通风机是除尘系统重要设备。通风机的作用在于把含尘气体输送到除尘器并把经过净化后的气体排至大气中。风机的良好运行不仅是提高除尘系统作业率,而且可以节约能耗,降低运行成本。

通风机的分类和工作原理

通风机分类

因通风机的作用、原理、压力、制作材料及应用范围不同,所以通风机有许多分类方法。按其在管网中所起的作用分起吸风作用的称为引风机,起吹风作用的称为鼓风机。按其工作原理,分为离心式通风机、轴流式通风机和混流式通风机。在除尘工程中主要应用离心式通风机。按风机压力大小,通风机分为低压通风机(p<1000Pa)、中压通风机(p为1000~3000Pa)和高压通风机(p>3000Pa)3种;环境工程中应用最多的是后两种。按其制作材料,分为钢制通风机、塑料通风机、玻璃钢通风机和不锈钢通风机等。按其应用范围,分为排尘通风机、排毒通风机、锅炉通风机、排气扇及一般通风机等。

通风机工作原理

风机是将旋转的机械能转换成使空气连续流动且总压增加的动力驱动机械,能量转换是

通过改变流体动量实现的。

空气在离心式通风机内的流动情况。叶轮安装在蜗壳4内。当叶轮旋转时,气体经过进气口2轴向吸入,然后气体约折转90°流经叶轮叶片构成的流道间。当气体通过旋转叶轮的叶道间时,由于叶片的作用获得能量,即气体压力提高,动能增加。而蜗壳将叶轮甩出的气体集中导流,从通风机出气口6经出口扩压器7排出。当气体获得的能量足以克服其阻力时,则可将气体输送到高处或远处。

通风机的构造和性能

通风机构造不太复杂,但精度要求高。设计和制造水平直接影响通风机性能。

通风机构造

离心式通风机一般由集流器、叶轮、机壳、传动装置和电机等组成。

1.集流器

集流器是通风机的进气口,它的作用是在流动损失较小的情况下,将气体均匀地导入叶轮。目前常用的四种类型的集流器。圆筒形集流器本身流体阻力较大,且引气流进入叶轮的流动状况不好。其优点是加工简便。圆锥形集流器的流动状况略比圆筒形好些,但仍不佳。圆弧形集流器的流动状况较前两种形式好些,实际使用也较为广泛。喷嘴形集流器流动损失小,引导气流进入叶轮的流动状况也较好,广泛采用在高效通风机上。但加工比较复杂,制造要求高。

2.叶轮

叶轮是通风机的主要部件,通风机的叶轮由前盘、后盘、叶片和轮毂组成,一般采用焊接和铆接加工。它的尺寸和几何形状对通风机的性能有着重大的影响。

叶片是叶轮最主要的部分,它的出口角、叶片形状和数目等对通风机的工作有很大的影响。

离心式通风机的叶轮,根据叶片出口角的不同,可分前向、径向和后向三种。在叶轮圆周速度相同的情况下,叶片出口角B2越大,则产生的压力越低。而一般后向叶轮的流动效率比前向叶轮高,流动损失小,运转噪声也低。所以,前向叶轮常用于风量大而风压低的通风机,后向叶轮适用于中压和高压通风机。当流量超过某一数值后,后向叶轮通风机的轴功率具有随流量的增加而下降的趋势,表明它具有不过负荷的特性;而径向和前向叶轮通风机的轴功率随流量的增大而增大,表明容易出现超负荷的情况。如果在除尘系统工作情况不正常时,径向叶轮和前向叶轮的通风机容易出现超负荷,以致发生烧坏电动机的事故。

离心式通风机的叶片形状,分板式、弧型和机翼几种。板型叶片制造简单。机翼型叶片具有良好的空气动力性能,强度高,刚性大,通风机的效率一般较高。但机翼型叶片的缺点是输送含尘气流浓度高的介质时,叶片磨穿后杂质进入内部,会使叶轮失去平衡而产生振动。

3.机壳

机壳的作用在于收集从叶轮甩出的气流,并将高速气流的速度降低,使其静压增加,以此来克服外界的阻力将气流送出。为壳及出口扩压器的外形。离心式通风机的螺旋形机壳,其正确形状是对数螺线。但由于对数螺线作图较繁,在实际作图时常以阿基米德螺线来代替对数螺线。机壳断面沿叶轮转动方向呈渐扩形,在气流出口处断面为****。随着蜗壳出口面积的增加,通风机的静压有所增加。如果F截面上速度仍很大,为了对这部分能量有效地予以利用,可以在蜗壳出口后增加扩压器。经验表明,扩压器应向着蜗舌方向扩散出口扩压器的扩散角θ=6°~8°为佳,有时为减少其长度,也可取=10°~12°。

4.通风机基本型式

通风机按气流运动方向分类可分为离心式通风机和轴流式通风机。离心通风机按进气方式可分为单式吸入和双吸入两种。通风机按旋转方向可分为顺时针旋转和逆时针旋转。通风机的传动型式可分为电动机直联、皮带轮、联轴器等型式。