸送氫氣、二氧化硫及乙炔時(shí)，與之接觸的零件不宜使用鋁合金材料和銅質(zhì)材料。輸送濕性氯化氫時(shí),與之接觸的零件不宜使用碳素鋼、鋁合金及銅質(zhì)材料。輸送濕性硫化氫時(shí),與之接觸的零件不宜使用碳素鋼、灰鑄鐵及銅質(zhì)材料等。

某些情況下,主氣流不一定有腐蝕作用,但雜質(zhì)的影響不可忽略。例如,輸送干燥的純氯氣和輸送含有百分之五水分的氯氣,情況就大不一樣;輸送干性二氧化碳時(shí)可以使用銅質(zhì)材料,輸送濕性二氧化碳則不行。

有時(shí),主要零部件按常規(guī)選材不會(huì)有問題,但一些細(xì)微因素的影響也不容忽視。例如，輸送乙炔時(shí),葉輪、機(jī)殼及墻板等主要零部件仍可采用鑄鐵材料制造,但是軸承不得像通常那樣使用銅質(zhì)和鋁質(zhì)保持架(除非它不與乙炔接觸)。

4.密封型式的選擇

鼓風(fēng)機(jī)的密封型式,有迷宮密封、漲圈密封、填料密封、機(jī)械密封及骨架油封組等多種密封型式。一般而言,不同的密封型式,有不同的密封效果和不同的適用特性。對(duì)于不同的介質(zhì),特別是易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的氣體和稀有、貴重氣體,必須按照密封有效和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，合理選擇密封型式。

輸送空氣的鼓風(fēng)機(jī),對(duì)外泄漏量的限制不是太嚴(yán)，可以選用迷宮密封。如果選用填料密封、漲圈密封或機(jī)械密封,制造成本高，維護(hù)及維修也比較麻煩，經(jīng)濟(jì)上不合算。

對(duì)于以氮?dú)鉃榻橘|(zhì)作氣力輸送的鼓風(fēng)機(jī),為了防止粉粒料通過軸端間隙外漏,或阻止空氣混入輸送系統(tǒng),可選用“閉式墻板●充氣迷宮”的密封型式。此時(shí),四個(gè)軸端部位各設(shè)一組充氣迷宮,工作時(shí)將壓力較高的氮?dú)獬淙朊詫m中段,墻板內(nèi)腔與氮?dú)饣厥障到y(tǒng)連通。

輸送瓦斯的鼓風(fēng)機(jī),不允許瓦斯進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng),否則會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油(或潤(rùn)滑脂)產(chǎn)生稀釋作用?？蛇x用“開式墻板●填料密封”的密封型式,在四個(gè)軸端部位各設(shè)一組填料密封，使機(jī)殼內(nèi)的介質(zhì)與齒輪、軸承及其潤(rùn)滑系統(tǒng)完全隔離開來。

輸送二氧化硫和煤氣的鼓風(fēng)機(jī)，可選用“開式墻板●梳齒迷宮”或“開式墻板●骨架油封組”的密封型式,在四個(gè)軸端部位各設(shè)置一組梳齒迷宮或骨架油封組。使用梳齒迷宮時(shí)，可利用抽氣管將漏入迷宮的氣體引回鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口。

輸送氦氣、氬氣等稀有氣體以及甲烷氫氣等易燃易爆氣體時(shí),為控制其外泄漏量,可選用“閉式墻板●單機(jī)械密封”的密封型式,在軸伸部位設(shè)置一組機(jī)械密封。

輸送乙炔、液化石油氣時(shí),為控制其外泄漏量,可選用“閉式墻板.四機(jī)械密封”的密封型式，在四個(gè)軸承座尾部各設(shè)一組機(jī)械密封,并借助軸承潤(rùn)滑油對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。

輸送氧氣等忌油介質(zhì)時(shí),可選用“開式墻板.四機(jī)械密封”的密封型式,在四個(gè)軸端部位各設(shè)一組機(jī)械密封,確保軸承、齒輪的潤(rùn)滑油不進(jìn)入機(jī)殼。

羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇：

1.電機(jī)類型的選擇

電機(jī)類型比較多。鼓風(fēng)機(jī)一般配用三相鼠籠型異步電機(jī),按使用環(huán)境分為以下幾種情況:

(1)在室內(nèi)使用時(shí),可以選配Y系列和JS系列等一般用途的三相異步電機(jī),其中Y系列為國(guó)家推廣的節(jié)能產(chǎn)品。

(2)對(duì)于石油、化工及制藥等部門在戶外使用的產(chǎn)品,以及室內(nèi)環(huán)境中存在一定腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)所,可以選配Y-F防腐蝕型、Y-W戶外型或Y-WF戶外防腐蝕型三相異步電機(jī)。

(3)在石油、化工及煤礦等有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所,可以選用防爆電機(jī),如YA防爆安全型、YB隔爆型和YF防爆充氣型電機(jī)。

2.電壓和頻率的選擇

(1)電壓的選擇。對(duì)電機(jī)額定電壓的選擇,取決于電力系統(tǒng)對(duì)使用單位的供電電壓。三相異步電機(jī)的額定線電壓有380V、3kV、6kV及10kV等幾種規(guī)格。一般,電機(jī)額定功率小于220kW時(shí),可用380V電壓;額定功率大于或等于220kW時(shí),可用6kV.10kV電壓;額定功率大于或等于100kW時(shí),可用3kV電壓。

(2)頻率的選擇。國(guó)內(nèi)使用的工頻供電頻率為50Hz。出口有要求時(shí),也可選配頻率為60Hz的電機(jī)。

3.電機(jī)功率的選擇

電機(jī)的功率不必過大,也不能過小。如果功率選得過大,不能充分利用和發(fā)揮電機(jī)的效率,不僅增加了電機(jī)的購(gòu)置費(fèi)用,而且電機(jī)在輕載時(shí)效率變得很低，運(yùn)行費(fèi)用也不合算。但如果功率選得過小，電機(jī)長(zhǎng)期超載運(yùn)行,又會(huì)發(fā)熱,縮短壽命,甚至燒毀。

電機(jī)功率可按下式計(jì)算:

Ne= Ke●Nsh (kW)

式中Nsh----- 鼓風(fēng)機(jī)的軸功率, kW;

Ne-----------電機(jī)功率,kW;

Ke-----------余量系數(shù),Ke =1.05~ 1.25。采用機(jī)械密封、填料密封時(shí),取較大的值。

由式得出的功率Ne,為電機(jī)應(yīng)當(dāng)具有的功率。實(shí)際上,電機(jī)的額定功率是按標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)的,不可以任意選定。如果計(jì)算功率Ne與電機(jī)額定功率數(shù)值不符,選擇電機(jī)時(shí)須往上一個(gè)功率級(jí)靠。

4.電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇

電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇,與鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)方式有很大關(guān)系。①采用直聯(lián)傳動(dòng)時(shí),鼓風(fēng)機(jī)與電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇余地不大。②對(duì)于帶聯(lián)傳動(dòng),由于電機(jī)功率一定時(shí)，轉(zhuǎn)速愈低,其體積愈大,價(jià)格愈貴,相對(duì)而言效率也愈低,因此鼓風(fēng)機(jī)大多采用減速傳動(dòng)。

5.電機(jī)防護(hù)等級(jí)的選擇

電機(jī)外殼防護(hù)型式有IP23、IP44及IP54等幾種類型。

 

羅茨風(fēng)機(jī)選型步驟：

1.列出條件與要求

(1)用途:鼓風(fēng)機(jī)在流程中的位置和作用,區(qū)別鼓風(fēng)用途與真空用途。

(2)氣體性質(zhì):名稱,分子量,有無毒性、腐蝕性和爆炸性,混合氣體的組成比，含塵情況等。

(3)工況參數(shù):進(jìn)氣溫度,進(jìn)氣壓力，升壓(排氣壓力或真空度),流量,以及對(duì)排氣溫度和噪聲的允許限值等。

(4)環(huán)境狀況:安裝場(chǎng)所(戶外或室內(nèi),地面或樓板上),當(dāng)?shù)卮髿鈮?、溫度和濕度等?/span>

(5)公用條件:供水、供電(包括電源電壓)等情況。

(6)其他:①變工況運(yùn)行:壓力或流量調(diào)節(jié)要求;②運(yùn)轉(zhuǎn)狀況:連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,或間斷運(yùn)行頻度;③涂漆(包括顏色)、包裝、運(yùn)輸?shù)确矫娴囊蟆?/span>

2.選型計(jì)算

(1)根據(jù)使用要求,選定鼓風(fēng)機(jī)的材質(zhì)和密封型式,初步選定產(chǎn)品型號(hào)及規(guī)格。

(2)核算初選產(chǎn)品在規(guī)定工況下的性能參數(shù),包括流量、軸功率及排氣溫度等。

(3)選定鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)規(guī)格之后,確定原動(dòng)機(jī)(電機(jī))及傳動(dòng)方式，選擇配套附件。

3.列出選型清單

(1)鼓風(fēng)機(jī):①型號(hào):口徑,材質(zhì)和密封型式等;②性能參數(shù):流量,升壓(或真空度),轉(zhuǎn)速和軸功率等。

(2)電機(jī):電壓,功率，極數(shù)(或轉(zhuǎn)速),防護(hù)等級(jí)和絕緣等級(jí)等。

(3)傳動(dòng)方式:直聯(lián),帶聯(lián)(是否為防靜電皮帶) ,或其他傳動(dòng)方式。

(4)配套附件:消聲器,過濾器,彈性接頭,安全閥,逆止閥,隔聲罩,起動(dòng)柜的型號(hào)規(guī)格等。

羅茨風(fēng)機(jī)的流量換算：

(1)不同狀態(tài)下的流量換算。

①基準(zhǔn)狀態(tài)與進(jìn)氣狀態(tài)下的流量換算。工藝流程中的流量,通常以基準(zhǔn)狀態(tài)(溫度0C,壓

力101 .325kPa)下的數(shù)值Q:(Nm2/min)表示?？砂聪率綄N換算成實(shí)際進(jìn)氣狀態(tài)下的流量:

Qs= QN●273 + ts/273●101.325/101.325+ps (m³/min)

式中 ts為進(jìn)氣溫度,℃;Ps為進(jìn)氣壓力(表壓) ,kPa。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)的樣本流量,通常為標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)(即20℃,101.325kPa,相對(duì)濕度為50%的空氣狀態(tài))下的流量。不考慮濕度的影響,可按下式將Qn換算成標(biāo)準(zhǔn)吸人狀態(tài)下的流量:

Qs = 1.07326Qn (m3 /min)

②進(jìn)、排氣狀態(tài)下的流量換算公式為:

Qs=Qd●273+ ts/273+td●101 .325 + Pd/101.325+ Ps(m³ /min)

式中 td為排氣溫度,℃; Pd為排氣表壓, kPa; Qd為排氣流量,m³/min。

(2)不同工況下的流量換算。實(shí)際工況與樣本工況可能存在以下差異:介質(zhì)不是空氣,進(jìn)

氣溫度≠20℃,壓力比及轉(zhuǎn)速與樣本值不符。差異較大時(shí),應(yīng)進(jìn)行流量換算。

①實(shí)際轉(zhuǎn)速下的理論流量為:

Qth = Qtha●n/na (m³/min)

式中 n為實(shí)際轉(zhuǎn)速,r/min; na為樣本工況的轉(zhuǎn)速,r/min;Qtha為樣本轉(zhuǎn)速下的理論流量,m³/min。

②樣本工況下的泄漏流量為:

Qba= Qtha- Q5a(m³ /min)

式中 Q5a為樣本工況下的“實(shí)際流量”,m³ /min。

③實(shí)際工況下的泄漏流量為:

Qb=Qba根號(hào)下273+ ts/293. 29/M.ε- 1/εa- 1(m3 /min)

式中 ts為實(shí)際進(jìn)氣溫度,℃; M為氣體分子量,空氣M = 29; ε為實(shí)際壓力比;εa為

樣本工況下的壓力比。

④實(shí)際流量為:

Qs=Qth-Qb( m³ /min)；

羅茨風(fēng)機(jī)選型示例：

(1)流量以基準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值Qn(Nm3 /min)表示時(shí),不可直接引用產(chǎn)品樣本上的參數(shù)。

例：進(jìn)氣口處于標(biāo)準(zhǔn)吸人狀態(tài),升壓為49kPa,要求流量為7.90Nm3 /min。對(duì)流量作保

守考慮,請(qǐng)選擇羅茨鼓風(fēng)機(jī)。

①將基準(zhǔn)狀態(tài)下的流量Qn換算成標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)下的流量:

Qs= 1.07326Qn = 1.07326X 7.90 = 8.48 (m3 /min)

②作保守考慮，鼓風(fēng)機(jī)的樣本流量應(yīng)不小于:

Qs.l= Qs/(1 - 5%) = 8.48/(1 - 5%)=8.93 (m³/min)

③初選DSR125 型鼓風(fēng)機(jī)

④樣本工況下的泄漏流量為:

Qba= Qtha- Q5a= 11.02-8.25 = 2.77 (m3 /min)

⑤為確保流量Qs.l=8.93m³/min,所需的理論流量為:

Qth=Qs.l+Qba=8.93+2.77=11.70(m3/min)；

實(shí)際選型結(jié)果為：DSR125，風(fēng)量Qs為8.48m³/min，升壓49KPa，功率15KW

 

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