山東錦工有限公司是一家專業生産羅茨風機、羅茨鼓風機等機械設備公司，位於(yú)有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工緻力於(yú)新産品的研發，新産品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，赢得瞭(le)市場好評和認可。此類産品已廣泛應用於(yú)電力、污水處理、環保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業。
羅茨鼓風機是焦化廠的心髒，現我廠冷鼓工段的DCS系統存在以下缺點：其一，原DCS系統爲四川川儀的FCS-2000系統，生産(chǎn)使用7年設備(bèi)老化，各設備(bèi)儀表數據反應慢，系統經常導緻風機停車。其二，原DCS系統落後，儀表數據無法再滿足生産(chǎn)要求。其三，原硬件已經停止生産(chǎn)，設備(bèi)備(bèi)品周期長，系統的維護成本較高且維護存在滞後性。結合我廠的實際情況，爲保證安全生産(chǎn)和環保的要求，以及化産(chǎn)和甲醇工藝生産(chǎn)的連續性，爲進一步實現安全指标和經濟效益，故對冷羅茨風機的DCS系統進行開發和研究。結合實際情況，對原有的DCS系統進行分析後，不能有效滿足安全要求，根據工藝要求，結合浙大中控的JX-300XP系統進行分析和研究後，可全面滿足我廠冷鼓工段技術研究後的全部要求。現我車間對浙大中控的JX-300XP系統的硬件和組态軟件有初步的認識。
2.DCS系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)介
山西焦煤集團五麟公司焦化一廠共有羅茨鼓風機2台，爲瞭(le)提高生産過程自動化控制水平，更好地控制運行參數，我們配備瞭(le)DCS控制系統。鑒於(yú)運行速度需滿足工藝要求，完成諸如實時數據顯示、報警、回路調節、設備的啓停、聯鎖、解鎖、事故追憶、曆史值的查閱等功能。我們選用瞭(le)選用相對國内技術領先、功能完善的浙大中控股份有限公司集散控制系統。根據生産需要，我們配備瞭(le)三個操作員站，一個工程師站，兩個控制站；通過SCNET網和SBUS網互相連接。爲瞭(le)加強系統運行的安全性，均採用瞭(le)冗餘控制。主控卡、數據轉發卡、外配24VDC電源、網絡交換機等都採用瞭(le)冗餘控制，當一路出現故障時，系統能自動切換，保證系統的正常運行。工程師站的主要作用是完成軟件組态及對各站數據庫、報表、圖形、曆史庫的下裝，I/O站完成現場信号採集及控制功能，操作員站完成現場監視，包括報警、工藝流程顯示、控制操作參數修改（如PID參數修改）、趨勢顯示、統計等功能。系統中所有電機開停均由DCS操作，爲瞭(le)及時處理緊急情況，在操作台上安裝瞭(le)緊急停車按鈕，這樣可實現對整個系統的多重保護，将事故的可能性降至最低。
3.DCS系統的數(shù)據(jù)顯示功能
3.1數據(jù)、流程圖顯示畫(huà)面
流程圖主要包括：
根據工藝要求将系統的工藝流程在DCS系統操作員站屏幕上形象逼真地反映出來，将所有能動的設備在運行時，讓其産生動态，使操作人員易於(yú)識别哪些設備運行，哪些設備停止，如風機運行時，風機由綠色變成紅色，並(bìng)運用隐藏顯示功能，便可轉動。所有調節閥随閥門開度變化而産生閥位的變化，液位亦随實際液位實時變化。DCS對採集到的數據進行實時保存，操作人員可在趨勢一覽裏查詢需要的參數。可以準確地反映當時的工況，趨勢保存時間與操作站電腦硬盤的容量有關。較以前的二次表顯示體現出很大的優勢。
3.2操作畫面
系統組态提供瞭(le)初冷器畫面、羅茨鼓風(fēng)機畫面、DI/DO等畫面。
（1）初冷器畫面
包括入初冷器ABC煤氣壓力初冷器ABC入水溫度初冷器ABC出水溫度電(diàn)捕焦油器AB壓力溫度等參(cān)數顯示，電(diàn)捕焦油器運行狀态。
（2）羅茨鼓風機畫面
包括羅茨鼓風機AB軸承溫度、軸位移、潤滑油油溫高溫油箱液位等參(cān)數顯示；油泵連鎖系統運行情況：是否啓動電加熱器；羅茨鼓風機連鎖系統運行情況；羅茨鼓風機停車(chē)原因顯示，其系統狀态圖如圖3-1所示。
（3）DI/DO畫面
變頻器AB運行狀态：準備(bèi)好、運行、故障、報(bào)警；羅茨鼓風機變頻狀态：自動/手動；焦爐集氣管壓力閥位給定信号和反饋信号；風機油泵運行狀态；急停按鈕、循環氨水泵急停、剩餘氨水泵急停、上段冷凝泵急停、下段冷凝泵急停。
4.DCS組态
4.1設備啓停組态 一般現場設備的啓停都是依靠圖形編程來完成，是集散控制系統（DCS）的一種運用，在組态時，需要結合考慮包括設備功率、控制原理等現場設備的因素。根據電機設備的功率，又可以分爲以下兩種情況：①大功率電機根據設計資料，爲瞭(le)滿足其信号開出端的子版繼電器對電流的承受需求，可以通過加入受DCS系統控制的繼電器（位於(yú)I/O開出端子闆）來實現。②電機功率相對較小時，可以利用I/O開出端繼電器完成控制，無需加入其他設備即可直接控制。
4.2系統連鎖功能 本系統所有連鎖開關都採用自定義一字節軟開關來實現，可以在畫面上手動切除與投入。油泵系統連鎖運行時，當油壓低時，自動啓動輔助油泵。連鎖切除時，主油泵和輔助油泵可随意啓停。羅茨鼓風機連鎖系統運行時，油溫、油壓、軸位移範圍時自動停車，解除連鎖時，羅茨風機運行與連鎖調節無關，一般用於(yú)儀表故障檢修時使用。具體而言，其優勢表現在以下幾個方面：首先，參與風機調速的各信号採用雙卡控制，運行卡件和備用卡件自動切換，實現瞭(le)由於(yú)卡件原因，而導緻風機停車和降速的故障；其次，支持組态的在線下載，數據的修改和維護比較方便；同時，由於(yú)採用雙網、雙模光纖傳輸儀表數據，各儀表數據傳輸快，滿足生産調節要求。
5.結束語
本系統運行穩定，安全性高，操控靈敏；至2010年投入運行以來，沒有出現過軟件及硬件上的問題，這使得操作工人的工作強度大大減少，同時有效提升瞭(le)工作效率，降低瞭(le)能源的利用和污染。初步估算，由DCS系統所帶來有效降低投資約50萬元。實踐也證明，相比以前的二次表常規控制，DCS系統在焦爐壓力調節系統上節約瞭(le)大量的人力和資金投入，在今後的發展中有著(zhe)非常廣泛的應用前景。
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鼓風機動作原理:魯式鼓風機之作動原理爲機體氣室内裝置兩組葉輪，以相反方向回轉時，吸入側因容積V1變化而産生低壓，爲平衡壓力而吸入空氣，而形成容積V2之空氣，再由吐出側送出空氣，由吐出口之阻力而産生高壓。由於(yú)兩葉輪間保有一定之間隙，因此兩葉並(bìng)無相互摩擦，所以不必在葉輪間添加任何潤滑劑，即可高速運轉排送潔淨空氣，亦可用於(yú)真空用途。性能表使用方法:性能表系表示鼓風機之形式、口徑、回轉數、吐出壓力、理論風量、軸動力。
1. 性能表系指示吸入标準狀态之氣(qì)體( 溫度20 C，**壓力1.0332kgf/cm，相對(duì)濕度65%)。
2. 基準狀态(0 C 1.2332kgf/cm ABS)之空氣量與吸入壓力相同時可換算标準狀态之空氣量如下:3. 吐出狀态之空氣量換算爲吸入狀态空氣量如下:4. 以上列換算結論求所需空氣量和必要之吐出壓力來求出性能表内所列之鼓風(fēng)機型式、口徑 、回轉數、軸動(dòng)力。
5. 對(duì)各種鼓風機之選擇範(fàn)圍如有重複時，應選擇經濟之型式。
1、羅茨鼓風機維護檢修規程總 則本規程适用於(yú)我車間羅茨鼓風機的維護檢修使用。本規程規定瞭(le)羅茨風機完好标準、鼓風機的維護、檢修周期與檢修内容、檢修方法與質量标準、試車與驗收。一、設備完好标準1.主要結構及性能參數簡述：主要結構：羅茨鼓風機由主油箱、齒輪部件、後軸承座部件、牆闆、機殼、主動軸、從動軸、葉輪、密封部件、前軸承座部件、調整墊片、副油箱、甩油盤、擋油環等零部件組成。主要技術性能規範：風機型号 3L54WD 流 量 51m3/min出口靜壓 30000Pa 轉 速 1480r/min2設備完好标準（1）零部件 零部件齊全，質量符合要求。 儀表、信号連鎖和各種報警安全附件齊全完整，靈敏準確。 基。
2、礎、機座穩固可靠，地腳螺栓和各部螺栓連接符合要求。 設備(bèi)、管道、管件、閥門、支架等安裝合理、牢固完整、标志分明、銘牌清晰。 設備(bèi)的防腐完整有效。（2）設備(bèi)性能 設備(bèi)潤滑良好，潤滑系統暢通，潤滑油符合要求。 設備(bèi)無異常振動、松動、雜音等不正常現象。各項運行參(cān)數均在指标控制範圍以内。能夠滿足生産要求。（3）設備(bèi)環境設備(bèi)應清潔，無油污、灰塵，無漏油、漏氣，各密封點無洩漏。設備(bèi)周圍地坪、樓闆、攔杆平整完好，道路暢通。設備(bèi)周圍排水溝暢通，無積渣。二、 維護與保養1.日常維護（1）保持設備(bèi)整潔衛生。（2）注意潤滑情況是否正常，主要潤滑油的質量和油位，經常傾聽鼓風機運行是否有雜音。（3）經常觀察各個儀表工作。
3、是否正常穩定。（4）風機、電機的響聲和振動是否正常。（5）嚴格執行潤滑管理制度。2. 定期檢查（1）表面除鏽、除污和清洗。（2）定期檢查泵的入口過濾器。（3）鼓風機機體内部有無漏水、漏油現象。（4）定期檢查各部分的螺栓是否松動。（5）定期檢查冷卻水是否暢通。（6）定期檢查並(bìng)做好記錄三、檢修周期和檢修内容1、檢修周期根據狀态監測結果及設備(bèi)運行狀況，可以适當調整檢修周期。一般檢修周期見表1。表1 一般檢修周期檢修類别小修大修檢修間隔期3-6個月36個月2.小修項目(1)清理轉子表面灰垢，檢查各部位間隙。（2）檢查軸承箱齒輪箱油位，補充或更換潤換油。（3）清洗檢查潤滑系統和冷卻水系統。（4）檢查緊固。
4、各部連接螺栓.消除洩漏,消除設備(bèi)局部缺陷。（5）檢查聯軸器對中情況。（7）清洗檢查軸承軸套。（8）清理氣體過濾器。3.大修項目（1）包括小修的所有項目。（2）解體檢查主軸、機殼、齒輪、及前後牆闆磨損情況,視情況予以修複或更換。（3）檢查或更換齒輪，並(bìng)調整各部位間隙,達到規程要求（4）檢查或更還牆闆、主從動轉子，並(bìng)調整間隙。（5）檢查主從動轉子，必要時做動靜平衡試驗和探傷。（6）檢查調整各部位的機械密封。（7）檢查調整各部位間隙。（8）檢查調整機殼水平。（9）檢查或更換本機所屬閥門、管件、電氣、儀表等。（10）設備(bèi)與管道防腐。（11）安全閥調較四、檢修方法與質量标準1. 檢修前準備(bèi)工作（1）掌握。
5、風機的運轉情況，並(bìng)備(bèi)齊必要的圖紙和資料。（2）備(bèi)齊檢修工具、量具、起重機具、配件及材料。（3）切斷電源及設備(bèi)與系統的聯系，放淨風機内介質，工藝處理達到設備(bèi)安全與檢修條件。2.拆卸程序與檢查：拆卸機器前應對機器各配合尺寸進行測量，做好記錄，在零件上做好标記，以保證裝配後維持原來的配合要求。（1）從風機上拆下所有附件，檢查轉子之間、轉子與側壁之間、轉子與機殼之間的間隙。並(bìng)做好記錄。（2）拆下聯軸器，檢查徑向與端面的誤差。並(bìng)做好記錄。檢查彈性圈。（3）拆卸齒輪箱，檢查齒面及調節齒輪的螺栓。（4）拆卸軸承坐和軸承，檢查軸承座、軸承、及骨架油封。（5）拆下密封部件。檢查動靜環和“O”型圈等密封零部件。（。
6、6）拆下牆闆檢查牆闆轉子等部件。3.檢修質量标準。（1）機體機體應無砂眼、損傷和裂紋等缺陷。機體安裝水平度0.04mm/m（2）轉子轉子表面應無砂眼、氣孔、裂紋等缺陷。轉子端面圓跳動值不大於(yú)0.05mm。轉子進行動平衡、靜平衡校驗。（3）軸軸表面應光滑無磨痕及裂紋等缺陷。軸頸的圓柱度不能大於(yú)軸頸公差的一半軸的同軸度爲0.03mm/m。（4）聯軸器聯軸器的對中，徑向圓跳動誤差0.06mm，端面圓跳動誤差0.05mm。聯軸器安裝軸向間隙應符合表2中的參(cān)數。表2 聯軸器安裝軸向間隙表聯軸器最大外圓直徑軸向間隙2-42-44-6（5）軸承滾動軸承滾動與體滑道表面應無。
7、磨痕、麻點、鏽蝕。保持架應無變形、損傷。滾動軸承内圈與軸採(cǎi)用H7/k6配合。軸承座與軸承外圓採(cǎi)用H7/h6配合。滾動軸承安裝必須緊靠在軸間或軸間墊上。熱裝軸承溫度不大於(yú)120，嚴謹用火焰直接加熱。（6）齒輪齒輪用鍵固定後徑向位移0.02mm。齒表面接觸沿齒高不小於(yú)50，沿齒寬不小於(yú)70齒頂間隙取0.2-0.3m（m爲模數），側間隙應符合表3。表3 側間隙齒輪中心距5050-8080-----800側間隙0.0860.1050.130.170.210.260.34（7）葉輪與葉輪之間間隙、葉輪與機殼之間間隙、葉輪與前牆闆之間間隙、葉輪與後牆闆之間間。
8、隙、齒(chǐ)輪付壓鉛間隙。型 号葉輪與葉輪 之間齧合間隙葉輪與機殼 之間徑向間隙葉輪與前牆闆 之間軸向間隙葉輪與後(hòu)牆闆 之間軸向間隙齒(chǐ)輪付壓鉛間隙L4系列0.200.280.180.240.160.220.200.280.120.15L5系列0.280.370.200.300.200.300.300.400.130.16L6系列0.350.450.250.350.300.400.400.500.150.18L7系列0.450.550.300.400.400.500.500.600.170.20L8系列0.550.700.400.550.450.550.600.700.200.28L9系列0.700.。
9、900.600.800.600.750.700.850.250.30L10系列0.801.00.700.900.750.950.901.150.330.40五、試車與驗收1.試車前的準備工作（1）檢查檢修記錄，確認檢修數據合格。（2）檢查各部分連接是否緊固良好，檢查鼓風機與電動機的找中、找正質量。（3）流道内不準有焊渣等硬性雜質等顆粒。（4）打開油箱上的通氣裝置注入潤滑油，油面應達到油位标的一半。但不能少於(yú)一半。並(bìng)檢查有無漏油現象。（5）檢查附件是否安裝齊全完好，冷卻水應打開。幹氣密封氮氣壓力應在規定的範圍内並(bìng)且一定要打開。（6）點動電動機，確認旋轉方向正確。（7）搬動聯軸器，檢查轉動是否靈活。
10、及有無摩擦或碰撞現象。2.鼓風機運轉（1）新安裝或大修後的鼓風機都應經過試運轉2030分鍾（空負荷），檢查工作間隙情況有無不正常現象。如有異常，經調整後再試，直至完全穩定爲止。（2）試運轉時應觀察潤滑油的飛濺情況是否正常，過多、過少都應調節潤滑油量。（3）滾動軸承溫度不大於(yú)70。（4）冷卻水系統、油系統、幹氣密封系統無洩漏及異常現象。（5）出口溫度、風壓、電流符合規定值。（6）新機器或大修後的鼓風機，油箱應加以清洗，並(bìng)按使用步驟投入運行，運行8小時後更換全部潤滑油。（7）空負荷運轉正常後，則可轉入負荷運轉；加載應逐漸升高到額定壓力，並(bìng)不得超載運行，也不得滿載時突然停車。必須逐步卸荷後再停車，以。
11、免損壞機器。（8）風機正常工作中，嚴禁關閉進、出口閥門，經常監視進氣管路系統的進氣狀态，嚴防堵塞。（9）羅茨鼓風機不允許長時間地将出口氣體直接回流入進口，以免影響鼓風機的安全。如需採(cǎi)取回流調節，則必須採(cǎi)取冷卻措施。3.驗收（1）設備達到完好标準。（2）連續運轉24h，各項技術指标均能達到設計值或滿足生産要求。（3）檢修記錄齊全準確(què)，按規定辦理驗收手續。附表： 常見故障原因及處理方法故障現象可能發生的原因措施風量不足1葉輪與機體因摩擦而引起間隙增大1更換磨損零件2葉輪之間配合間隙有所變動2按要求調整3系統有洩漏3檢查後排除電動機超載1 系統壓力變化a.進口過濾器堵塞，或其它原因造成阻力增高，形成。
12、負壓a.檢查後排除B.出口系統壓力增加b.檢查後排除2零部件不正常所引起a.靜、動件發生摩擦a.調整間隙b. 齒(chǐ)輪損壞b.更換3軸承損壞3.更換葉輪與葉輪之間發生撞擊1. 齒(chǐ)輪圈與輪毂緊固件松動發生位移，1超值1調整間隙後定位2. 齒(chǐ)面磨損，間隙大，導緻葉之間間隙變(biàn)化2更換齒(chǐ)圈3. 葉輪與葉輪鍵松動3更換鍵4. 主從動軸彎曲超限4校直或更換軸5. 機體内混入雜質或結垢5清除雜質或結垢6. 滾動軸承磨損，遊隙增大6更換7. 超額定壓力運行7檢查超載原因後排除葉輪與機殼徑向發生摩擦1 間隙2超值1 重新調整2 滾動軸承磨損，遊隙增大2 更換3 主從動軸彎曲超限3 校直或更換軸4 超額定壓力運行4 。
13、檢查超載原因後排除葉輪與牆闆之間發生摩擦1 3、4間隙超允許值1 重新調整2 葉輪與牆闆端面粘附著(zhe)雜質或結垢2 消除雜質和結垢3 滾動軸承磨損，遊隙增大3 更換振 動 超 限1轉子平衡精度過低1校正2轉子平衡被破壞2檢查後排除3軸承磨損或損壞3更換4齒輪損壞4 更換5地腳螺栓或其它緊固件松動5 檢查後緊固齒輪損壞1 超負荷運行或承受不正常的沖擊2 潤滑油油量過少或供油量不足3 齒輪磨損其側(cè)隙超過葉輪間隙的1/3時1 更換2 更換3 更換軸承損壞1 潤滑油質量不佳或供油量不足1 更換氣體密封失效，腐蝕性氣體進入軸承2 更換軸承、修複氣體密封2 長期超負荷運行3 更換3 超過額定的使用期限4 更換。
1.1 主要設計(jì)技術參(cān)數
主要設計(jì)技術參(cān)數見表1。
表 1 主要設計(jì)技術參(cān)數表
設計條件技術要求輸送氣體流量 / （ Nm3 /h ）2 800氣體常壓露點(diǎn) / kPa90 ℃ , 洩漏後腐蝕進口氣體壓力 / kPa-6.6出口氣體壓力 / kPa25進口氣體溫度 / ℃200進口氣體相對(duì)分子量28.96運行條件連續運行氣體組份HCl 、 H2O 、 SiO2 、空氣
1.2 滿足設計條件的高溫風(fēng)機的主要技術參(cān)數
滿足設計條件的高溫風(fēng)機的主要技術參(cān)數見表2。
表 2 滿足設計條件需研制的高溫風(fēng)機的主要技術參(cān)數表
型号ARE-250NE配套電(diàn)機YBP280M-4-90 kW ， 380V進氣溫度/ ℃200排氣溫度/℃260流量/(Nm3/h )2 800壓力/kPa31.6傳(chuán)動方式直聯軸功率/kW60
2 高溫羅茨鼓風(fēng)機設計技術要點(diǎn)
爲瞭(le)詳細論述高溫風機的技術要點(diǎn)，附主機結構示意圖1如下。
1. 機殼 ； 2. 轉子部； 3. 側(cè)闆； 4. 隔闆； 5. 牆闆； 6. 機械密封部； 7. 軸承； 8. 軸承座； 9. 副油箱； 10. 骨架油封； 11. 骨架油封； 12. 油箱密封墊； 13.O 形圈； 14. 側(cè)闆密封墊； 15. 牆闆密封墊； 16. 軸承； 17 . 齒(chǐ)輪部 ； 18. 齒(chǐ)輪箱 .
圖 1 高溫羅茨鼓風(fēng)機結構(gòu)示意圖
2.1 隔熱結構(gòu)的設計(jì)和隔熱材料的選取
爲降低高溫氣體對鼓風機潤滑傳動的影響，需在結構設計上考慮隔熱措施。在風機兩端的隔闆上增加側闆，並(bìng)在側闆與隔闆之間增加隔熱層――導熱系數較低的隔熱墊片，有效地降低機腔向兩端的熱傳遞。同時，在牆闆與隔闆之間也採用隔熱墊片，降低隔闆向牆闆的熱傳遞。這種隔熱結構和隔熱材料的選取，有利於(yú)減少氣體熱量向機械傳動部位的熱傳導。
2.2 高溫氣(qì)體(tǐ)的密封
高溫氣體的密封採用雙端面機械密封，不但密封性好，符合介質對密封性能的要求，而且循環流動的機封封液可以帶走部分通過隔闆的導熱和自身産生的熱量，使風機軸承、齒輪等需要低溫運行的傳動部位處於(yú)良好的工作狀态。對於(yú)密封材料除應考慮介質适宜性，還要考慮高溫的适應性。該機封採用瞭(le)耐腐蝕、耐高溫的金屬材料和全氟醚材料O形圈。
2.3 輔助降溫措施
理論上，即使再好的隔熱材料也達不到絕熱效果，熱傳遞是必然存在的，在高溫的影響下，部分熱量會通過氣腔與轉子源源不斷地向機封、牆闆、軸承、油箱及齒輪傳遞。爲瞭(le)保證風機可靠運轉，鼓風機兩側的牆闆由常規的封閉式結構改爲開放式結構，依靠空氣對流進一步降低牆闆溫度和軸溫。主、副油箱採(cǎi)用加強型水冷夾套結構，充分換熱，以降低潤滑油的溫度。
2.4 高溫(wēn)材料及耐高溫(wēn)零部件的選(xuǎn)擇
高溫氣體過流主要部件的材料採(cǎi)用高性能球墨鑄鐵，O形密封圈採(cǎi)用全氟醚材料，零部件的表面塗裝採(cǎi)用耐高溫塗料。其它零部件如油封、軸承及潤滑油等的選擇均考慮瞭(le)溫度适應性。
2.5 零部件配合與葉輪(lún)各部間(jiān)隙
鼓風機零部件的配合尺寸應考慮溫度的影響。風機的機殼間隙、葉輪間隙、牆闆間隙及齒(chǐ)輪遊隙等在羅茨鼓風機的設計制造中爲重要設計點，羅茨鼓風機高溫用途時與常溫用途比較，零部件的溫度場(chǎng)區别較大，對各部間隙設計的影響也較大。
3 高溫羅茨鼓風(fēng)機相關(guān)的設計計算
根據高溫羅茨的結構特點(diǎn)，需對高溫鼓風機關鍵零件進行溫度梯度計算、強度校核及對間隙進行計算，才能確(què)保羅茨鼓風機在高溫用途時使用安全可靠。
3.1 溫(wēn)度梯度的計(jì)算
根據熱平衡原理，簡化熱傳(chuán)遞模型。高溫風機在穩定狀态下，按一維穩态導熱，溫度從機腔―側(cè)闆墊―隔闆―隔闆墊―牆闆―潤滑油，形成不同的溫度梯度，見圖2。
1.側(cè)闆墊(diàn);2.隔闆;3.隔闆墊(diàn);4.牆闆.
圖2 傳熱示意圖
根據熱傳(chuán)遞理論，機腔―側(cè)闆墊的傳(chuán)熱爲強迫對流換熱，牆闆―潤滑油的傳(chuán)熱爲自然對流換熱，中間各壁面間均爲固體熱傳(chuán)導。由此可列出一組換熱方程如下：
Q=α1×A1×（Tf1–TW1）=K1×（Tf1–TW1） （1）
Q=λ1/δ1×A2×（TW1 –TW2）=K2×（TW1–TW2） （2）
Q=λ2/δ2×A3×（TW2 –TW3）=K3×（TW2–TW3） （3）
Q=λ3/δ3×A4×( TW3 –TW4 )=K4×( TW3–TW4) （4）
Q=λ4/δ4×A5×（TW4 –TW5）=K5×（T W4–TW5） （5）
Q=α2×A6×（TW5–Tf2）=K6×（TW5–Tf2） （6）
式中：A1～A6和δ1～δ6可以根據風機的結構尺寸進行計算得到，λ1～λ4是物性，可以依次查出。又已知機腔内的溫度Tf1=(200+260)/2=230℃，潤滑油的溫度Tf2按照90℃設計，並(bìng)假設與潤滑油接觸(chù)的壁面溫度TW5爲某一數據TW5*。根據強迫對流換熱，計算出α1，並(bìng)根據自然對流換熱，計算出α2，可依次計算出各部位的換熱系數K1～K6溫度，解方程，求出換熱量Q=(T1–T2)/（1/K1+1/K2+1/K3+1/K4+1/K5+1/K6），從而可依次計算出各壁面溫度TW1～TW5。經過循環複核，直至TW5=TW5*。
3.2 高溫羅茨風(fēng)機(jī)的轉子強度、軸承壽命和間隙計算
根據材料力學基礎(chǔ)，對風機轉子進行彎矩和扭矩強度校核，並(bìng)對軸承的疲勞壽命進行核算，以保證風機整體的使用壽命。
羅茨鼓風機的兩個轉子在運轉中必須留有一個微小的間隙，以保證正常運行。由於(yú)高溫風機的溫度因素勢必造成機腔内各部位零部件超常膨脹，各部位間隙的設計計算成瞭(le)風機正常運行的關鍵。根據各零部件的溫度，結合理論與試驗數據，比較準確地計算轉子間隙、牆闆間隙和機殼間隙，既要保證各部位膨脹後不擦碰，又要保證流量這一基本性能參數的要求。
4 高溫風(fēng)機(jī)的模拟試驗
4.1 高溫試驗裝置
羅茨鼓風機高溫試驗裝置包括高溫羅茨鼓風機、配套電機、變(biàn)頻器、流量性能測(cè)試裝置、電加熱器、高溫回流管、電氣控制櫃、測(cè)試管路閥門以及測(cè)試用儀器儀表等。
試驗時鼓風機進口高溫氣體由兩部分混合組成，一部分氣體爲環境空氣通過電加熱器加熱後進入，另一部分爲出口氣體通過閥門回流至電加熱器後與第一部分氣體混合後進入鼓風機，鼓風機進口設有溫度傳(chuán)感器檢測(cè)進口氣體溫度，通過電控櫃自動調節控制進口氣體溫度。通過回流閥門開度控制回流氣量調節鼓風機進口壓力。
4.2 高溫機(jī)械性能試(shì)驗
利用小型電加熱器輔以部分回流組合，同時採(cǎi)用變(biàn)頻調節[15-16]風機流量、壓力，進氣溫度模拟工況溫度200℃，通過鼓風機逐步升溫的方式進行。試驗中，檢查風機的振動、溫度、聲音及密封等機械運行情況、各部位溫度的變(biàn)化情況，檢查溫度變(biàn)化對風機間隙的影響等。
4.3 高溫技術(shù)性能試(shì)驗
檢測各測試壓力下的零流量轉速，即鼓風機打滑轉速，以消除採(cǎi)用常規鼓風機流量測量裝置時高溫氣體對測試裝置的影響，而能夠比較準確(què)地計算出風機在高溫工況條件下的鼓風機流量[2,14] 。檢測各測試壓力下鼓風機的軸功率等。
4.4 試驗驗證
主要技術指标試驗結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 主要技術指标試(shì)驗結(jié)果表
項目實測(cè)值設計值标準偏差實際偏差結論流量/( m3/h)2 6942 800≤ + 5%-3.8%合格壓力/KPa31.631.6//合格軸功率/kW61.460Q +5%+2.3%合格振動(dòng)值/(mm/s)≤ 6.4≤ 11.2//合格
主要部件溫度檢(jiǎn)測(cè)結果見表4。
表4 主要部件溫度檢(jiǎn)測(cè)結果表
項目T W1T W2T W3T W4T W5計(jì)算值192.5162.實測(cè)值差異比較
從技術性能參(cān)數表（表3）中可見，各實測(cè)數據均在标準偏差範圍内，符合設計要求。
從溫度梯度表（表4）中分析，也達到瞭(le)設計要求。各實測(cè)數據均比設計數據略小，這是因爲設計計算時，将隔闆和牆闆理想化爲一維傳熱，向其它方向（如大氣）的傳熱視爲絕熱。
綜上，從羅茨鼓風機高溫試驗情況來看，風機運行穩定，流量和壓力等技術性能參(cān)數滿足工況要求，主機溫度符合介質的工藝要求，主要部件溫度梯度與設計相符，達到瞭(le)比較理想的隔熱設計效果。
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