第四章
通风机的运转与调节
第一节
通风机的运转
—、通风机的启动
通风机启动前要进行认真地检查。检查的内容有：
1．检查润滑油的名称、型号、主要性能和加注数量，是否符合技术文件规定。
2．检查轴承的润滑系统、密封系统和轴承冷却系统(水冷轴承装置的)是否完好，轴承的油路、水路是否畅通。通风机轴承要在有良好的润滑和冷却状态下方可启动。
3．启动前，应将通风机的转子盘动1～2次，检查转子是否有卡住和摩擦现象。
4．通风机机壳内，联轴器附近、皮带防护装置等处，是否有妨碍转动的杂物，若有，应全部清除。
5．通风机、轴承座、电动机的基础地脚螺栓是否有松动。要保证地脚螺栓牢固，否则，会造成通风机的强烈震动。
6．通风机叶轮是否倒转。若倒转，必须使叶轮完全停止转动后，方可再启动。
7．对于功率在75千瓦以上的离心式通风机，要检查通风机入口或出口的阀门(或导向器)是否关闭，应避免通风机带负荷启动。通风机入口(或出口)的阀门，应待通风机启动达到额定转速后，再逐渐开启，调整到所需位置。
8．对于新匹的或改变极数的电动机，要注意检查测量电动机的实际转速，是否与通风机转速相符。
9．通风机启动时，通风机工作系统的阀门或附属装置，均应处于通风机运转时负荷最小的位置。
10．通风机启动的一般次序是：
(1)关好通风机入口的启动调节阀(对离心式通风机)；
(2)启动润滑系统油泵；
(3)启动冷却水泵或打开冷却水阀门，冷却水温度一般应低于32○C；
(4)启动通风机。
启动通风机时还要注意安全操作。如检查轴瓦时，应注意不要绞住衣服；启动通风机时，操作人员应站在通风机的两侧，非操作人员应退出通风机室等。
二、通风机的正常运行
通风机在正常运行中，主要是监视通风机的电流。电流不仅是通风机负荷的标志，也是一些异常事故的预报。其次，要经常检查通风机轴承的润滑油、冷却水是否通畅；轴瓦温度、轴承振动是否正常以及有无摩擦、碰撞的声音等。
在正常运行中，如遇到下列是情况，应立即停机检查或修理：
1．润滑轴承温度超过70℃(滚动轴承超过80℃)或轴承冒烟；
2．电动机冒烟；
3．发生强烈的振动或有较大的碰擦声。
对于大、中修以后的通风机，在投入正常运行以前，一般须进行试运转。通风机的试运转一般分两步进行，第一步是机械性能试运转，主要检查通风机大、中修以及装配的质量：第二步是设计负荷试运转，检查通风机是否符合设计要求。
通风机试运转前，以电动机带动的通风机须经一次启动立即停车的试验，并注意检查转子的转动情况，有无摩擦声或不正常的声响。检查正常后，方可进行试运转。
通风机的叶轮，如果经过大修或重新更换，试运转时，应以超过叶轮的最大工作转速的10％～20％进行超速运转试验，试验的时间不少于5分钟，之后，再转入额定转速下的试运转。试运转的时间应根据通风机在使用上的特点和使用地点的海拔高度，按设备技术文件确定。在无具体规定时，一般不少于2小时。
在通风机转子安装以前，对于压力给予油润滑的通风机，应首先将润滑系统进行串油工作，以清除输油系统中的残留污垢。串油的操作程序如下：
1．将过滤好的新油加入油箱；
2．开动手动油泵，使新油经过10～30分钟左右的循环，使油管管路中残存的污垢经循环后流到油箱内；
3．将油箱中的油经过特备的滤油机过滤，并清扫油箱，然后，将过滤好的油再放入油箱内。
滤油时应注意，同一滤油机和油管不能过滤不同牌号的油，否则，必须进行彻底清扫。
通风机运转启动时，润滑油的温度一般不应低于25℃；运转中轴承的进油温度一般应控制在35～45℃；出口油温控制在家55～65℃；一般滚动轴承温度计不宜高于80℃，滑动轴承温度不宜高于70℃。
通风机运转时，轴承润滑进口处油压一般控制在0．8～1．5公斤力／厘米2，高速低负荷时，轴承油压低于0．7公斤力／厘米2时应报警，低于0．3公斤力／厘米2时应停车。没油压下降到上述数值的上限时，应立即开动油泵，同时查明测压不足的原因，及时消除。
通风机试运转时，应注意检查通风机转子与电动机的轴向串动量。某烧结厂检修规程规定，烧结机尾排烟机的电动机最大允许串动量为2毫米，转子轴向最大允许串动量为1毫米。如超过最在允许值，应停车检修。
三、通风机的停机
当通风机工作系统停止时，应将通风机停机。停机后应注意关闭通风机前后的阀门、挡板。
对于大型有起动油泵的通风机组，停机时，应先启动油泵，通风机停止转动后，待轴承回油温度降到45℃后，再停止油泵；若没有温度检测，可在通风机停止转动30分钟后，停止油泵。
作为通风机轴承备用的冷却水可不停闭。若停机检查，要切断电动机电源，并挂上禁止操作的牌子，以免发生事故。
第二节
离心通风机的调节
通风系统投入运行以后，一般都需要通过调节才能达到预期的流量。离心式通风机流量的调节有以下几种方法：
一、改变管网阻力调节法
改变管网阻力调节法，也叫节流调法。这个方法是利用通风系统中的阀门等节流装置的开启程度大小，来增减管网阻力，从而改设管网特性曲线，达到调节流量的目的。此时，通风机特性曲线不改变，由于管网特性曲线发生改变，使工况点位置改设。P、N、η为通风系统中通风机的工作压力、功率和效率曲线，P=KQ2为管网特性曲线，1点为工况点。此时，通风机的流量为Q1，压力为P1，功率为N1，效率为η1。若减小流量，可关小管道上的阀门。由于关小阀门，管道阻力增大，由P1增大到P2，使通风机工况点上升，由点l变到点2。由图可见，这时通风机的流量己由Q1减到Q2功率由N1降到N2，效率由η1降到η2。
二、改变通风机转速调节法
从空气动力学理论看，改变通风机转速调节法是合理的。改变转速后，通风机效率保持不变，而功率则由于流量与压力的降低而迅速下降。
如图4-2所示，通风机以转速n1在管网P=KQ2中工作时，工况点为1。此时流量为Q1，风压为P1，功率为N1，效率为η1。若减小流量，可把通风机的转速由n1减小到n2。由通风机定律可知，通风机的流量、压力、功率分别作如下变化：
可见，除通风机效率η外，流量Q、压力P、功率N分别随转速N的关不止而作相应的减少，即通风机的工况点，由于转速减小而下降，由1点下降为2点。此时流量为Q2，压力为P2，功率为N2。
改变通风机转速的方法，一般可以用更换电动机的转速来实现。在不更换电动机时，也可以采用皮带变速，齿轮变速等方法来实现。值得注意的是，采用皮带变速以提高转速时，应验算通风机是否超过最高允许转速(即叶轮的最高允许圆周速度)和电动机是否超载。
第三节
离心通风机的防磨
除尘系统中的通风机，是在含尘气流中工作的。烟尘中的粉尘颗粒既要对通风机产生磨损，又要在通风机叶片上附着积灰。由于这种磨损和积灰是不均匀的，因而，使通风机转子的平衡遭到破坏，引起通风机振动，缩短通风机寿命，严重者可使通风机不能正常运行。
引起通风机磨损的原因很多，有通风机本体原因，如通风机结构形式、材质等；也有除尘系统状况原因，如粉尘性质、浓度等。
通风机的形式对磨损的程度有着显著影响。由空气动力原理可知，如果通风机设计合理，使气流中的粉尘微粒分布均匀，不会导致集中磨损，则通风机的使用寿命就长。一般单直板型叶片通风机，比机翼型叶片通风机耐磨；后向式叶片通风机双前向式叶片通风机耐磨。高效机翼型叶片通风机，由于其压力系数较低，叶轮直径较大，圆周速度高，因此，其磨损程度也大。而且，由于其叶片中空，叶片一经磨穿，粉尘即进入叶片空腔，加之粘在非工作面上的粉尘，在通风机运转中不均匀地落下，都将引起通风机叶轮的不平衡而导致通风机的强烈振动。
通风机的转速对磨损的影响，根据对排粉通风机的试验得出，通风机的金属磨耗量与转速成正比。
通风机的耐磨性与通风机磨损部件的材质密切相关。通风机的耐磨性，不仅取决于材料的硬度，更重要的是取决于材料成分。经过热处理后的各种不同成分的钢，虽有相同的硬度，却有不同的耐磨性。
通风机的磨损与输送气流的含浓度、粉尘的性质、粉尘的粒度有关。据有关资料介绍，通风机的磨损与气流的含尘浓度成正比。浓度愈大，通风机磨损得愈强烈。同时，通风机的金属磨耗量与粉尘的粒度成正比，粒度愈大，金属磨耗量愈大。但是，当粒度μ在50—100微米以上时，金属磨耗量就不再以正比的关系增加了，趋于一定值。
某电厂为了弄清粉尘粒度对通风机运行寿命的影响，曾在两台锅炉上进行了实验测定。测定结果是，粉尘粒度约有40%大于45微米者，通风机运行寿命为2500小时；粒度约有6～8％大于45微米者，运行寿命为3200小时。可见粉尘粒度对通风机运行寿命的影响是很大的。
我们知道，粉尘颗粒对通风机磨损，是由撞击和擦伤两部分构成的。因此，粉尘的硬度和表面形状也直接关系到对通风机磨损的程度。硬度大、具有棱角的粉尘，对通风机的磨损就大。
为了延长通风机的使用寿命，防止和消除通风机的磨损，很多厂矿都做了大量的工作，搞出了很多技术措施，总结和积累了丰富经验。归纳起来有以下几个方面。
1．采用或改进除尘设备
使用效率高的除尘设备，是防止通风机磨损最有效的方法。为了保护环境，化害为利，综合利用，对产尘设备和产尘点，都必须设置有较好的除尘设备的除尘系统。以往那种只顺岗位，不顾环境；只设通风机排尘，不设除尘设备净化的搞粉尘搬家，损人利己的作法是不允许的。
在除尘系统中，一般应将通风机安装在除尘设备之后运行。这样，保证了通风机在净化的气流中工作，消除了磨损的条件。为了达到这样的目的，改进现有的除尘设备，提高除尘效率是十分重要的。对于除尘设备，包括干式除尘设备(如电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器等)和湿式除尘设备(如水浴除尘器、水膜除尘器、冲激式除尘器、泡沫除尘器等)，要根据各自的结构特点，定期检修，认真维护，确保其正常的工作条件。在条件允许的情况下，应尽量采用效率较高的除尘设备。
2．机壳增加铸石或铸铁衬板
对于必须在粉尘中运行的通风机，目前，国内外采用铸石作为防磨衬板，已取得显著的效果。铸石的硬度和耐磨性能好，通常比金属高几倍至几十倍。采用铸石代替钢材，可减少因磨损而造成的金属损耗。
3．叶片渗碳
渗碳的目的，是为了使金属表面形成硬而耐磨的碳化铁层，同时，保持钢材内部的柔韧性。由于钢材在组织态呈奥氏体时，吸收碳的能力最强，因此，在渗碳过程中，必须把叶片加热到能使内部组织转变为奥氏体所需要的温度。但渗碳温度过高，易引起晶粒变大和表面层含碳过高而出现脆性，致使叶片容易产生裂纹。因此，一般控制加热温度在900℃左右。渗碳层越深，防磨效果越好，但脆性越大，叶片易断裂。实际渗碳时，渗碳层多厚，渗碳的部位，要以叶片的厚度和磨损情况以及渗碳工艺来决定。
4．叶片加焊防磨块
为了增强通风机的防磨性能，可在叶片工作面上沿轴向加装突出横条，如图4-8a所示，以造成使气流在叶片工作面上形成一空气垫，对叶片起保护作用。实践证明，采用这种方法，可以延长通风机的使用寿命1—2倍。在叶片工作面上加装错列的突起小块，如图5-8b所示，也能起到防磨作用。为了减少制造工作量，突起的横条或突起的错列小块，可以用φ10毫米的圆钢代替。
图4-8 通风机叶片防磨小块布置（a、b）
值得说明的是，通风机叶片加焊防磨小块后，应对通风机叶轮作用静平衡和动平衡校正，以保证叶轮运转达平稳。当使用现场校正条件有困难时，对于6号以下的通风机可不作动平衡校正，但静平衡校正一定要作。
5．降低通风机转速
通风机的转速越高，磨损越严重。据资料介绍，通风机的磨损程度基本上与转速的平方米成正比。因此，对于磨损的通风机，在满足了系统流量、压力要求的前提下，选择低比转数的通风机，从而降低通风机转速，减轻磨损程度。
6．选用耐磨通风机
目前，我国通风机制造厂家已为工业生产制造出几种型号的耐磨通风机。如排尘通风机G4-73型，适用于排送含有尘埃、木质碎屑、细碎纤维等气体；M7-
29型煤粉通风机，适用于电站煤粉系统的输送。该型通风机的蜗壳部分用钢板焊接，内衬有护板，以便磨损后更换。通风机叶轮全部用普通碳素钢焊接，叶片系肖向型式。选择在粉尘气流中工作的通风机时，应优先选择这些具有一定耐磨特性的通风机，以延长通风机的使用寿命。
关于通风机耐磨问题，还有大量的工作需要我们去研究，去实践。我们要结合各个单位的实际情况，探索出更多行之有效的通风机防磨措施来。
第四节
离心通风机的某些改造
通风机是在国民经济各个部门使用最为广泛的耗能设备之一，据有关资料统计，通风机的耗电量占全国发电量的百分之十。我国使用的通风机有一半以上是五十年代初生产的老产品，效率低、耗量大，极待改造。
近年来，为了节约能源、开发能源，科研、设计和制造厂家同力协作，研制出一批高效节能，具有七十年代水平的通风机，如高压离心式通风机9—19系列、9—26系列；小氮肥离心式通风机10—19系列；矿井轴流式主通风机2K60系列；矿井局部轴流式风扇BKJ66—1系列和纺织轴流式通风机FZ40-11系列等。这些列的通风机已经推广使用。与此同时，各生产使用单位，根据使用实际需要，对通风机的某些结构进行改造，以提高通风机的性能。不少实践表明，对旧有通风机进行改造，可以收到较好的经济效益。向通风机的改造要能源，是行之有效的。现将一些单位进行通风机改造的方法介绍如下：
1．增加叶片尾部或切短叶片
当实际使用的通风机的流量不能满足通风系统的需要，又不能利用改变转速调节时，可将原通风机的叶轮叶片的尾部加长一段，如图4—9所示。在叶片的外缘上接上—段单板叶片1，其工作面与原叶片的弧面平滑相接，同时在前盘和后盘上各增加一圈补盘2，然后彼此焊牢。补盘可酌情减薄，或以适当大小的三角垫板3代之。
图4-9 增加通风机叶轮叶片尾部示意图
国内曾对4-73系列通风机，叶轮直径为0．5米的模型，作过增加叶片尾部的性能试验。4-73系列改进时，叶片尾部为原叶轮直径的10％时，其叶片出口角约为37○。
当实际使用的通风机流量大于通风系统所需的流量，又不能利用改变转速调节时，可将原通风机的叶轮片顶端切去一段。
增加叶轮叶片的尾部或切短叶片顶端的尺寸，应按流量和直径的相似关系计算决定，一般叶片长度改变后的叶轮直径，不超过原直径的20％。
2．增加或减小叶轮宽度
这种方法适用于在保持原来通风机压力的情况下，来改变通风机的流量。若使流量增大，可将叶轮宽度增加；若使流时减小，可将叶轮宽度减小。
增加或减小叶轮宽度的尺寸，是按流量来决定的。决定的依据是认为流量与叶轮宽度成正比。用公式表示为：
式中： Ql、b1——改造后的通风机的流量、叶轮宽度；
Q、b——改造前的通风机流量、叶轮宽度。
减小叶轮宽度时，是将靠近叶轮后盘的叶片，截去按计算得出的叶片宽度的多余部分，再将叶片与后盘焊牢。但必须注意叶轮与进气口的轴向尺寸的变化。图4-11是减小叶轮宽度的示意图。
图4-11 减小叶轮宽度示意图
国内曾经对4-73N05模型的叶轮宽度减小10％和20％做过性能试验。增加叶轮宽度，是将叶轮按计算所得的不足量加宽。加宽叶轮的工艺较为复杂，有的需全部更换叶片，只昨用原有的前后盘。
3．改进通风机的叶片
1)鉴于离心式通风机的中空机翼型叶片，因磨穿而失去平衡的可能，可将其非工作面一侧的钢板去掉，则叶片弧面变为单板式，如图4-13所示。
图4-13 机翼型与改进后的单板式叶片示意图
国内曾经对4-73N05模型进行上述改进的性能试验。该性能曲线与原4-73系列模型性能比较如图4-14所示。改进后的压力线低于原型，功率线两者接近，效率线比原型低8%左右。
2)将轴流式通风机的直叶片改进为扭曲型叶片，可提高效率2～3％。这种方法在改进纺织厂使用的Y型轴流式通风机上已获得应用，得到了较好的效果。
4．改进扩压器
在其分参数不变的情况下，仅将叶轮前、后盘直径加大叶轮外径的15％左右，构成所谓“无叶旋转扩压器”的改型，然后去其旋转扩压器，得到原型。国内的试验指出，改型与原型比较，改型压力提高约3～4％，效率提高3～4％，噪声降低1分贝。
除此之外，一些单位还采取老通风机用新叶轮的方法，来提高通风机的使用效率。在更换新叶轮时，要把进风口一起更换，同时再调整通风机的转速，以满足新叶轮的需要。比如，可以在9-57系列通风机上换上4-72系列的叶轮。
有的单位为了减小通风机的流量，采取了更换较小叶轮的方法。在没有高效调节法的情况下，这种方法可以达到省能的目的。
