单级轴流式风机培训教材

单级轴流式风机培训教材

风机是把机械能转化为气体的势能和动能的设备，风机

可以分为轴流式和离心式两种形式。轴流风机和离心风机比

较：

1）动叶调节轴流风机的变工况性能好，工作范围大。

因为动叶片安装角可随着锅炉负荷的改变而改变，既可调节

流量又可保持风机在高效区运行。

2）轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风

机。由于外界条件变化使所需风机的风量、风压发生变化，

离心风机就有可能使机组达不到额定出力，而轴流风机可以

通过动叶片关小或开大动叶的角度来适应变化，同时由于轴

流风机调节方式和离心风机的调节方式不同，决定了轴流风

机的效率较高。

3）轴流风机重量轻、飞轮效应值小，使得启动力矩大

大减小。

4）与离心式风机比较，轴流风机结构复杂、旋转部件

多，制造精度高，材质要求高。

二期工程锅炉送风机、引风机和一次风机每炉均为两

台，采用液压、动叶可调轴流式风机，送风机和一次风机由

上海鼓风机厂有限公司生产，引风机是由成都凯凯凯电站风

机有限公司生产。

一、轴流风机的工作原理

流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在电机的驱动下旋转

时，旋转的叶片给绕流流体一个沿轴向的推力（叶片中的流

体绕流叶片时，根据流体力学原理，流体对叶片作用有一个

升力，同时由作用力和反作用力相等的原理，叶片也作用给

流体一个与升力大小相等方向相反的力，即推力），此叶片

的推力对流体做功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶片

连续旋转即形成轴流式风机的连续工作。

假设一较长的圆柱体静止，气流自左向右作平行流动，

不计气体的粘性（即气体流动的阻力），那么气体会均匀的

分上下绕流圆柱体。气流在圆柱体上的速度及压力分布完全

对称，流体对柱体的总的作用力为0,如图4—2—1所示。

这种流动叫平流绕圆柱体流动。

若圆柱体作顺时针的旋转运动，则圆柱体周围的气体也一起

旋转，产生环流运动。这时圆柱体上、下速度及压力分布亦

完全对称，流体对柱体的总的作用力为0,如图4—2—2所

示，这种运动为环流运动。

图4-2-1平行绕圆柱体流动图4-2-2环流运动

图4一2-3机翼的升力原理

若流体作平行运动，圆柱体作顺时针旋转，这两种流动

叠加在一起是：圆柱体上部平流与环流方向一致，流速加快;

圆柱体下部平流与环流方向相反，流速减慢。根据能量方程

原理，圆柱体上部与圆柱体下部的总能量相等，而圆柱体上

部动能大，压力小，下部动能小，压力大。于是流体对圆柱

体产生一个自下而上的压力差，这个压差就是升力。

机翼上升力产生的原理与圆柱体上升力的原理相同。如

图4—2—3示。机翼上有一个顺时针方向的环流运动，由于

机翼向前运动，流体对于机翼来说是作平流运动。机翼上部

平流与环流叠加流速加快，压力降低，机翼下部平流与环流

叠加流速减小，压力升高。此时就产生一个升力Po同时在

流动过程中有流动阻力，机翼也受到阻力。

轴流风机的叶轮是由数个相同的机翼组成的一个环型

叶栅，如图4—2—4所示。若将叶轮以同一半径展开，如图

4—2—5示，当叶轮旋转时，叶栅以速度u向前运动，气流

相对于叶栅产生沿机翼表面的流动，机翼有一个升力P,而

机翼对流体有一个反作用力R,R力可以分解为Rm和Ru,

力Rm使气体获得沿轴向流动的能量，力Ru使气体产生旋

转运动，所以气流经过叶轮做功后，作绕轴的沿轴向运动。

图4-2—4轴流风机的叶轮

图4-2-5环形叶栅中机翼与流体相互作用力分析图

二、型式和参数

1）型式

引风机：动叶可调轴流式HU27050-22风量:

2270050m3/h出口全压：8.50kpa

送风机：动叶可调轴流式FAF26.6-14-1风量:

996500m3/h出口全压：4.45kpa

一次风机：动叶可调轴流式PAF19-13.3-2风量：

434016m3/h出口全压：14.894kpa

2）设计参数（见表4—2—1）

三、结构简介

图4-2-6,为送风机的结构图，送风机是单级动叶可

调轴流风机。

图4一2一6送风机的结构图

入口箱

图4—2—7单级轴流风机结构

图4—2—8风机的叶轮

单级轴流风机结构如图4一2一7所示。

送风机和引风机由以下部件组成：驱动电机、联轴器、

主轴承、轴承润滑油系统、消声器、进气箱以及连接管道、

风机轴、轴流叶片、液压供油系统、液压缸、调节杆、失速

探针等。每台送风机均有润滑油系统，主轴承的润滑油是由

位于轴承座上的油槽提供。当主轴承温度超过90℃时，将会

报警，运行人员需监视该温度并分析产生的原因，其原因可

能为润滑油中断、冷却水系统故障。如温度继续升高达HOC

时必须立即停机。

送风机和引风机均采用挠性联轴器，即在电动机与风机

之间装有一段中间轴，在它们的连接处装有数片弹簧片，其

具有尺寸小，自动对中，适应性强的特点。一次风机主轴承

采用滚柱轴承并带有一个焊接轴承箱，可承受转子全部的载

荷。主轴、轴承箱和动叶调节的液压缸全部位于风机的芯筒

内。

图4—2—9风机叶片的轮毂

每台风机均有扩压器，将动能转变成静压能，降低涡流

损失，提高风机的效率，同时使空气流更加均匀，风机的出

口过渡段允许扩压器和风道相连接。扩压器的出口和过渡段

进口的连接均为挠性连接，可以减少风机传给风道的振动。

表4—2-1送风机、引风机及一次风机设计参数表

a、送风机设备规范（技术协议数据）

设备名称单位T・BBMCRBRL

风机型式轴流动调

风风机型号FAF26.6-14-1

机

风机入口重量流量kg/S298.262.253.

958977

276.243.234.

风机入口容积流量m3/S

814297

风机全压Pa445037103655

风机入口温度℃202020

24.723.823.7

风机出口温度℃

548

转速r/min985

85.488.088.1

效率%

269

轴功率k/p>

风机总重量kg25000

风机的第一临界转速r/min1280.5

叶轮直径mm2660

叶片数量片14

轴材质42CrMo

机壳及叶轮（包括主轴）材

15MnV/12

质/厚度

风机轴承型式滚动

轴承润滑型式稀油

轴承冷却方式油冷+空冷

轴承冷却水量t/h4

轴承使用寿命h50000

叶片及调节叶片的使用寿命h50000

联轴器形式钢挠性膜片

液压及润滑油的压力MPa3.5

液压及润滑油的油量125L/MIN

距离风机机壳1米处噪声dB(A)85

电动机型号YKK630-6

额定功率Kw1600

电

机

额定电压V10000

同步转速r/min1000

频率Hz50

效率%94

功率因数0.85

堵转转矩（倍）

0.6

堵转电流（倍）6.5

最大转矩（倍）1.8

绝缘等级级F

防护等级IP54

起动电流/额定电流6.5

起动时间S10

重量Kg9700

冷却方式IC611

b、吸风机设备规范（技术协议数据）

单

设备名称T-BBMCRBRL

位

风机型式动叶可调轴流

机

风机型号HU27050-22

kg/177741506614604

风机入口重量流量

h498874

m,7227001924218628

风机入口容积流量

h505050

风机全压Pa850068006750

风机入口温度℃119119119

风机出口温度℃126.3124123.8

r/m

转速745745745

in

效率%86.085.686.4

轴功率kW608041743974

风机总重量75000

kg

安装隔声包敷层后w

距离风机机壳1米处噪声dB(

A)85

风机的第一临界转速r/m>970

in

叶轮直径mm3546

叶片数量片2X22

轴材质

35CrMo

机壳：Q235/22,叶片：

机壳及叶轮（包括主轴）材

Q345D,轮毂：42CrMo,

质/厚度

主轴：35CrMo

风机轴承型式滚动轴承

循环油+油池

轴承润滑型式

循环油+油池+风冷

轴承冷却方式

/

轴承冷却水量t/h

正常工况下三50000

轴承使用寿命h

叶片及调节叶片的使用寿正常工况下三50000

h

命

膜片式

联轴器形式

液压：4.2,润滑：0.18

液压及润滑油的压力MPa

1/m液压：126,润滑：17

液压及润滑油的油量

in

电动机型号YKK1120-8

额定功率7200kW

额定电压10000

同步转速750r/min

频率50Hz

效率>90%

功率因数>0.8%

电（倍

机

堵转转矩0.6

）

（倍

堵转电流6.5

）

（倍

最大转矩1.8

）

绝缘等级F

防护等级IP54

起动电压8000或4800V

起动时间W25s

重量

冷却方式IC611

C、一次风机设备规范（技术协议数据）

设备名称单位T-BBMCRBRL

风机型式动口-卜可调轴流

风机型号PAF19-13.3-2

137.95.191.6

风机入口重量流量kg/S

6125

127.88.084.8

风风机入口容积流量m3/S

4276

机

147510931050

风机全压Pa

000

风机入口温度℃202020

风机出口温度℃35.431.030.3

837

转速r/min1470

83.588.087.1

效率

236

轴功率kW21301049951

风机尺寸mm1884

风机总重量kg14000

风机的第一临界转速r/min1911

叶轮直径mm1884

叶片数量片24

轴材质35CrMo

机壳及叶轮（包括主轴）材

Q235A/10

质/厚度

风机轴承型式滚动

轴承润滑型式稀油

轴承冷却方式强制油循环

轴承冷却水量t/h4t/h

叶片及调节叶片的使用寿命h50000

联轴器形式钢挠性膜片

液压及润滑油的压力MPa3.53

液压及润滑油的油量125

距离风机机壳1米处噪声dB(A)85

电动机型号YKK710-4

额定功率2200

额定电压10000

同步转速1470

频率50

电

机

效率95

功率因数0.86

堵转转矩（倍）0.5

堵转电流（倍）6.0

最大转矩（倍）2.0

绝缘等级F

防护等级IP54

电加热器电压和功率380V/2.4KW（一台

电机一路电源）

起动电压^80%Un

起动时间20s

重量16500Kg

四、技术特点

1）叶轮

叶轮是轴流风机的主要部件之一。气流通过旋转的叶

轮，才能得到能量，并沿轴做螺旋的轴向流动。图4—2—8、

4-2-9为风机的叶轮图，它由动叶、轮毂、叶柄、叶柄轴

承、平衡重等组成。叶轮为焊接结构，重量轻，惯性矩小。

叶片和叶柄等组装件的离心力通过推力球轴承传递至承载

环上。

2）液压润滑装置

液压油站由油箱、油泵装置、滤油器、冷却器、仪表、

管道和阀门等组成，其结构为整体式。工作时，油由齿轮泵

从油箱中吸出，经单向阀，双筒过滤器送给叶片调节装置，

由于其压力较高，故称为压力油。另一路油经压力调节阀，

单向阀、冷却器、节流阀、流量继电器等供轴承润滑。

为了风机的运行可靠，油站中大部分器件均为两套，设

两台齿轮油泵，一用一备，正常时工作油泵运行，遇有意外

时，压力开关发信号启动备用泵，保证继续供油。油泵的出

口压力由安全阀来调定，一般在3.5Mpa。滤油器为双套结构,

一只工作，一只备用，当工作滤芯需要清洗或更换时，只要

扳动三通阀即可实现。当冷油器发生意外需清洗或调换时，

可以切换三通阀来进行旁路。电加热器用于加热油液，使得

油保持一定的粘度。

3）中间轴和联轴器

风机的转子通过风机侧的半联轴器、电动机侧的半联轴

器和中间轴同电机相连。

五、风机的运行和维护

1）风机的启动

A.启动前的检查。检查与风机启动有关的润滑油系统、

冷却水系统、液压油系统、一些保护和联锁装置、监测装置

投入运行。

B.风机启动可以采用就地、遥控和程控的方式启动，但

是在风机检修后试转时，一般采用就地近控启动，现场有专

人检查风机的转向是否符合要求，检查风机的升速和运转情

况，以便在异常工况下及时分析处理。同时监测风机的电流

和启动时间，并进行风量的调节。风机试转时应确认系统内

无积粉，以避免大量的可燃物进入炉膛，以防炉膛爆炸或烟

道内可燃物再燃烧。

C.为保证风机的安全，风机应在最小负载下启动，即风

机的动叶角度为0,出口挡板关闭，这是因为轴流风机的轴

功率N是随着风量Q的增加而减小。如图4—2—10为带有

动叶调节的送风机性能曲线，从图中可以知道动叶角度越

小、风量越大时风机的轴功率将越小。

D.风机启动后逐渐开启动叶，同时注意避开喘振区。启

动正常后应全面检查风机的运行工况，包括：电动机及机械

部分的振动、轴承温度、电流、风量风压、电机线圈和铁芯

温度、转动部件有无卡涩和金属摩擦声以及各附属设备及系

统（润滑油系统、冷却水系统等）的运行情况。

2）风机的停止

A.风机的停用应考虑风机联锁的动作范围，并应将机组

的负荷减小，开启有关的连通风门；

B.逐渐关闭需停运送风机的动叶，将需停用风机的负荷

逐步转移至另一台风机；

C.关闭送风机出口挡板；

D.打开二次风联络门；

E.停止送风机；

F.根据情况停止风机油系统。

3）风机正常运行时的注意事项

A.调节送风机负荷时，二台风机的负荷偏差不应过大,

防止风机进入不稳定工况运行。

B.定期将冷油器切换运行。切换时先对备用冷油器充油

放气，结束后开启备用冷油器出油门和冷却水进、出口门，

正常后再停运原运行的冷油器。

C.当油系统滤网差压过大时，及时切换至备用滤网运行,

通知维护人员清理。

D.发现风机各处油位低时，及时联系加油。

E.风机正常运行监视点。风机的电流是风机负荷的标志,

同时也是一些异常事故的预报。风机的进出口风压反映了风

机的运行工况，还反映了锅炉及所属系统的漏风或受热面的

积灰和积渣情况，需要经常分析。运行时需检查风机及电机

的轴承温度、振动、润滑油流量、情况及各系统和转动部分

4）轴流风机的调节

轴流式风机的运行调节有四种方式：动叶调节、节流调

节、变速调节和入口静叶调节。

动叶调节是通过改变风机叶片的角度，使风机的曲线发

生改变，来实现改变风机的运行工作点和调节风量。这种调

节经济性和安全性较好，每一个叶片角度对应一条曲线，且

叶片角度的变化几乎和风量成线性关系。

节流调节的经济性很差，所以轴流式风机不采用这种调

节方式。

变速调节是最经济的调节方式，但需要配置电机变频装

置或液力偶合器，电气谐波问题很突出，综合造价和运行维

护费用也不低，故现在运行也并不多。

入口静叶调节时系统阻力不变，风量随风机特性曲线的

改变而改变，风机的工作点易进入不稳定工况区域。

六、故障分析和处理

表4—6-1送风机、引风机、一次风机常见故障分析

故障现故障原因检查项目

象

主轴承1、润滑油流量不足1、适当调整溢流增加油压

温度过2、冷却器的冷却水量2、检查冷却水量，冷却水

高不足管是否堵塞

3、冷却器内粘附污物3、清洗水冷管内外部

故障现故障原因检查项目

象

4、轴承内有异物4、检查轴承，有异声则更

换

系统油1、油泵故障1、检查维修

压低2、油泵吸入口不充满2、检查是否吸入口带空气

3、油箱油位过低3