第四章
通風機的運轉與調節
第一節
通風機的運轉
—、通風機的啟動
通風機啟動前要進行認真地檢查。檢查的內容有：
1．檢查潤滑油的名稱、型號、主要性能和加注數量，是否符合技術文件規定。
2．檢查軸承的潤滑系統、密封系統和軸承冷卻系統(水冷軸承裝置的)是否完好，軸承的油路、水路是否暢通。通風機軸承要在有良好的潤滑和冷卻狀態下方可啟動。
3．啟動前，應將通風機的轉子盤動1～2次，檢查轉子是否有卡住和摩擦現象。
4．通風機機殼內，聯軸器附近、皮帶防護裝置等處，是否有妨礙轉動的雜物，若有，應全部清除。
5．通風機、軸承座、電動機的基礎地腳螺栓是否有松動。要保證地腳螺栓牢固，否則，會造成通風機的強烈震動。
6．通風機葉輪是否倒轉。若倒轉，必須使葉輪完全停止轉動后，方可再啟動。
7．對于功率在75千瓦以上的離心式通風機，要檢查通風機入口或出口的閥門(或導向器)是否關閉，應避免通風機帶負荷啟動。通風機入口(或出口)的閥門，應待通風機啟動達到額定轉速后，再逐漸開啟，調整到所需位置。
8．對于新匹的或改變極數的電動機，要注意檢查測量電動機的實際轉速，是否與通風機轉速相符。
9．通風機啟動時，通風機工作系統的閥門或附屬裝置，均應處于通風機運轉時負荷最小的位置。
10．通風機啟動的一般次序是：
(1)關好通風機入口的啟動調節閥(對離心式通風機)；
(2)啟動潤滑系統油泵；
(3)啟動冷卻水泵或打開冷卻水閥門，冷卻水溫度一般應低于32○C；
(4)啟動通風機。
啟動通風機時還要注意安全操作。如檢查軸瓦時，應注意不要絞住衣服；啟動通風機時，操作人員應站在通風機的兩側，非操作人員應退出通風機室等。
二、通風機的正常運行
通風機在正常運行中，主要是監視通風機的電流。電流不僅是通風機負荷的標志，也是一些異常事故的預報。其次，要經常檢查通風機軸承的潤滑油、冷卻水是否通暢；軸瓦溫度、軸承振動是否正常以及有無摩擦、碰撞的聲音等。
在正常運行中，如遇到下列是情況，應立即停機檢查或修理：
1．潤滑軸承溫度超過70℃(滾動軸承超過80℃)或軸承冒煙；
2．電動機冒煙；
3．發生強烈的振動或有較大的碰擦聲。
對于大、中修以后的通風機，在投入正常運行以前，一般須進行試運轉。通風機的試運轉一般分兩步進行，第一步是機械性能試運轉，主要檢查通風機大、中修以及裝配的質量：第二步是設計負荷試運轉，檢查通風機是否符合設計要求。
通風機試運轉前，以電動機帶動的通風機須經一次啟動立即停車的試驗，并注意檢查轉子的轉動情況，有無摩擦聲或不正常的聲響。檢查正常后，方可進行試運轉。
通風機的葉輪，如果經過大修或重新更換，試運轉時，應以超過葉輪的最大工作轉速的10％～20％進行超速運轉試驗，試驗的時間不少于5分鐘，之后，再轉入額定轉速下的試運轉。試運轉的時間應根據通風機在使用上的特點和使用地點的海拔高度，按設備技術文件確定。在無具體規定時，一般不少于2小時。
在通風機轉子安裝以前，對于壓力給予油潤滑的通風機，應首先將潤滑系統進行串油工作，以清除輸油系統中的殘留污垢。串油的操作程序如下：
1．將過濾好的新油加入油箱；
2．開動手動油泵，使新油經過10～30分鐘左右的循環，使油管管路中殘存的污垢經循環后流到油箱內；
3．將油箱中的油經過特備的濾油機過濾，并清掃油箱，然后，將過濾好的油再放入油箱內。
濾油時應注意，同一濾油機和油管不能過濾不同牌號的油，否則，必須進行徹底清掃。
通風機運轉啟動時，潤滑油的溫度一般不應低于25℃；運轉中軸承的進油溫度一般應控制在35～45℃；出口油溫控制在家55～65℃；一般滾動軸承溫度計不宜高于80℃，滑動軸承溫度不宜高于70℃。
通風機運轉時，軸承潤滑進口處油壓一般控制在0．8～1．5公斤力／厘米2，高速低負荷時，軸承油壓低于0．7公斤力／厘米2時應報警，低于0．3公斤力／厘米2時應停車。沒油壓下降到上述數值的上限時，應立即開動油泵，同時查明測壓不足的原因，及時消除。
通風機試運轉時，應注意檢查通風機轉子與電動機的軸向串動量。某燒結廠檢修規程規定，燒結機尾排煙機的電動機最大允許串動量為2毫米，轉子軸向最大允許串動量為1毫米。如超過最在允許值，應停車檢修。
三、通風機的停機
當通風機工作系統停止時，應將通風機停機。停機后應注意關閉通風機前后的閥門、擋板。
對于大型有起動油泵的通風機組，停機時，應先啟動油泵，通風機停止轉動后，待軸承回油溫度降到45℃后，再停止油泵；若沒有溫度檢測，可在通風機停止轉動30分鐘后，停止油泵。
作為通風機軸承備用的冷卻水可不停閉。若停機檢查，要切斷電動機電源，并掛上禁止操作的牌子，以免發生事故。
第二節
離心通風機的調節
通風系統投入運行以后，一般都需要通過調節才能達到預期的流量。離心式通風機流量的調節有以下幾種方法：
一、改變管網阻力調節法
改變管網阻力調節法，也叫節流調法。這個方法是利用通風系統中的閥門等節流裝置的開啟程度大小，來增減管網阻力，從而改設管網特性曲線，達到調節流量的目的。此時，通風機特性曲線不改變，由于管網特性曲線發生改變，使工況點位置改設。P、N、η為通風系統中通風機的工作壓力、功率和效率曲線，P=KQ2為管網特性曲線，1點為工況點。此時，通風機的流量為Q1，壓力為P1，功率為N1，效率為η1。若減小流量，可關小管道上的閥門。由于關小閥門，管道阻力增大，由P1增大到P2，使通風機工況點上升，由點l變到點2。由圖可見，這時通風機的流量己由Q1減到Q2功率由N1降到N2，效率由η1降到η2。
二、改變通風機轉速調節法
從空氣動力學理論看，改變通風機轉速調節法是合理的。改變轉速后，通風機效率保持不變，而功率則由于流量與壓力的降低而迅速下降。
如圖4-2所示，通風機以轉速n1在管網P=KQ2中工作時，工況點為1。此時流量為Q1，風壓為P1，功率為N1，效率為η1。若減小流量，可把通風機的轉速由n1減小到n2。由通風機定律可知，通風機的流量、壓力、功率分別作如下變化：
可見，除通風機效率η外，流量Q、壓力P、功率N分別隨轉速N的關不止而作相應的減少，即通風機的工況點，由于轉速減小而下降，由1點下降為2點。此時流量為Q2，壓力為P2，功率為N2。
改變通風機轉速的方法，一般可以用更換電動機的轉速來實現。在不更換電動機時，也可以采用皮帶變速，齒輪變速等方法來實現。值得注意的是，采用皮帶變速以提高轉速時，應驗算通風機是否超過最高允許轉速(即葉輪的最高允許圓周速度)和電動機是否超載。
第三節
離心通風機的防磨
除塵系統中的通風機，是在含塵氣流中工作的。煙塵中的粉塵顆粒既要對通風機產生磨損，又要在通風機葉片上附著積灰。由于這種磨損和積灰是不均勻的，因而，使通風機轉子的平衡遭到破壞，引起通風機振動，縮短通風機壽命，嚴重者可使通風機不能正常運行。
引起通風機磨損的原因很多，有通風機本體原因，如通風機結構形式、材質等；也有除塵系統狀況原因，如粉塵性質、濃度等。
通風機的形式對磨損的程度有著顯著影響。由空氣動力原理可知，如果通風機設計合理，使氣流中的粉塵微粒分布均勻，不會導致集中磨損，則通風機的使用壽命就長。一般單直板型葉片通風機，比機翼型葉片通風機耐磨；后向式葉片通風機雙前向式葉片通風機耐磨。高效機翼型葉片通風機，由于其壓力系數較低，葉輪直徑較大，圓周速度高，因此，其磨損程度也大。而且，由于其葉片中空，葉片一經磨穿，粉塵即進入葉片空腔，加之粘在非工作面上的粉塵，在通風機運轉中不均勻地落下，都將引起通風機葉輪的不平衡而導致通風機的強烈振動。
通風機的轉速對磨損的影響，根據對排粉通風機的試驗得出，通風機的金屬磨耗量與轉速成正比。
通風機的耐磨性與通風機磨損部件的材質密切相關。通風機的耐磨性，不僅取決于材料的硬度，更重要的是取決于材料成分。經過熱處理后的各種不同成分的鋼，雖有相同的硬度，卻有不同的耐磨性。
通風機的磨損與輸送氣流的含濃度、粉塵的性質、粉塵的粒度有關。據有關資料介紹，通風機的磨損與氣流的含塵濃度成正比。濃度愈大，通風機磨損得愈強烈。同時，通風機的金屬磨耗量與粉塵的粒度成正比，粒度愈大，金屬磨耗量愈大。但是，當粒度μ在50—100微米以上時，金屬磨耗量就不再以正比的關系增加了，趨于一定值。
某電廠為了弄清粉塵粒度對通風機運行壽命的影響，曾在兩臺鍋爐上進行了實驗測定。測定結果是，粉塵粒度約有40%大于45微米者，通風機運行壽命為2500小時；粒度約有6～8％大于45微米者，運行壽命為3200小時。可見粉塵粒度對通風機運行壽命的影響是很大的。
我們知道，粉塵顆粒對通風機磨損，是由撞擊和擦傷兩部分構成的。因此，粉塵的硬度和表面形狀也直接關系到對通風機磨損的程度。硬度大、具有棱角的粉塵，對通風機的磨損就大。
為了延長通風機的使用壽命，防止和消除通風機的磨損，很多廠礦都做了大量的工作，搞出了很多技術措施，總結和積累了豐富經驗。歸納起來有以下幾個方面。
1．采用或改進除塵設備
使用效率高的除塵設備，是防止通風機磨損最有效的方法。為了保護環境，化害為利，綜合利用，對產塵設備和產塵點，都必須設置有較好的除塵設備的除塵系統。以往那種只順崗位，不顧環境；只設通風機排塵，不設除塵設備凈化的搞粉塵搬家，損人利己的作法是不允許的。
在除塵系統中，一般應將通風機安裝在除塵設備之后運行。這樣，保證了通風機在凈化的氣流中工作，消除了磨損的條件。為了達到這樣的目的，改進現有的除塵設備，提高除塵效率是十分重要的。對于除塵設備，包括干式除塵設備(如電除塵器、布袋除塵器、旋風除塵器等)和濕式除塵設備(如水浴除塵器、水膜除塵器、沖激式除塵器、泡沫除塵器等)，要根據各自的結構特點，定期檢修，認真維護，確保其正常的工作條件。在條件允許的情況下，應盡量采用效率較高的除塵設備。
2．機殼增加鑄石或鑄鐵襯板
對于必須在粉塵中運行的通風機，目前，國內外采用鑄石作為防磨襯板，已取得顯著的效果。鑄石的硬度和耐磨性能好，通常比金屬高幾倍至幾十倍。采用鑄石代替鋼材，可減少因磨損而造成的金屬損耗。
3．葉片滲碳
滲碳的目的，是為了使金屬表面形成硬而耐磨的碳化鐵層，同時，保持鋼材內部的柔韌性。由于鋼材在組織態呈奧氏體時，吸收碳的能力最強，因此，在滲碳過程中，必須把葉片加熱到能使內部組織轉變為奧氏體所需要的溫度。但滲碳溫度過高，易引起晶粒變大和表面層含碳過高而出現脆性，致使葉片容易產生裂紋。因此，一般控制加熱溫度在900℃左右。滲碳層越深，防磨效果越好，但脆性越大，葉片易斷裂。實際滲碳時，滲碳層多厚，滲碳的部位，要以葉片的厚度和磨損情況以及滲碳工藝來決定。
4．葉片加焊防磨塊
為了增強通風機的防磨性能，可在葉片工作面上沿軸向加裝突出橫條，如圖4-8a所示，以造成使氣流在葉片工作面上形成一空氣墊，對葉片起保護作用。實踐證明，采用這種方法，可以延長通風機的使用壽命1—2倍。在葉片工作面上加裝錯列的突起小塊，如圖5-8b所示，也能起到防磨作用。為了減少制造工作量，突起的橫條或突起的錯列小塊，可以用φ10毫米的圓鋼代替。
圖4-8 通風機葉片防磨小塊布置（a、b）
值得說明的是，通風機葉片加焊防磨小塊后，應對通風機葉輪作用靜平衡和動平衡校正，以保證葉輪運轉達平穩。當使用現場校正條件有困難時，對于6號以下的通風機可不作動平衡校正，但靜平衡校正一定要作。
5．降低通風機轉速
通風機的轉速越高，磨損越嚴重。據資料介紹，通風機的磨損程度基本上與轉速的平方米成正比。因此，對于磨損的通風機，在滿足了系統流量、壓力要求的前提下，選擇低比轉數的通風機，從而降低通風機轉速，減輕磨損程度。
6．選用耐磨通風機
目前，我國通風機制造廠家已為工業生產制造出幾種型號的耐磨通風機。如排塵通風機G4-73型，適用于排送含有塵埃、木質碎屑、細碎纖維等氣體；M7-
29型煤粉通風機，適用于電站煤粉系統的輸送。該型通風機的蝸殼部分用鋼板焊接，內襯有護板，以便磨損后更換。通風機葉輪全部用普通碳素鋼焊接，葉片系肖向型式。選擇在粉塵氣流中工作的通風機時，應優先選擇這些具有一定耐磨特性的通風機，以延長通風機的使用壽命。
關于通風機耐磨問題，還有大量的工作需要我們去研究，去實踐。我們要結合各個單位的實際情況，探索出更多行之有效的通風機防磨措施來。
第四節
離心通風機的某些改造
通風機是在國民經濟各個部門使用最為廣泛的耗能設備之一，據有關資料統計，通風機的耗電量占全國發電量的百分之十。我國使用的通風機有一半以上是五十年代初生產的老產品，效率低、耗量大，極待改造。
近年來，為了節約能源、開發能源，科研、設計和制造廠家同力協作，研制出一批高效節能，具有七十年代水平的通風機，如高壓離心式通風機9—19系列、9—26系列；小氮肥離心式通風機10—19系列；礦井軸流式主通風機2K60系列；礦井局部軸流式風扇BKJ66—1系列和紡織軸流式通風機FZ40-11系列等。這些列的通風機已經推廣使用。與此同時，各生產使用單位，根據使用實際需要，對通風機的某些結構進行改造，以提高通風機的性能。不少實踐表明，對舊有通風機進行改造，可以收到較好的經濟效益。向通風機的改造要能源，是行之有效的。現將一些單位進行通風機改造的方法介紹如下：
1．增加葉片尾部或切短葉片
當實際使用的通風機的流量不能滿足通風系統的需要，又不能利用改變轉速調節時，可將原通風機的葉輪葉片的尾部加長一段，如圖4—9所示。在葉片的外緣上接上—段單板葉片1，其工作面與原葉片的弧面平滑相接，同時在前盤和后盤上各增加一圈補盤2，然后彼此焊牢。補盤可酌情減薄，或以適當大小的三角墊板3代之。
圖4-9 增加通風機葉輪葉片尾部示意圖
國內曾對4-73系列通風機，葉輪直徑為0．5米的模型，作過增加葉片尾部的性能試驗。4-73系列改進時，葉片尾部為原葉輪直徑的10％時，其葉片出口角約為37○。
當實際使用的通風機流量大于通風系統所需的流量，又不能利用改變轉速調節時，可將原通風機的葉輪片頂端切去一段。
增加葉輪葉片的尾部或切短葉片頂端的尺寸，應按流量和直徑的相似關系計算決定，一般葉片長度改變后的葉輪直徑，不超過原直徑的20％。
2．增加或減小葉輪寬度
這種方法適用于在保持原來通風機壓力的情況下，來改變通風機的流量。若使流量增大，可將葉輪寬度增加；若使流時減小，可將葉輪寬度減小。
增加或減小葉輪寬度的尺寸，是按流量來決定的。決定的依據是認為流量與葉輪寬度成正比。用公式表示為：
式中： Ql、b1——改造后的通風機的流量、葉輪寬度；
Q、b——改造前的通風機流量、葉輪寬度。
減小葉輪寬度時，是將靠近葉輪后盤的葉片，截去按計算得出的葉片寬度的多余部分，再將葉片與后盤焊牢。但必須注意葉輪與進氣口的軸向尺寸的變化。圖4-11是減小葉輪寬度的示意圖。
圖4-11 減小葉輪寬度示意圖
國內曾經對4-73N05模型的葉輪寬度減小10％和20％做過性能試驗。增加葉輪寬度，是將葉輪按計算所得的不足量加寬。加寬葉輪的工藝較為復雜，有的需全部更換葉片，只昨用原有的前后盤。
3．改進通風機的葉片
1)鑒于離心式通風機的中空機翼型葉片，因磨穿而失去平衡的可能，可將其非工作面一側的鋼板去掉，則葉片弧面變為單板式，如圖4-13所示。
圖4-13 機翼型與改進后的單板式葉片示意圖
國內曾經對4-73N05模型進行上述改進的性能試驗。該性能曲線與原4-73系列模型性能比較如圖4-14所示。改進后的壓力線低于原型，功率線兩者接近，效率線比原型低8%左右。
2)將軸流式通風機的直葉片改進為扭曲型葉片，可提高效率2～3％。這種方法在改進紡織廠使用的Y型軸流式通風機上已獲得應用，得到了較好的效果。
4．改進擴壓器
在其分參數不變的情況下，僅將葉輪前、后盤直徑加大葉輪外徑的15％左右，構成所謂“無葉旋轉擴壓器”的改型，然后去其旋轉擴壓器，得到原型。國內的試驗指出，改型與原型比較，改型壓力提高約3～4％，效率提高3～4％，噪聲降低1分貝。
除此之外，一些單位還采取老通風機用新葉輪的方法，來提高通風機的使用效率。在更換新葉輪時，要把進風口一起更換，同時再調整通風機的轉速，以滿足新葉輪的需要。比如，可以在9-57系列通風機上換上4-72系列的葉輪。
有的單位為了減小通風機的流量，采取了更換較小葉輪的方法。在沒有高效調節法的情況下，這種方法可以達到省能的目的。
