單級軸流式風機培訓教材

單級軸流式風機培訓教材

風機是把機械能轉(zhuǎn)化為氣體的勢能和動能的設(shè)備，風機

可以分為軸流式和離心式兩種形式。軸流風機和離心風機比

較：

1）動葉調(diào)節(jié)軸流風機的變工況性能好，工作范圍大。

因為動葉片安裝角可隨著鍋爐負荷的改變而改變，既可調(diào)節(jié)

流量又可保持風機在高效區(qū)運行。

2）軸流風機對風道系統(tǒng)風量變化的適應(yīng)性優(yōu)于離心風

機。由于外界條件變化使所需風機的風量、風壓發(fā)生變化，

離心風機就有可能使機組達不到額定出力，而軸流風機可以

通過動葉片關(guān)小或開大動葉的角度來適應(yīng)變化，同時由于軸

流風機調(diào)節(jié)方式和離心風機的調(diào)節(jié)方式不同，決定了軸流風

機的效率較高。

3）軸流風機重量輕、飛輪效應(yīng)值小，使得啟動力矩大

大減小。

4）與離心式風機比較，軸流風機結(jié)構(gòu)復雜、旋轉(zhuǎn)部件

多，制造精度高，材質(zhì)要求高。

二期工程鍋爐送風機、引風機和一次風機每爐均為兩

臺，采用液壓、動葉可調(diào)軸流式風機，送風機和一次風機由

上海鼓風機廠有限公司生產(chǎn)，引風機是由成都凱凱凱電站風

機有限公司生產(chǎn)。

一、軸流風機的工作原理

流體沿軸向流入葉片通道，當葉輪在電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)

時，旋轉(zhuǎn)的葉片給繞流流體一個沿軸向的推力（葉片中的流

體繞流葉片時，根據(jù)流體力學原理，流體對葉片作用有一個

升力，同時由作用力和反作用力相等的原理，葉片也作用給

流體一個與升力大小相等方向相反的力，即推力），此葉片

的推力對流體做功，使流體的能量增加并沿軸向排出。葉片

連續(xù)旋轉(zhuǎn)即形成軸流式風機的連續(xù)工作。

假設(shè)一較長的圓柱體靜止，氣流自左向右作平行流動，

不計氣體的粘性（即氣體流動的阻力），那么氣體會均勻的

分上下繞流圓柱體。氣流在圓柱體上的速度及壓力分布完全

對稱，流體對柱體的總的作用力為0,如圖4—2—1所示。

這種流動叫平流繞圓柱體流動。

若圓柱體作順時針的旋轉(zhuǎn)運動，則圓柱體周圍的氣體也一起

旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生環(huán)流運動。這時圓柱體上、下速度及壓力分布亦

完全對稱，流體對柱體的總的作用力為0,如圖4—2—2所

示，這種運動為環(huán)流運動。

圖4-2-1平行繞圓柱體流動圖4-2-2環(huán)流運動

圖4一2-3機翼的升力原理

若流體作平行運動，圓柱體作順時針旋轉(zhuǎn)，這兩種流動

疊加在一起是：圓柱體上部平流與環(huán)流方向一致，流速加快;

圓柱體下部平流與環(huán)流方向相反，流速減慢。根據(jù)能量方程

原理，圓柱體上部與圓柱體下部的總能量相等，而圓柱體上

部動能大，壓力小，下部動能小，壓力大。于是流體對圓柱

體產(chǎn)生一個自下而上的壓力差，這個壓差就是升力。

機翼上升力產(chǎn)生的原理與圓柱體上升力的原理相同。如

圖4—2—3示。機翼上有一個順時針方向的環(huán)流運動，由于

機翼向前運動，流體對于機翼來說是作平流運動。機翼上部

平流與環(huán)流疊加流速加快，壓力降低，機翼下部平流與環(huán)流

疊加流速減小，壓力升高。此時就產(chǎn)生一個升力Po同時在

流動過程中有流動阻力，機翼也受到阻力。

軸流風機的葉輪是由數(shù)個相同的機翼組成的一個環(huán)型

葉柵，如圖4—2—4所示。若將葉輪以同一半徑展開，如圖

4—2—5示，當葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉柵以速度u向前運動，氣流

相對于葉柵產(chǎn)生沿機翼表面的流動，機翼有一個升力P,而

機翼對流體有一個反作用力R,R力可以分解為Rm和Ru,

力Rm使氣體獲得沿軸向流動的能量，力Ru使氣體產(chǎn)生旋

轉(zhuǎn)運動，所以氣流經(jīng)過葉輪做功后，作繞軸的沿軸向運動。

圖4-2—4軸流風機的葉輪

圖4-2-5環(huán)形葉柵中機翼與流體相互作用力分析圖

二、型式和參數(shù)

1）型式

引風機：動葉可調(diào)軸流式HU27050-22風量:

2270050m3/h出口全壓：8.50kpa

送風機：動葉可調(diào)軸流式FAF26.6-14-1風量:

996500m3/h出口全壓：4.45kpa

一次風機：動葉可調(diào)軸流式PAF19-13.3-2風量：

434016m3/h出口全壓：14.894kpa

2）設(shè)計參數(shù)（見表4—2—1）

三、結(jié)構(gòu)簡介

圖4-2-6,為送風機的結(jié)構(gòu)圖，送風機是單級動葉可

調(diào)軸流風機。

圖4一2一6送風機的結(jié)構(gòu)圖

入口箱

圖4—2—7單級軸流風機結(jié)構(gòu)

圖4—2—8風機的葉輪

單級軸流風機結(jié)構(gòu)如圖4一2一7所示。

送風機和引風機由以下部件組成：驅(qū)動電機、聯(lián)軸器、

主軸承、軸承潤滑油系統(tǒng)、消聲器、進氣箱以及連接管道、

風機軸、軸流葉片、液壓供油系統(tǒng)、液壓缸、調(diào)節(jié)桿、失速

探針等。每臺送風機均有潤滑油系統(tǒng)，主軸承的潤滑油是由

位于軸承座上的油槽提供。當主軸承溫度超過90℃時，將會

報警，運行人員需監(jiān)視該溫度并分析產(chǎn)生的原因，其原因可

能為潤滑油中斷、冷卻水系統(tǒng)故障。如溫度繼續(xù)升高達HOC

時必須立即停機。

送風機和引風機均采用撓性聯(lián)軸器，即在電動機與風機

之間裝有一段中間軸，在它們的連接處裝有數(shù)片彈簧片，其

具有尺寸小，自動對中，適應(yīng)性強的特點。一次風機主軸承

采用滾柱軸承并帶有一個焊接軸承箱，可承受轉(zhuǎn)子全部的載

荷。主軸、軸承箱和動葉調(diào)節(jié)的液壓缸全部位于風機的芯筒

內(nèi)。

圖4—2—9風機葉片的輪轂

每臺風機均有擴壓器，將動能轉(zhuǎn)變成靜壓能，降低渦流

損失，提高風機的效率，同時使空氣流更加均勻，風機的出

口過渡段允許擴壓器和風道相連接。擴壓器的出口和過渡段

進口的連接均為撓性連接，可以減少風機傳給風道的振動。

表4—2-1送風機、引風機及一次風機設(shè)計參數(shù)表

a、送風機設(shè)備規(guī)范（技術(shù)協(xié)議數(shù)據(jù)）

設(shè)備名稱單位T?BBMCRBRL

風機型式軸流動調(diào)

風風機型號FAF26.6-14-1

機

風機入口重量流量kg/S298.262.253.

958977

276.243.234.

風機入口容積流量m3/S

814297

風機全壓Pa445037103655

風機入口溫度℃202020

24.723.823.7

風機出口溫度℃

548

轉(zhuǎn)速r/min985

85.488.088.1

效率%

269

軸功率k/p>

風機總重量kg25000

風機的第一臨界轉(zhuǎn)速r/min1280.5

葉輪直徑mm2660

葉片數(shù)量片14

軸材質(zhì)42CrMo

機殼及葉輪（包括主軸）材

15MnV/12

質(zhì)/厚度

風機軸承型式滾動

軸承潤滑型式稀油

軸承冷卻方式油冷+空冷

軸承冷卻水量t/h4

軸承使用壽命h50000

葉片及調(diào)節(jié)葉片的使用壽命h50000

聯(lián)軸器形式鋼撓性膜片

液壓及潤滑油的壓力MPa3.5

液壓及潤滑油的油量125L/MIN

距離風機機殼1米處噪聲dB(A)85

電動機型號YKK630-6

額定功率Kw1600

電

機

額定電壓V10000

同步轉(zhuǎn)速r/min1000

頻率Hz50

效率%94

功率因數(shù)0.85

堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（倍）

0.6

堵轉(zhuǎn)電流（倍）6.5

最大轉(zhuǎn)矩（倍）1.8

絕緣等級級F

防護等級IP54

起動電流/額定電流6.5

起動時間S10

重量Kg9700

冷卻方式IC611

b、吸風機設(shè)備規(guī)范（技術(shù)協(xié)議數(shù)據(jù)）

單

設(shè)備名稱T-BBMCRBRL

位

風機型式動葉可調(diào)軸流

機

風機型號HU27050-22

kg/177741506614604

風機入口重量流量

h498874

m,7227001924218628

風機入口容積流量

h505050

風機全壓Pa850068006750

風機入口溫度℃119119119

風機出口溫度℃126.3124123.8

r/m

轉(zhuǎn)速745745745

in

效率%86.085.686.4

軸功率kW608041743974

風機總重量75000

kg

安裝隔聲包敷層后w

距離風機機殼1米處噪聲dB(

A)85

風機的第一臨界轉(zhuǎn)速r/m>970

in

葉輪直徑mm3546

葉片數(shù)量片2X22

軸材質(zhì)

35CrMo

機殼：Q235/22,葉片：

機殼及葉輪（包括主軸）材

Q345D,輪轂：42CrMo,

質(zhì)/厚度

主軸：35CrMo

風機軸承型式滾動軸承

循環(huán)油+油池

軸承潤滑型式

循環(huán)油+油池+風冷

軸承冷卻方式

/

軸承冷卻水量t/h

正常工況下三50000

軸承使用壽命h

葉片及調(diào)節(jié)葉片的使用壽正常工況下三50000

h

命

膜片式

聯(lián)軸器形式

液壓：4.2,潤滑：0.18

液壓及潤滑油的壓力MPa

1/m液壓：126,潤滑：17

液壓及潤滑油的油量

in

電動機型號YKK1120-8

額定功率7200kW

額定電壓10000

同步轉(zhuǎn)速750r/min

頻率50Hz

效率>90%

功率因數(shù)>0.8%

電（倍

機

堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩0.6

）

（倍

堵轉(zhuǎn)電流6.5

）

（倍

最大轉(zhuǎn)矩1.8

）

絕緣等級F

防護等級IP54

起動電壓8000或4800V

起動時間W25s

重量

冷卻方式IC611

C、一次風機設(shè)備規(guī)范（技術(shù)協(xié)議數(shù)據(jù)）

設(shè)備名稱單位T-BBMCRBRL

風機型式動口-卜可調(diào)軸流

風機型號PAF19-13.3-2

137.95.191.6

風機入口重量流量kg/S

6125

127.88.084.8

風風機入口容積流量m3/S

4276

機

147510931050

風機全壓Pa

000

風機入口溫度℃202020

風機出口溫度℃35.431.030.3

837

轉(zhuǎn)速r/min1470

83.588.087.1

效率

236

軸功率kW21301049951

風機尺寸mm1884

風機總重量kg14000

風機的第一臨界轉(zhuǎn)速r/min1911

葉輪直徑mm1884

葉片數(shù)量片24

軸材質(zhì)35CrMo

機殼及葉輪（包括主軸）材

Q235A/10

質(zhì)/厚度

風機軸承型式滾動

軸承潤滑型式稀油

軸承冷卻方式強制油循環(huán)

軸承冷卻水量t/h4t/h

葉片及調(diào)節(jié)葉片的使用壽命h50000

聯(lián)軸器形式鋼撓性膜片

液壓及潤滑油的壓力MPa3.53

液壓及潤滑油的油量125

距離風機機殼1米處噪聲dB(A)85

電動機型號YKK710-4

額定功率2200

額定電壓10000

同步轉(zhuǎn)速1470

頻率50

電

機

效率95

功率因數(shù)0.86

堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（倍）0.5

堵轉(zhuǎn)電流（倍）6.0

最大轉(zhuǎn)矩（倍）2.0

絕緣等級F

防護等級IP54

電加熱器電壓和功率380V/2.4KW（一臺

電機一路電源）

起動電壓^80%Un

起動時間20s

重量16500Kg

四、技術(shù)特點

1）葉輪

葉輪是軸流風機的主要部件之一。氣流通過旋轉(zhuǎn)的葉

輪，才能得到能量，并沿軸做螺旋的軸向流動。圖4—2—8、

4-2-9為風機的葉輪圖，它由動葉、輪轂、葉柄、葉柄軸

承、平衡重等組成。葉輪為焊接結(jié)構(gòu)，重量輕，慣性矩小。

葉片和葉柄等組裝件的離心力通過推力球軸承傳遞至承載

環(huán)上。

2）液壓潤滑裝置

液壓油站由油箱、油泵裝置、濾油器、冷卻器、儀表、

管道和閥門等組成，其結(jié)構(gòu)為整體式。工作時，油由齒輪泵

從油箱中吸出，經(jīng)單向閥，雙筒過濾器送給葉片調(diào)節(jié)裝置，

由于其壓力較高，故稱為壓力油。另一路油經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥，

單向閥、冷卻器、節(jié)流閥、流量繼電器等供軸承潤滑。

為了風機的運行可靠，油站中大部分器件均為兩套，設(shè)

兩臺齒輪油泵，一用一備，正常時工作油泵運行，遇有意外

時，壓力開關(guān)發(fā)信號啟動備用泵，保證繼續(xù)供油。油泵的出

口壓力由安全閥來調(diào)定，一般在3.5Mpa。濾油器為雙套結(jié)構(gòu),

一只工作，一只備用，當工作濾芯需要清洗或更換時，只要

扳動三通閥即可實現(xiàn)。當冷油器發(fā)生意外需清洗或調(diào)換時，

可以切換三通閥來進行旁路。電加熱器用于加熱油液，使得

油保持一定的粘度。

3）中間軸和聯(lián)軸器

風機的轉(zhuǎn)子通過風機側(cè)的半聯(lián)軸器、電動機側(cè)的半聯(lián)軸

器和中間軸同電機相連。

五、風機的運行和維護

1）風機的啟動

A.啟動前的檢查。檢查與風機啟動有關(guān)的潤滑油系統(tǒng)、

冷卻水系統(tǒng)、液壓油系統(tǒng)、一些保護和聯(lián)鎖裝置、監(jiān)測裝置

投入運行。

B.風機啟動可以采用就地、遙控和程控的方式啟動，但

是在風機檢修后試轉(zhuǎn)時，一般采用就地近控啟動，現(xiàn)場有專

人檢查風機的轉(zhuǎn)向是否符合要求，檢查風機的升速和運轉(zhuǎn)情

況，以便在異常工況下及時分析處理。同時監(jiān)測風機的電流

和啟動時間，并進行風量的調(diào)節(jié)。風機試轉(zhuǎn)時應(yīng)確認系統(tǒng)內(nèi)

無積粉，以避免大量的可燃物進入爐膛，以防爐膛爆炸或煙

道內(nèi)可燃物再燃燒。

C.為保證風機的安全，風機應(yīng)在最小負載下啟動，即風

機的動葉角度為0,出口擋板關(guān)閉，這是因為軸流風機的軸

功率N是隨著風量Q的增加而減小。如圖4—2—10為帶有

動葉調(diào)節(jié)的送風機性能曲線，從圖中可以知道動葉角度越

小、風量越大時風機的軸功率將越小。

D.風機啟動后逐漸開啟動葉，同時注意避開喘振區(qū)。啟

動正常后應(yīng)全面檢查風機的運行工況，包括：電動機及機械

部分的振動、軸承溫度、電流、風量風壓、電機線圈和鐵芯

溫度、轉(zhuǎn)動部件有無卡澀和金屬摩擦聲以及各附屬設(shè)備及系

統(tǒng)（潤滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等）的運行情況。

2）風機的停止

A.風機的停用應(yīng)考慮風機聯(lián)鎖的動作范圍，并應(yīng)將機組

的負荷減小，開啟有關(guān)的連通風門；

B.逐漸關(guān)閉需停運送風機的動葉，將需停用風機的負荷

逐步轉(zhuǎn)移至另一臺風機；

C.關(guān)閉送風機出口擋板；

D.打開二次風聯(lián)絡(luò)門；

E.停止送風機；

F.根據(jù)情況停止風機油系統(tǒng)。

3）風機正常運行時的注意事項

A.調(diào)節(jié)送風機負荷時，二臺風機的負荷偏差不應(yīng)過大,

防止風機進入不穩(wěn)定工況運行。

B.定期將冷油器切換運行。切換時先對備用冷油器充油

放氣，結(jié)束后開啟備用冷油器出油門和冷卻水進、出口門，

正常后再停運原運行的冷油器。

C.當油系統(tǒng)濾網(wǎng)差壓過大時，及時切換至備用濾網(wǎng)運行,

通知維護人員清理。

D.發(fā)現(xiàn)風機各處油位低時，及時聯(lián)系加油。

E.風機正常運行監(jiān)視點。風機的電流是風機負荷的標志,

同時也是一些異常事故的預(yù)報。風機的進出口風壓反映了風

機的運行工況，還反映了鍋爐及所屬系統(tǒng)的漏風或受熱面的

積灰和積渣情況，需要經(jīng)常分析。運行時需檢查風機及電機

的軸承溫度、振動、潤滑油流量、情況及各系統(tǒng)和轉(zhuǎn)動部分

4）軸流風機的調(diào)節(jié)

軸流式風機的運行調(diào)節(jié)有四種方式：動葉調(diào)節(jié)、節(jié)流調(diào)

節(jié)、變速調(diào)節(jié)和入口靜葉調(diào)節(jié)。

動葉調(diào)節(jié)是通過改變風機葉片的角度，使風機的曲線發(fā)

生改變，來實現(xiàn)改變風機的運行工作點和調(diào)節(jié)風量。這種調(diào)

節(jié)經(jīng)濟性和安全性較好，每一個葉片角度對應(yīng)一條曲線，且

葉片角度的變化幾乎和風量成線性關(guān)系。

節(jié)流調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性很差，所以軸流式風機不采用這種調(diào)

節(jié)方式。

變速調(diào)節(jié)是最經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方式，但需要配置電機變頻裝

置或液力偶合器，電氣諧波問題很突出，綜合造價和運行維

護費用也不低，故現(xiàn)在運行也并不多。

入口靜葉調(diào)節(jié)時系統(tǒng)阻力不變，風量隨風機特性曲線的

改變而改變，風機的工作點易進入不穩(wěn)定工況區(qū)域。

六、故障分析和處理

表4—6-1送風機、引風機、一次風機常見故障分析

故障現(xiàn)故障原因檢查項目

象

主軸承1、潤滑油流量不足1、適當調(diào)整溢流增加油壓

溫度過2、冷卻器的冷卻水量2、檢查冷卻水量，冷卻水

高不足管是否堵塞

3、冷卻器內(nèi)粘附污物3、清洗水冷管內(nèi)外部

故障現(xiàn)故障原因檢查項目

象

4、軸承內(nèi)有異物4、檢查軸承，有異聲則更

換

系統(tǒng)油1、油泵故障1、檢查維修

壓低2、油泵吸入口不充滿2、檢查是否吸入口帶空氣

3、油箱油位過低3