羅茨風(fēng)機 節(jié)能評價值：1、羅茨鼓風(fēng)機基本原理

　　羅茨風(fēng)機在污水處理曝氣設(shè)備中應(yīng)用廣泛，本文從原理到使用維護做一個較詳細(xì)的介紹！

　　羅茨鼓風(fēng)機系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)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(dāng)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(yán)密控制的間隙實現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。

　　1、選型

　　在污水廠鼓風(fēng)機選型時，風(fēng)機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標(biāo)準(zhǔn)進氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風(fēng)機在實際使用中并非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，當(dāng)鼓風(fēng)機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風(fēng)機的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計選型時就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實際使用狀態(tài)將風(fēng)機的性能要求，換算成標(biāo)準(zhǔn)進氣狀態(tài)下的風(fēng)機參數(shù)來選型。

　　2、壓力

　　容積式鼓風(fēng)機排氣壓力的高低并不取決于風(fēng)機本身，而是氣體由鼓風(fēng)機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風(fēng)機具有強制輸氣的特點。鼓風(fēng)機銘牌上標(biāo)出的排氣壓力是風(fēng)機的額定排氣壓力。實際上，鼓風(fēng)機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。

　　對于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對壓力(背壓)為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。（大致就是水深加一米）

　　3、風(fēng)量（需氧量）

　　在計算污水處理的需氧量時，其結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風(fēng)機的使用狀態(tài)不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會發(fā)生變化，鼓風(fēng)機所供應(yīng)的空氣容積流量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是相同的，而所供空氣的質(zhì)量流量將減少，有可能導(dǎo)致供氧量不足。最為簡單的計算方式就是按污水池面積來算 一個平方四個曝氣頭，每個曝氣頭的供氣量0.03m3/min（這里的0.03是取曝氣頭中間值）

　　4、冬季和夏季的區(qū)別

　　鼓風(fēng)機選型應(yīng)關(guān)注鼓風(fēng)機供氣流量的變化規(guī)律對于同一臺鼓風(fēng)機，在冬季和夏季，其容積流量是不會發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會發(fā)生變化，也就是說供氧量會有所不同。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風(fēng)機所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運行的實際測量情況來看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1～3mg/L。

　　因此，在生產(chǎn)運行過程中，需要針對這種變化對設(shè)備進行及時的調(diào)整，使鼓風(fēng)機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應(yīng)。對于羅茨鼓風(fēng)機來說，使用變頻器，通過改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速來調(diào)整供風(fēng)量是很經(jīng)濟實用的。

　　根據(jù)流體力學(xué)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(yīng)減少，也就是它們損失了風(fēng)機的有用功。由于這一切都是在風(fēng)機輸送氣體的過程中發(fā)生的，也就是浪費了風(fēng)機的能量。

　　風(fēng)機工況點是風(fēng)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(fēng)機實際運行時，并非永遠(yuǎn)停留在設(shè)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(fēng)機實際上處于變工況下工作。要想使風(fēng)機的風(fēng)壓或風(fēng)量達(dá)到某一目標(biāo)值，就需要對風(fēng)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(fēng)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(fēng)機采用不同的調(diào)節(jié)方式都可達(dá)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(fēng)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(shè)計流量Q0之比）減少時，功率亦相應(yīng)減少。如當(dāng)Q=0.65 Q0時，所對應(yīng)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(shè)變頻裝置。對于中小容量的變頻調(diào)速建議采用；由于大容量高電壓變頻調(diào)速裝置價格較高，應(yīng)結(jié)合具體情況，綜合比較，決定取舍。總之，既要考慮調(diào)節(jié)性能，也要考慮設(shè)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。

　　羅茨鼓風(fēng)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(yīng)在0,1mm以下。使用升壓時，不得超過鼓風(fēng)機銘牌上所規(guī)定的額定升壓值，由于羅茨鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)特殊，因此在運轉(zhuǎn)要求上同其它的風(fēng)機有許多不同之處，必須注意。

　　啟動

　　羅茨鼓風(fēng)機在啟動開機前應(yīng)作好以下各項準(zhǔn)備工作：

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

　　檢查進風(fēng)口空氣濾清器是否暢通，濾清器進口是否完全打開；

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

　　檢查潤滑油是否良好，型號是否合適，潤滑油層深度應(yīng)達(dá)到規(guī)定油線以上3～5厘米，冷卻水系統(tǒng)是否暢通；

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

　　檢查各部位聯(lián)接是否良好，有無松動；

　　清除周圍雜物，保持風(fēng)機兩米范圍內(nèi)無雜物；

　　檢查電氣部分以及降壓啟動設(shè)備是否完好；

　　檢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(fēng)機開機應(yīng)首先空車運轉(zhuǎn)20～30分鐘，觀察鼓風(fēng)機有無不正常的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)有撞擊或摩擦聲，應(yīng)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(fù)載開機。待風(fēng)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(fēng)口閘閥全部關(guān)閉，也不能在滿載時突然停車。

　　運轉(zhuǎn)

　　當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)后，操作人員應(yīng)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(yīng)立即停機。

　　停機

　　羅茨鼓風(fēng)機的正常停機是首先打開旁通管，進行“放風(fēng)”，待風(fēng)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(yīng)首先考慮打開旁通管，進行“放風(fēng)”

　　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(fēng)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(dǎo)管將進風(fēng)口引入地穴，用另一導(dǎo)管將外界空氣引入地穴。兩根導(dǎo)管盡量踩入地穴底，這樣可以減少很多噪音。

　　羅茨鼓風(fēng)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(yīng)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。空氣濾清器應(yīng)經(jīng)常檢修，進出口閥門，旁通管應(yīng)保持正常良好狀態(tài)。有問題立即修理。

　　故障原因以及處理方法噪音高 1管道堵塞引起壓力升高2皮帶罩安裝不當(dāng)引起的振動3風(fēng)機軸承磨損4風(fēng)機內(nèi)進入灰塵造成研傷5無潤滑劑6V形帶輪松動7三角帶打滑1重新或更換管路2重新裝好皮帶罩3更換新的軸承4拆檢風(fēng)機5補充潤滑油6緊固項絲7調(diào)整皮帶張緊度葉輪與葉輪摩擦1葉輪上有污染雜質(zhì)，造成間隙過小2齒輪磨損,造成側(cè)隙大3齒輪固定不牢，不能保持葉輪同步4軸承磨損致使游隙增大1清除污物，并檢查內(nèi)件有無損壞2調(diào)整齒輪間隙,若齒輪側(cè)隙大于平均值30%～50%應(yīng)更換齒輪3重新裝配齒輪,保持錐度 配合接觸面積達(dá)75%4更換軸承葉輪與墻板機殼的摩擦1安裝間隙不正確；2運轉(zhuǎn)壓力過高，超出規(guī)定值；3運轉(zhuǎn)溫度過高；4機殼或機座變形，風(fēng)機定位失效；5軸承軸向定位不佳。1重新調(diào)整間隙；2查出超載原因，將壓力降到規(guī)定值；3檢查安裝準(zhǔn)確度，減少管道拉力4檢查修復(fù)軸承，并保證游隙。溫度過高1油箱內(nèi)油太多、太稠、大臟；2過濾器或消聲器堵塞；3壓力高于規(guī)定值；4葉輪過度磨損，間隙大；5通風(fēng)不好，室內(nèi)溫度高，造成進口溫度高6運轉(zhuǎn)速度太低，皮帶打滑。1降低油位或挾油；2清除堵物；3降低通過鼓風(fēng)機的壓差；4修復(fù)間隙；5開設(shè)通風(fēng)口，降低室溫；6加大轉(zhuǎn)速，防止皮帶打滑。風(fēng)量不足1進口過濾堵塞；2葉輪磨損，間隙增大得太多；3皮帶打滑；4進口壓力損失大；5管道造成通風(fēng)泄漏。1清除過濾器的灰塵和堵塞物；2修復(fù)間隙；3拉緊皮帶并增加根數(shù)；4調(diào)整進口壓力達(dá)到規(guī)定值；5檢查并修復(fù)管道皮帶破損1超負(fù)荷運轉(zhuǎn)2皮帶打滑3兩皮帶輪不平行1調(diào)整2調(diào)整3調(diào)整漏油或油泄露到機殼中1油箱位大高，由排油口漏出；2密封磨損，造成軸端漏油；3壓力高于規(guī)定值；4墻板和油箱的通風(fēng)口堵塞，造 成油泄漏到機殼中。1 降低油位；2更換密封；3疏通通風(fēng)口，中間腔裝上具有2mm孔徑的旋塞，打開墻板下的旋塞。 異常振動和噪聲立即停車1滾動軸承游隙超過規(guī)定值或軸承座磨損；2齒輪側(cè)隙過大，不對中，固定不緊；3由于外來物和灰塵造成葉輪與葉輪,葉輪與機殼撞擊；4由于過載、軸變形造成葉輪碰撞；5由于過熱造成葉輪與機殼進口處磨擦；6由于積垢或異物使葉輪失去平衡；7地腳螺栓及其他緊固件松動。1更換軸承或軸承座；

　　2重裝齒輪并確保側(cè)隙；3清洗鼓風(fēng)機，檢查機殼是否損壞；4檢查背壓，檢查葉輪是否對中，并調(diào)整好間隙；5檢查過濾器及背壓，加大葉輪與機殼進口處間隙；6清洗葉輪與機殼，確保葉輪工作間隙；7擰緊地腳螺栓并調(diào)平底座。電機超載1與規(guī)定壓力相比，壓差大，即背壓或進口壓力大高；2與設(shè)備要求的流量相比，風(fēng)機流量太大，因而壓力增大；3進口過濾堵塞，出口管道障礙或堵塞；4轉(zhuǎn)動部件相碰和磨擦(卡住)；5油位太高；6窄V型皮帶過熱，振動過大,皮帶輪過小。1降低壓力到規(guī)定值；2將多余氣體放到大氣中或降低鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速；3 清除障礙物；4立即停機，檢查原因；5將油位調(diào)到正確位置；6檢查皮帶張力，換成大直徑的皮帶輪。電機停轉(zhuǎn)1超負(fù)荷2風(fēng)機研傷3電源接線不良4電機內(nèi)部過臟或軸承損壞5電機本身存在質(zhì)量問題1檢查管道系統(tǒng)2檢修3修理4清掃風(fēng)機或者更換軸承5更換電機

羅茨風(fēng)機 節(jié)能評價值：羅茨風(fēng)機變頻改造節(jié)能效益分析

　　原標(biāo)題：羅茨風(fēng)機變頻改造節(jié)能效益分析

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機、水冷羅茨風(fēng)機、油驅(qū)羅茨風(fēng)機、低噪音羅茨風(fēng)機，贏得了市場好評和認(rèn)可。

　　泵與羅茨風(fēng)機是把機械能轉(zhuǎn)換為流體壓力能和動能的通用流體機械，在石化、冶金、電廠中使用非常普遍，例如，在熱電廠中，泵與羅茨風(fēng)機所消耗的電能幾乎占到廠用電的70～80%。提高泵與羅茨風(fēng)機的效率，合理進行節(jié)能技術(shù)改造，是企業(yè)節(jié)能減排的重要途徑。

　　變速調(diào)節(jié)技術(shù)是泵類和羅茨風(fēng)機普遍采用的一項重要的節(jié)能措施，變頻節(jié)能改造節(jié)能效益和節(jié)能量的計算是關(guān)系到項目是否具備改造可行性的關(guān)鍵因素。目前，對變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能效果的分析，多直接運用相似定律，與實測節(jié)能效果存在很大誤差。

　　本文擬分析相似定律的適用范圍，探討切合實際的節(jié)能量計算方法，最后通過相關(guān)改造項目檢驗其準(zhǔn)確性。

　　2 泵與羅茨風(fēng)機的相似定律

　　根據(jù)流體力學(xué)原理，對同一臺泵與羅茨風(fēng)機，相似工況之間的性能參數(shù)關(guān)系為：

　　（1）

　　式中Q為流量;n為轉(zhuǎn)速;H對于泵為揚程，對于羅茨風(fēng)機為壓頭;N為功率。

　　如圖1，A1點的流量和揚程己知為QA1和HA1，任一與A1點相似的工況點參數(shù)為Q和H，則：

　　（2）

　　顯然這是一條過原點的拋物線，稱為相似曲線，與A1相似的工況全在這條線上。

　　相似定律的前提是調(diào)節(jié)前后工況必須相似，但泵運行時，大多存在靜揚程或背壓。此時，兩種轉(zhuǎn)速下的工況點不直接滿足相似定律。如圖1所示，管路特性曲線為h=hp+SQ2，原工況為A1，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為n1。轉(zhuǎn)速改變?yōu)閚2之后，泵與羅茨風(fēng)機的工況點為E2，而轉(zhuǎn)速為n2時，與A1所對應(yīng)的相似工況為A2，顯然A2≠ E2。

　　該負(fù)荷下的節(jié)能率通過計算可表示為：

　　（3）

　　該方法在計算節(jié)能量時要知道泵與羅茨風(fēng)機的性能曲線、管路特性曲線，但這些數(shù)據(jù)在現(xiàn)場很難得到，因此，在實際改造項目中難以采用。

　　4 基于額定流量和額定功率的計算法

　　對羅茨風(fēng)機、水泵原采用閥門、擋板進行節(jié)流調(diào)節(jié)，后采用變頻調(diào)節(jié)，《泵與羅茨風(fēng)機節(jié)能技術(shù)》給出了一個節(jié)能量計算公式：

　　（4）

　　式中：PL、Q為水泵、羅茨風(fēng)機采用擋板調(diào)節(jié)流量時的電機輸入功率和流量;Pe為水泵、羅茨風(fēng)機額定功率，kW;Qe為水泵、羅茨風(fēng)機額定流量，m3/s。

　　當(dāng)流量的調(diào)節(jié)范圍在（0.5-1）Qe時，電機變頻調(diào)節(jié)相比節(jié)流調(diào)節(jié)的節(jié)電率k為：

　　（5）

　　式中ηb為調(diào)速機構(gòu)效率。

　　將式（4）帶入式（5），即可得到基于電機功率PL、Pe的變頻調(diào)速相對于節(jié)流調(diào)節(jié)的節(jié)電率計算公式：

　　（8）

　　5 實例計算

　　某熱電公司一次羅茨鼓風(fēng)機參數(shù)為：額定風(fēng)量m?/h，電機額定功率2400kW，風(fēng)門開度30～40%。

　　5.1 節(jié)電量計算

　　風(fēng)門開度為30%，羅茨風(fēng)機運行電流為107A，電機的功率為：

　　PL=1.732×10000×107×0.88=1630.85 kW;

　　羅茨風(fēng)機的額定功率與電機的額定功率差別較大，因為在設(shè)計時電機一般會根據(jù)軸功率考慮1.05～1.30的安全系數(shù)確定，所以用電機的額定功率除以安全系數(shù)作為風(fēng)門全開時的軸功率，這里取安全系數(shù)為1.25，則：Pe=2400/1.25=1920 kW

　　將PL和Pe帶入式（3-13），節(jié)電率為： k=27.14%。

　　節(jié)電量： ΔP=PL×k=1630.85 ×27.14%=442.61 kW

　　羅茨風(fēng)機在不同風(fēng)門開度下的節(jié)電情況統(tǒng)計如表1。

　　5.2 節(jié)電量計算結(jié)果驗證

　　表2和表3分別為工頻和變頻的實際抄表數(shù)值及平均每小時耗電量。

　　變頻后實際節(jié)電率=（1494-1162）/1494=22.22%

　　由實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算一次羅茨風(fēng)機變頻后的節(jié)電率為22.22%，與理論節(jié)能量計算結(jié)果（23.14%）大致相符，證明所提出的節(jié)能量計算方法是適用的。

　　6 總結(jié)

　　本文研究了泵與羅茨鼓風(fēng)機相似定律的適用性，提出了適用于實際項目節(jié)能評價的計算方法，并對項目實施后的節(jié)能情況進行統(tǒng)計，初步驗證了計算方法的可靠性，還需在后續(xù)類似項目中進一步驗證。

　　：

羅茨風(fēng)機 節(jié)能評價值：羅茨風(fēng)機的變頻改造節(jié)能分析

　　300MW抽氣凝汽式汽輪機組凝結(jié)水泵變頻改造 荊永昌;袁波;郭雷;

　　凝結(jié)泵變頻改造節(jié)能效果分析 鄭濤;范曉英;王耀坤;

　　凝結(jié)水泵變頻改造后的運行分析 梁永忠;解曉輝;

　　變頻器在瓦斯發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用 宋蘇輝;

　　供水泵房電機變頻改造應(yīng)用研究 何文華;

　　循環(huán)冷卻水離心泵變頻改造 張愛榮;惠化周;靳軍;

　　礦井主通風(fēng)機變頻改造節(jié)能效果分析及應(yīng)用 盛團秀;

　　選礦車間高壓環(huán)水泵變頻改造效益分析 張永德;張國彬;

　　600MW火電機組增壓風(fēng)機變頻改造 王旻;趙寒冰;

　　冷凍水泵變頻改造中的節(jié)能評價 靳映輝;譚春江;

　　熱電廠鍋爐給水系統(tǒng)變頻改造及節(jié)能分析 王躍;宮先太;張子敏;蔣瑞燕;

　　10t/h燃?xì)庹羝仩t風(fēng)機水泵變頻改造 趙建國;馬英力;王海燕;

　　ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在煤山眾勝水泥風(fēng)機變頻改造節(jié)能總結(jié) 楊忠林;付金建;

　　柳電公司#1、#2爐給粉機變頻改造 李啟鵬;

　　國產(chǎn)高壓變頻器在鍋爐引風(fēng)機上的應(yīng)用 宋暉;

　　凝結(jié)水泵變頻改造調(diào)試與節(jié)能潛力挖掘 張寶;

　　英威騰高壓變頻器在新疆南崗水泥廠窯尾風(fēng)機的節(jié)能改造 李明光;

　　柳電公司#1、2爐給粉機變頻改造 李啟鵬;

　　變頻調(diào)速技術(shù)在鋼廠的節(jié)能應(yīng)用 吳曉盼;郭慶華;諶金輝;梁超;

　　10kV高壓電動機系統(tǒng)的380V低壓改造 王榮東;祝張發(fā);柯盛穩(wěn);

　　公司主要設(shè)備進行變頻改造的可行性分析 郭勝利

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羅茨風(fēng)機 節(jié)能評價值：羅茨風(fēng)機知識大總結(jié)

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認(rèn)可。此類產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　羅茨風(fēng)機，英文名Roots blower，系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)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(fēng)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。

　　基本原理

　　羅茨風(fēng)機系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)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(dāng)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(yán)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(dāng)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。羅茨風(fēng)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(dá)2.1，可以多級串聯(lián)使用。

　　主要介質(zhì)

　　羅茨風(fēng)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(yīng)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，羅茨風(fēng)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)

　　羅茨風(fēng)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(fēng)機的區(qū)別比較大：

　　⒈工作原理不同，離心風(fēng)機用的是曲線風(fēng)葉，靠離心力將氣體甩到機殼處，而羅茨風(fēng)機用的是兩個8字形的風(fēng)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(fēng)機的出氣壓力比較高，而離心風(fēng)機比較小。

　　⒊風(fēng)量不同，一般羅茨風(fēng)機用在風(fēng)量要求不大但壓力要求較高的地方，而離心風(fēng)機用在壓力要求低，風(fēng)量要求大的地方。

　　⒋制造精度不一樣，羅茨風(fēng)機要求的精度很高，對裝配要求也很嚴(yán)，而離心風(fēng)機比較松。

　　運行調(diào)節(jié)

　　根據(jù)流體力學(xué)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(yīng)減少，也就是它們損失了風(fēng)機的有用功。由于這一切都是在風(fēng)機輸送氣體的過程中發(fā)生的，也就是浪費了風(fēng)機的能量。

　　風(fēng)機工況點是風(fēng)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(fēng)機實際運行時，并非永遠(yuǎn)停留在設(shè)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(fēng)機實際上處于變工況下工作。要想使風(fēng)機的風(fēng)壓或風(fēng)量達(dá)到某一目標(biāo)值，就需要對風(fēng)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(fēng)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(fēng)機采用不同的調(diào)節(jié)方式都可達(dá)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。

　　⑴對于鼓風(fēng)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(shè)計流量Q0之比）減少時，功率亦相應(yīng)減少。如當(dāng)Q=0.65 Q0時，所對應(yīng)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。

　　⑵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）。

　　⑶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。

　　⑷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(shè)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(yīng)結(jié)合具體情況，綜合比較，決定取舍。總之，既要考慮調(diào)節(jié)性能，也要考慮設(shè)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

　　羅茨風(fēng)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/m?，微粒的最大尺寸應(yīng)在0,1mm以下。使用升壓時，不得超過鼓風(fēng)機銘牌上所規(guī)定的額定升壓值，由于羅茨風(fēng)機結(jié)構(gòu)特殊，因此在運轉(zhuǎn)要求上同其它的風(fēng)機有許多不同之處，必須注意。

　　啟動

　　羅茨風(fēng)機在啟動開機前應(yīng)作好以下各項準(zhǔn)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(fēng)口空氣濾清器是否暢通，濾清器進口是否完全打開；

　　⑶檢查管道、閥門、消聲器、空氣濾清器支撐是否穩(wěn)固，不得有負(fù)荷力加在機殼上；

　　⑷檢查潤滑油是否良好，型號是否合適，潤滑油層深度應(yīng)達(dá)到規(guī)定油線以上3～5厘米，冷卻水系統(tǒng)是否暢通；

　　⑸撥動聯(lián)軸器、檢查葉輪轉(zhuǎn)運是否靈適，有無摩擦碰撞；

　　⑹檢查各部位聯(lián)接是否良好，有無松動；

　　⑺清除周圍雜物，保持風(fēng)機兩米范圍內(nèi)無雜物；

　　⑻檢查電氣部分以及降壓啟動設(shè)備是否完好；

　　⑼檢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。羅茨風(fēng)機開機應(yīng)首先空車運轉(zhuǎn)20～30分鐘，觀察鼓風(fēng)機有無不正常的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)有撞擊或摩擦聲，應(yīng)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(fù)載開機。待風(fēng)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(fēng)口閘閥全部關(guān)閉，也不能在滿載時突然停車。

　　運轉(zhuǎn)

　　當(dāng)羅茨風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)后，操作工應(yīng)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(yīng)立即停機。

　　停機

　　羅茨風(fēng)機的正常停機是首先打開旁通管，進行“放風(fēng)”，待風(fēng)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(yīng)首先考慮打開旁通管，進行“放風(fēng)”

　　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。羅茨風(fēng)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4～5m?；的地穴，地穴上蓋封好，用一根導(dǎo)管將進風(fēng)口引入地穴，用另一導(dǎo)管將外界空氣引入地穴。兩根導(dǎo)管盡量踩入地穴底，這樣可以減少很多噪音。

　　羅茨風(fēng)機的調(diào)節(jié)方法有兩種，一種是放風(fēng)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(fēng)機的風(fēng)壓、風(fēng)量，就是把鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速加快。但是應(yīng)該注意的是，增加轉(zhuǎn)速要考慮機械設(shè)備的機械強度，不能增加很大，一般轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過銘牌的15%。轉(zhuǎn)速增大往往還要更換較大的電機。

　　羅茨風(fēng)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(yīng)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。空氣濾清器應(yīng)經(jīng)常檢修，進出口閥門，旁通管應(yīng)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(fēng)量不足處理

　　⑴轉(zhuǎn)子縫隙大處理方法用工具調(diào)整間隙；

　　⑵密封漏氣處理方法更換密封裝置；

　　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：

　　⑴潤滑油不行，這里建議調(diào)換優(yōu)質(zhì)潤滑油；

　　⑵油環(huán)不轉(zhuǎn)或者轉(zhuǎn)動過慢，這里建議進行修理或者更換；

　　⑶風(fēng)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：

　　⑴密封環(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；

　　⑶轉(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

　　⒈輸送介質(zhì)的進汽溫度通常不得大于 40℃。

　　⒉介質(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℃。

　　⒋使用壓力不得高于銘牌上規(guī)定的升壓范圍。

　　⒌羅茨風(fēng)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羅茨風(fēng)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(fēng)機應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣和技術(shù)文件制造。

　　2、羅茨鼓風(fēng)機的設(shè)計、制造及一般技術(shù)性能應(yīng)符合JB/T、8941.1的規(guī)定。

　　3、羅茨鼓風(fēng)機應(yīng)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(fēng)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(fēng)機累計無故障運行時間應(yīng)不少于6000h。

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