罗茨鼓风机转速与排气温度之间的关系

维普资讯 http://www.cqvip.com 罗茨鼓风机转速与排气温度之间的关系　李　宁　摘要ＳＲＥ－１５０型罗茨鼓风机转速与排气温度之间的关系。转速低是造成风机容积效率下降、内循环加热作用增强，最终导致　排气温度上升的主要原因。用图表说明相互影响的程度与趋势，提出使用建议。　关键词罗茨鼓风机排气温度变频器　中图分类号ＴＨ４４４　文献标识码Ｂ　一、简介　量。　ＳＲＥ一１５０型罗茨鼓风机为三叶空冷式风机，电动机与风机　三、影响罗茨鼓风机排气温度的因素分析　之间皮带传动，电动机采用变频器调速。额定功率７５ｋＷ、转速　空气压缩机，因气体在输送的过程中被压缩而造成气体温　９７０ｒ／ｍｉｎ、排气量２６．８ｍ３／ｍｉｎ、进气压力１０１，３ｋＰａ、额定升压　度上升，表现为排气口的气体温度高于进气口气体的温度。罗茨　９８ｋＰａ、进气温度＜４０￣Ｃ。　鼓风机也是如此。将鼓风机排气口的气体的温度定义为风机的　运行时，变频器输出频率控制在３０—３５Ｈｚ之间。运行中发　排气温度ｔ　．进气口的气体温度定义为风机的进气温度ｔ　。则气体　现，机房内的温度在３５℃以上时，风机的排气温度达到１９０￣Ｃ，　的温升可表示为　。。一般而言，进气温度是随环境温度的变　最高到２００￣Ｃ，出口处油漆已烤焦。　化而变化的，但变化不大，而温升　越大，说明排气温度越高。　二、罗茨鼓风机的理论流量　罗茨鼓风机排气温度ｔ　的计算公式：　罗茨鼓风机的理论流量Ｑ的计算公式：　Ｑ＝２ｎＺＶ，ｍ３／ｍｉｎ　（１）　ｔｊ＝Ｔｊ一２７３－－Ｔ＝　（１－＋　．）一２７３－－Ｔ，ｏＣ（２）　７／　式中ｎ——罗茨鼓风机转速，ｒ／ｍｉｎ　式中矿一罗茨鼓风机容积效率　ｚ一罗茨鼓风机叶轮头数，此例取Ｚ＝３　｜ｉ｝——气体绝热指数，对于空气取１，４　——罗茨鼓风机基元容积，ｍ３　ｒ一因风机向环境散热造成的排气温度的下降值，一般　对于一台确定的罗茨鼓风机，由于叶轮头数和基元容积都　取５　２０℃，本文　ｒ＝１０℃　已经固定，其理论流量的大小，只取决于实际转速ｎ的大小。　——鼓风机的压力比，ｓ＝　，此例ｓ＝１．９６７　也可以认为，对应风机的每一个转速都有一个相应的理论流　Ｐ厂鼓风机排气压力，Ｐａ，额定工况时Ｐｄ＝１９９３２５Ｐａ　电压、强电流环境中安全可靠工作的专用起重机。　到安全使用的要求。如深圳市龙岗区某电镀厂在酸洗车间选用　触电事故是起重机事故类型中的一种主要形式，往往又以　便宜的普通起重机代替较贵的防腐起重机，导致设备投入使用　作业中发生连电触电事故为最甚。如起重机在吊装金属构件进　不到两年，就无法继续安全使用了。期间，厂家还投入了大量的　行焊接作业时，往往会因为焊接电流与工件、吊具以至于起重机　维修费用，得不偿失。　发生连电，出现损伤钢丝绳等机件或伤害起重机操作人员。特别　检验单位的检验员在检验时，应加强对关键部位腐蚀情况　是有色金属冶炼、电解铜、电镀等作业，与高电压、强电流环境息　的监测和防腐措施有效性的评价。　息相关。用吊钩等吊具，吊运高压电极或吊钩有可能接触到高压　六、小结　电源时，就会发生重大人身或设备事故。因此，必须对起重机有　国家有关部门对特种起重机设计、制造、安装、使用、维修、　关部位，从安全技术上采取多层次的绝缘措施。要特别注意在高　检验的规定，大都散见于各个专业标准之中，没有对其进行分门　电压、强电流工作环境中，必须选用绝缘起重机。　别类的集中规定。国家对通用起重机的检验，制定了统一的《起　检验单位的检验员在检验绝缘起重机时，要特别加强起重　重机械监督检验规程》，而对特种起重机的检验尚未作统一的检　机绝缘部位的检查和绝缘能力的测试以及自身的安全防护。　验规定，导致检验单位对特种起重机的检验存在不规范等方面　五、防腐起重机　的混乱现象。希望特种起重机存在的问题，能够引起有关部门足　防腐起重机是能适应在腐蚀和较恶劣的环境中作业的专用　够的重视。　Ｗ０７．０６—０６　起重机。腐蚀是起重机在周围介质的化学、电化学作用下引起的　一种破坏，常常由于腐蚀造成起重机可靠性下降、寿命缩短、锈　作者通联：卜广强深圳市特种设备安全检验研究院深　蚀加重、电器漏电失效以至于出现设备和人身事故。　圳市罗湖区红岗路１０３２号特检大厦５１８０２９　选用时应注意，只有加强起重机本身的抗腐蚀能力，才能达　Ｅ—ｍａｉｌ：ｂｕｇｕａｎｇｑｉａｎｇ＠１２６．ｔｏｍ　［编辑利文］　困　设置管理与维修２００７№６　维普资讯 http://www.cqvip.com 鼓风机进气压力，Ｐａ，本文取大气压为设备的进气　匝力，Ｐ　１０１３２５Ｐａ　温度与变频器输出频率的关　系图表（关系式），其曲线图　１２００　ｌ００ｏ　由式（２）可以看出，影响排气温度的参数变量中，仅容积效　率　是变量。容积效率　：　：如图３所示。　从图３得到的结论是：　・§　８００　６０ｏ　４ＯＯ　Ｑ　／Ｑ　（３）　风机的排气温度随着变频器　输出频率的降低而加速增　大。当输出频率降低到一定　程度时，风机排气温度急剧　升高。　五、结论与建议　２０ｏ　Ｏ　０　８　１６　２４　３２　４０　４８　式中ｐ　一鼓风机的实际流量，ｍ３／ｍｉｎ　鼓风机的理论流量，ｍ３／ｍｉｎ　实际流量是指风机的实际排出的气量。那么，理论流量与实　ｌｌｆ－Ｉｚ　图２　际流量之间的差值为Ｑｂ＝Ｑ—Ｑ　，Ｑ　即泄漏量。这里的泄漏包括内　泄漏Ｑ　和外泄漏Ｑ　外。内泄漏是由于鼓风机的叶轮、机壳、墙　板相互之间间隙的存在，在进、排气压差的作用下而使气体通过　这些间隙由排气腔向进气腔流动而造成的泄漏。外泄漏是指气　体通过轴端间隙的泄漏。对于一台确定的鼓风机，如果工况（进　气温度、压力，排气压力）不变，则其泄漏量是不变的，由此可视　Ｑ　为定值。容积效率可转化为式：　ｒ／＝ｌ—Ｑ。／Ｑ　（４）　在式（４）中，因为Ｑ　为定值，容积效率　的大小只随理论流　量Ｑ发生变化，而理论流量通过式（１）已经得到结论，即对于确　定的风机其大小只与鼓风机的实际转速存在关系。就是说，对于　一台确定的设备，其进出口压力工况一定的情况下，容积效率　只随鼓风机的转速ｎ的变化而变化。而排气温度ｔ　将直接受实　际转速ｎ的影响。　理论流量Ｑ的大小是随着转速ｎ的减小而减小的。当转速　ｎ减小到一定程度时，会出现Ｑ≤　的时刻，鼓风机没有气体送　出，这对于实际运转没有意义。所以，本文分析的前提条件是：①　所提及的确定设备。②进排气口压力工况恒定。③转速最低也必　须保证其转速下相对应的理论流量Ｑ大于泄漏量Ｑ　。　四、转速对排气温　度影响的讨论与分析８Ｏ０　对风机进行实际带　７００　额定负载运行测试，变　频器输出频率为定值，　４０Ｏ　可求得泄漏量Ｑ　．容积　３０ｏ　效率　，基元容积　，实　际流量Ｑ　等参数（计算　鑫虽§囊舅　墨容　过程略）。最终可得到　ｒｔＪ（ｒｈｎｌｎ）　转速与排气温度之间的　图１　数学关系式（５）：其函数　关系曲线如图１所示。　２９・８　而　３．１　６６２丽７ｎ　（５）　根据本文的前提条件口＞　，令Ｑ＝　会得到这一极限情况　下的极限转速／／，　＝２２６ｒ／ｍｉｎ。即在ｎ＞２２５ｒ／ｍｉｎ的情况下才有意　义，所以曲线图也只示出有意义的部分。由图１可知，风机的排　气温度随转速的降低而加速增大。当转速降低到一定程度时，排　气温度将急剧升高。　由频率与电动机转速的关系，可得到风机转速与变频器输出　频率的函数关系曲线（图２）。　将图ｌ和图２进行组合（关系式推导略），便得出风机排气　８００　１．结论　７００　当风机在３０～３５Ｈｚ的频　６ｏ０　率范围工作时，风机转速很《　５００　４ＯＯ　低，在这个转速下的理论流　３００　量Ｑ随之降低，而泄漏量Ｑ　２００　基本恒定，必然导致容积效　１００　１４　２Ｏ　３２　３８　４４　５０　率　减小，致使内循环的加　Ｊ７Ｈｚ　热作用增强，直接造成风机　图３　的排气温度大幅升高，高温　的烘烤造成机壳油漆焦糊。因此在低转速下运行是排气温度过　高的主要原因。　图３可见，在对应３０～３５Ｈｚ的频率范围，排气温度在１７０￣Ｃ　左右，并未达到２００￣Ｃ。原因有４：①因进气口消声过滤装置的作　用，使实际进气口压力小于大气压，取大气压作为进气压力，未　作修正。②计算中进气温度取定值，低转速时增加量未考虑。③　计算中风机向环境散热而下降的温度值Ｊｒ取定值未修正。④在　数学推导过程中，没有对空气的实际流量在进口温度下进行修　正。　２．建议　（１）选型时，风量尽可能接近工艺需求量，不要靠大幅度地　降低转速调节风量。　（２）对于已经投入运行的采用调节转速来调节流量的设备，　以排气温度为控制目标核算出最低安全运行转速，在最低运行　转速之上的范围进行流量调节。　（３）需要在设备的额定转速之下运行时，建议加大设备周围　的通风能力（或采取其他降温措施），增大风机体向周围环境的　散热量，即增大Ｊｒ值，也可以使排气温度有所下降。　参考文献　１苏春模．罗茨鼓风机及其使用【Ｍ】．长沙：中南工业大学出版社，１９９９　２石秋浩．变频器应用基础［Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００２　３孔志礼，冷兴聚，魏延刚，曾海泉．机械设计【Ｍ】．沈阳：东北大学出版社，　２０００　４一般用途罗茨鼓风机——第２部分：性能试验方法ＩＳ］．ＪＢ／Ｔ８９４１．２—　１９９９　Ｗ０７．０８－０７　作者通联：广东省韶关钢铁集团有限公司焦化厂广东韶　关市５１２１２３　Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｎｉｎｇｌｕｌｕ＠ｔｏｍ．ｃｏｍ　［编辑利文］　设置皇理与维信２００７№６　固