一.軸流式風機的結構特點 軸流送風機為單級風機,轉子由葉輪和葉片組成,帶有一個整體的滾動軸承箱和一個液壓葉片調節裝置。主軸承和滾動軸承同置于一球鐵箱體內,此箱體同心地安裝在風機下半機殼中并用螺栓固定。在主軸的兩端各裝一只支承軸承,為承受軸向力。主軸承箱的油位由一油位指示器在風機殼體外示出。軸承的潤滑和冷卻借助于外置的供油裝置,周圍的空氣通過機殼和軸承箱之間的空隙的自然通風,以增加了它的冷卻。 葉輪為焊接結構,因為葉輪重量較輕,慣性矩也小。葉片和葉柄等組裝件的離心力通過推力軸承傳遞至較小的承載環上,葉輪組裝件在出廠前進行葉輪整套靜、動平衡的校驗。 風機運行時,通過葉片液壓調節裝置,可調節葉片的安裝角并保持這一角度。葉片裝在葉柄的外端,葉片的安裝角可以通過裝在葉柄內的調節桿和滑塊進行調節,并使其保持在一定位置上。調節桿和滑塊由調節盤推動,而調節盤由推盤和調節環所組成,并和葉片液壓調節裝置的液壓缸相連接。 風機轉子通過風機側的半聯軸器、電動機側的半聯軸器和中間軸與電機連接。 風機液壓潤滑供油裝置由組合式的潤滑供油裝置和液壓供油裝置組成。此系統有2臺油泵,并聯安裝在油箱上,當主油泵發生故障時,備用油泵即通過壓力開關自動啟動,2個油泵的電動機通過壓力開關聯鎖。在不進行葉片調節時,油流經恒壓調節閥而至溢流閥,借助該閥建立潤滑壓力,多余的潤滑油經溢流閥回油箱。 風機的機殼是鋼板焊接結構,風機機殼具有水平中分面,上半可以拆卸,便于葉輪的裝拆和維修。葉輪裝在主軸的軸端上,主軸承箱用螺釘同風機機殼下半相連接,并通過法蘭的內孔保證對中,此法蘭為一加厚的剛性環,它將力(由葉輪產生的徑向力和軸向力)通過風機底腳可靠地傳遞至基礎,在機殼出口部分為整流導葉環,固定式的整流導葉焊接在它的通道內。整流導葉環和機殼以垂直法蘭用螺釘連接。 進氣箱為鋼板焊接結構,它裝置在風機機殼的進氣側。在進氣箱中的中間軸放置于中間軸罩內。電動機一側的半聯軸器用聯軸器罩殼防護。帶整流體的擴壓器為鋼板焊接結構,它布置在風機機殼的排氣側。為防止風機機殼的振動和噪聲傳遞至進氣箱和擴壓器以至管道,因此進氣箱和擴壓器通過撓性連接(圍帶)同風機機殼相連接。 為了防止過熱,在風機殼體內部圍繞主軸承的四周,借助風機殼體下半部的空心支承使其同周圍空氣相通,形成風機的冷卻通風。 主軸承箱的所有滾動軸承均裝有軸承溫度計,溫度計的接線由空心導葉內腔引出。為了避免風機在喘振狀態下工作,風機裝有喘振報警裝置。在運行工況超過喘振極限時,通過一個預先裝在機殼上位于動葉片之前的皮托管和差壓開關,利用聲或光向控制臺發出報警信號,要求運行人員及時處理,使風機返回到正常工況運行。1.葉輪 葉輪是軸流送風機的主要部件之一,氣體通過葉輪的旋轉才能獲得能量,然后離開葉輪作螺旋線的軸向運動。 葉輪由動葉片、輪轂、葉柄、軸承及平衡重錘等組成。 將許多相同翼型的葉片,排列成彼此間距離相等的一組葉片,稱為葉柵。軸流送風機輪轂上裝有葉片,組成環列葉柵。軸流風機葉片通流部分高度,軸流式引風機的葉片通流部分高度要比送風機大些,這樣可以保證引風機通過較送風量大些的煙氣量。 軸流送風機的動葉是扭曲的,整個葉片沿著徑向扭曲一定的角度,并且沿著葉片的翼展方向,其葉片寬度及葉片厚度是逐漸減小的。我們在前面已經敘述了,為了使風機葉片的不同半徑的各個斷面所產生的能頭相同,即各斷面上的速度環量相等。因此靠近輪轂處葉片半徑小、柵距也小,圓周速度亦減小。為了使速度環量與葉片頂部相同,則勢必要增大葉片根部的安裝角和葉弦長度,所以葉片制成空間扭曲形狀。當然沿著翼展方向的葉片寬度及厚度的減少,這樣也可以減少葉片所產生的離心力,不使葉柄和推力軸承受力過大,同時又保證了葉片的足夠強度。 軸流風機葉片做成扭曲形,它的效率也較高,損失較小。因為葉輪轉動時,葉頂處的速度大于葉根的圓周速度,圓周速度大產生的風壓大,圓周速度小產生的風壓小,這樣在葉片的流道中沿著葉片的徑向氣流的能量不相等,于是產生了從葉頂向葉根部分的流動,形成軸向旋渦造成能量損失。而將葉片做成扭曲形狀,葉根處的葉片安裝角大一些,那么產生風壓可增大些;反之,葉頂處葉片的安裝角小一些,風壓可降低些。葉根處葉片安裝角大一些,但圓周速度小;葉頂處葉片安裝角小一些,但圓周速度大,這兩個因素相互制約,使葉頂與葉根處產生的風壓幾乎相等,避免了軸向旋渦。 軸流風機的動葉片表面要求光滑,這能夠降低氣流的摩擦損失與氣流離開翼型表面流動所產生的分離損失。葉片的根部用螺栓與葉柄連接起來,葉片和葉柄放入輪轂的圓孔中,然后裝上平衡重塊、支承軸承、導向軸承、安全環、保險片與調節桿。軸流風機動葉片的支承軸承是承受動葉片、葉柄所產生的離心力。而動葉片上的導向軸承,因為動葉片及葉柄較長,導向軸承是保證它們中心不偏斜,導向軸承還能承受一定的離心力。為了使動葉片在調節時能轉動靈活,導向軸承和支.承軸承均采用摩擦力小的滾珠軸承。 每只動葉片的葉柄部位裝有一平衡重塊,平衡重塊的中心線與動葉片的翼型平面近乎垂直,它的作用能平衡動葉片所產生的較大關閉力矩,使動葉片在旋轉時亦能動作輕快。 在保證密封及潤滑,在導向軸承、支承軸承內注有潤滑劑,在葉柄穿過輪轂處的間隙內亦充有潤滑脂。 動葉片與外殼的徑向間隙要求小于3mm,這個間隙不能太大,否則會造成較大的漏風損失,降低風機的效率。 為了保證整個葉輪的動平衡,在更換葉片時,相同重量的葉片可放在對稱位置,并進行動平衡校驗。 動葉外殼為鋼板焊接的機殼,機殼上設有檢視孔,可以檢查并能拆、裝動葉片。風機外殼的上半部是可以拆卸的,便于快速裝卸葉輪。 2.導葉 從動葉片流出的氣流為螺旋狀沿軸向流動,這個氣流運動可以分解為沿軸向的運動和圓周方向的運動。沿軸向的運動是我們所要求的,但圓周方向的運動是一個能量損失。為了減少能量損失,回收圓周方向運動的能量,因此在動葉片出口端裝置導葉——后置導葉。大容量軸流風機較多采用葉輪(動葉)加后置導葉的結構。 導葉是靜止不動的,裝置在動葉片的后面。氣流在葉輪的進口是沿軸向的(如不考慮先期旋繞),經過葉輪動葉的旋轉運動,氣體獲得了能量,爾后再進人導葉。導葉的進口角與氣體從葉片流出時的方向一致,導葉的出口角與軸向一致,所以氣流從導葉流出時也是軸向的。這樣氣流的圓周運動分量在導葉中完全轉換成軸向運動。 動葉片是扭曲的,而且動葉片的高度也大,所以氣流從動葉片流出時,沿著葉片高度方向氣流的流出角也是變化的。為了減少導葉人口處的氣流撞擊、旋渦損失,提高風機效率,因而軸流風機的出口導葉沿著葉片高度方向也是扭曲的,其安裝角沿著葉片高度逐漸減小。 氣流經過導葉流人擴壓器,擴壓器是一個截面逐漸擴大的圓錐體,為了防止氣體在擴壓器中流過時在擴壓器壁附近產生旋渦;造成局部能量損失,因此一般氣流經過導葉后的流動不會絕對沿著軸向,而略帶有旋繞運動,由于旋繞運動會產生一定的離心力,氣流充滿擴壓器,減少旋渦的產生,限制旋渦及脫流區的擴大,改善了擴壓器的工作,提高流動的效率。 導葉的靜葉片數目不能與動葉片數相一致,這樣能避免氣流通過時產生共振現象。 軸流風機當工況變動時,動葉角度發生變化,氣流從葉片出來進入導葉的進口角也發生變化。但是導葉是固定在導葉外環和內環間,安裝角度不能有相應的變化。所以,在工況變動時,氣流在導葉的進口處產生撞擊和旋渦能量損失是不可避免的,動葉調節角度范圍越大,撞擊、旋渦的能量損失亦越大。 3.擴壓器(擴散管) 經由導葉流出的氣體具有一定的風壓及較大的動能。根據流體力學知識可知,氣流的動能越大,則氣流流動時所產生阻力損失也越大,阻力損失與氣流的速度平方成正比。為了提高風機的流動效率,適應鍋爐工作的要求,應將氣流的動能部分轉換為壓力能。因此軸流風機在導葉出口處都設置了擴壓器,擴壓器是一個截面沿氣流方向不斷擴大的容器,所以氣流的速度不斷下降,壓力不斷上升。 擴壓器由外錐筒、圓柱形內筒組成,全部為焊接結構。軸流送風機的擴壓器型式為外擴壓(如果擴壓器的外筒為圓柱形,內筒是沿著氣流方向直徑逐漸縮小的圓錐簡體,則稱為內擴壓)。軸流風機擴壓器的內、外筒體均有檢視門,如果要進行動葉機構及內部檢修,可以從外錐筒體及內筒體的檢視門而進入筒體。 為了防止風機機殼振動和物體聲音傳遞至擴壓器以至風道,因此導葉與擴壓器的外殼連接處為撓性聯接(圍帶),而擴壓器與風道聯接處設置一節膨脹節作熱脹冷縮的補償。