民用建筑用离心风机基础知识超全.docx
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民用建筑用离心风机基础知识超全
离心风机
离心叶轮的进风方向和出风方向呈90°，离心叶轮可分为前弯叶轮、后倾叶轮、后弯叶轮。
1、前弯叶轮：
气流方向和叶片的线速度方向夹角为锐角。
特点：
低转速，大风量，低静压（相对后倾，后弯叶轮），成型工艺简单，成本低。
前弯叶轮转速过高会造成电机过载，所以使用前弯叶轮的风机不允许空载运行。
2、后倾叶轮：
气流方向和叶片的线速度方向的夹角为钝角，叶片为直板形式。
特点：
高转速，转速范围宽，风量小，高静压，不过载，效率高。
（相对前弯叶轮做比较）
3、后弯叶轮：
气流方向和叶片的线速度方向的夹角为钝角，叶片为曲面形式。
特点：
高转速，较大风量（比后倾叶轮大），更高静压，更高效率，不过载。
后弯叶轮的风机性能和后倾叶轮的风机性能非常相似，但后弯叶轮的效率更高，性能也更稳定，加工工艺更困难，在高压风机领域应用广泛。
结构型式
（1）传动型式：
离心通风机的传动型式通常有电动机直联、带轮、联轴器等三种型式。
各种传动型式的代表符号与结构说明见表与图。
离心通风机传动型式代表符号与结构说明
传动形型式
符号
结构说明
电动机直联
A
风机叶轮直接装在电动机轴上
带轮
B
带轮在两轴承中间
C
带轮是悬臂安装在轴的一端，叶轮悬臂安装在轴的另一端
E
带轮悬臂安装、叶轮安装在两轴承之
间
联轴器
D
叶轮悬臂安装
F
叶轮安装在两轴承之间
连接方式
AMCA标准
连接方式
中国标准
说明
ARR1
无
ARR1安装形式：
皮带传动，风机不带底座和皮带轮，电机由用户自己安装。
ARR3
E型
ARR3安装形式：
皮带传动，轴承位于风机两侧。
例如：
ICC
ARR4
A型
ARR4安装形式：
直联传动，电机轴与风机叶轮直
接连接。
例如：
CFD/CBD
ARR8
D型
ARR8安装形式：
直联传动，电机与风机轴通过连
轴器传动。
ARR9
C1型
ARR9安装形式：
皮带传动，电机位于电机支撑板
侧面。
ARR10
C3型
ARR10安装形式：
皮带传动，电机位于风机轴正下
方。
例如：
CUS
ARR12
C2型
ARR12安装形式：
皮带传动，轴承位于叶轮同一侧，
电机置于风机底座上。
例如：
BCSD、BCSL
直联传动优点：
节省部件（皮带轮、轴、轴承、皮带等）易损部件少，可靠性高；缺点：
转速固定，其转速就等于电机转速；
皮带传动优点：
转速可调，选择主动轮和从动轮的不同传动比，调节其转速，电机安装位置也比较灵活；
缺点：
易损部件多，需要及时维护；
（2）离心通风机出气口安装位置按叶轮轮旋转方向，根据安装角的不同各规定8种基本位置（从原动机侧看）。
风机的常用参数
1、风量：
表示空气流量的大小
风量的计算公式：
Q=Ｓ×Ｖ
Ｓ为截面积（m2，平方米），V为气流速度（m/s，米／秒）
2、动压：
气流在某一点的动压是根据空气密度和气体的运动速度而定的压力
动压计算公式：
Pd=0.5V
为气体密度，通常取1.2（kg/m3）（标准状况）V为气流速度（m/s），Pd为动压。
标准状况：
通常我们给定的风机的性能参数都是转化成标准状态下的参数。
标准状况是指在101325帕、20摄氏度、湿度为50%的湿空气状态，此时空
气的密度为1.2kg/m。
标准状况通常写为NTP。
3、静压：
气流在某一点的静压是根据空气密度和压缩程度得出的与空气的运动
速度无关的压力,也就是系统阻力或流程阻力
4、全压：
气流在某一点的全压是根据空气密度、压缩程度和空气的运动速度而
定的压力。
气流在某一点的全压是指该点静压和动压的和。
全压计算公式：
Pt=Pd+PstPt表示全压，Pst表示静压。
5、风机的全压：
风机的全压是风机出口的全压和进口的全压的差值。
6、风机的静压：
风机的静压是指风机的全压减去风机出口处的动压。
静压作用是克服送风管路的阻力。
风机静压计算公式：
Pst=Pt–Pd
8、转速：
转速也就是风机叶轮旋转运动的速度。
转速的常用单位是转/分，缩写为rpm
9、轴功率：
轴功率是风机运转实际所需的功率。
选配电机时，所选电机的功率一定比轴功率大。
10、平衡等级：
平衡等级是用来衡量叶轮在旋转运动过程中所产生的残余不平衡量的指标。
公司的叶轮平衡精度等级均为G2.5，常用风机的平衡精度等级为G6.3，一般空调用风机平衡精度等级为G4.0。
叶轮的平衡精度等级越高，叶轮的许用不平衡量就越小，叶轮在旋转时由叶轮不平衡引起的震动就小，由震动带来的噪声就小、轴承的寿命会延长，提高了整机的产品质量及使用寿命。
11、噪音
声音：
物体受振动后，在弹性介质（气、固、液）中传播的波，其频率和压力能使人耳引起音响感觉的声波称为声音，该受振动的物体称为音源。
人耳能感受20—20000Hz的声波，超过20000Hz称为超声波。
风机产生噪音的因素有气流运动、机械、电磁等。
其中最主要的噪音是气动噪音。
我国常用的噪声指的是声压级，也就是离噪音源一定距离所测的噪音大小。
噪声的单位是“分贝”，缩写为dB，我们常见的形式为dB（A），A的含义是在A计权网络下测量的噪声，称为A声级，记作dB（A）。
A计权网络：
指模拟人耳对不同频率声音敏感程度的不同而对不同频率的声音分配不同的权重，对测量后的声音进行加权计算的一种测量方法。
AMCA认证噪声测量用的单位是声功率级（LwiA）,也就是衡量噪音源本身所产
生噪音的大小。
我国通常使用的是声压级，声压级与声功率级的转化计算为：
声功率级—声压级
=11.5
（距离噪音源
1.5m）
声功率级—声压级
=17.5
（距离噪音源
3m）
声功率级—声压级
=23.5
（距离噪音源
6m）
声功率级—声压级
=9
（距离噪音源
1m）
12、静压效率
静压效率公式：
SE%=A/B
A=风量（m3/h）×静压（Pa）B=轴功率（Kw）×1000×3600风机相似率及计算公式风机相似率：
对于同一类型的风机等比放大时，其参数按一定规律作相似变化。
使用条件（同一公司，同一风机，同一工况）
风机相似率公式：
风量1/风量2=转速1/转速2Q1/Q2=N1/N2
静压1/静压2=（转速1/转速2）
2
全压1/全压2
=（转速1/转速2）
2
2
Pst1/Pst2=（N1/N2）2
Pt1/Pt2=（N1/N2）2
轴功率1/轴功率2
=（转速1/转速2）
3
H
1/H2=（N1/N2）
3
电机极数、供电频率改变后对风机风量、静压、全压、轴功率的影响：
电机转速的计算公式：
60×Hz
N——电机转速η—N—电机转G差率（取×0.96）
G——电机极数Hz——赫兹数（电2流频率，国内50Hz，国外60Hz）转速1/转速2=极数2/极数1N1/N2=G2/G1转速1/转速2=频率1/频率2N1/N2=HZ2/HZ1
电机防护等级：
电机的防护等级（代码IP），指电机的外壳对下述内容的防护能力：
1、防止人体接近壳内危险部件；
2、防止固体异物进入电机；
3、防止水进入电机内部对电机造成影响；
衡量电机防护等级用代码IPXX表示，I表示防尘，P表示防水；第一个X表示防尘的等级，用0—6数字表示
第二个X表示防水的登记，用0—5数字表示
第一个数字
第二个数字
0无任何防护
0无任何防护
1保护防止≥φ50mm固体异物
1垂直滴水无影响
2保护防止≥φ12mm固体异物
2与垂直成15°淋水无影响
3保护防止≥φ2.5mm固体异物
3与垂直成60°淋水无影响
4保护防止≥φ1mm固体异物
4任何方向的淋水无影响
5防止粉尘的有限侵入
5任何方向的低压喷射无影响
6防止粉尘的完全侵入
电机温升等级
电机作为一个能量转换的电器，在运转过程中本身存在能量的损耗，有部分能量损耗造成自身温度的升高，所以国家规定用温升等级来限定电机使用的极限温度。
等
级
E
B
F
H
极限温
120℃
130℃
155℃
180℃
度
电机绝缘等级
电机为可靠运行，在带电部件与壳体之间或带电部件之间需要用绝缘材料加以隔离，而绝缘材料的使用寿命与其材料本身的绝缘等级有很大关系，绝缘等级是绝缘材料使用的极限温度。
等
级
A
E
B
F
H
极
限温度
℃
105
℃
120
℃
130
℃
155
℃
180
防爆电机
防爆电机一般可分为隔爆型（d）、增安型（e）、本质安全型（i）、无火花型（n）、防爆特殊型（s）。
隔爆型电气设备（d）：
是指把能点燃爆炸性混合物的部件密封于一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围爆炸性混合物传爆。
其本质为隔爆。
防爆标志
以ExdⅡBT4为例：
Ex防爆公用标志d隔爆型ⅡB气体组别T4温度组别1）气体组别
典型的危险气体
欧洲电工标准化委员会
中
国GB-3836-1
北美
NEC500
条款
最小点燃能量
（微焦）
乙
炔
ⅡC
ⅡC
A
20
氢
气
ⅡC
ⅡC
A
20
乙
烯
ⅡB
ⅡB
C
60
丙
烷
ⅡA
ⅡA
D
180
中国GB3836规定ⅡC点燃最小能量为19；ⅡA为2002）温度组别
温度组别指的是气体点燃时，电器设备的表面最高温度（假定环境温度为40℃）。
气体组别中点燃能量和温度组别中点燃温度无关。
最高表面温度℃
温度组别
450
T1
350
T2
200
T3
135
T4
100
T5
85
T6
风机配套
泛水及泛水帽：
屋顶安装的风机，需要在屋顶开洞，制作泛水解决液体渗漏、方便安装风机。
混凝土泛水壁厚70—80mm，钢结构30—50mm。
泛水帽：
扣于泛水之上，方便安装，避免雨水漏入室内（无顶风机才有）风门：
风门是所有风量调节阀的总称，包括重力式止回风阀、电动止回风阀、导叶阀、自重式百叶等。
一般风机中比较常用的是重力/电动止回风阀。
执行器：
配合电动风阀一起使用，也既是所有的电动风阀均应使用执行器。
形式：
开关型、弹簧复位型、连续调节型
过滤器：
为保证送风质量，有些客户要求送风机自带过滤系统，使用工况不同，对过滤器的要求也不尽相同。
过滤器的过滤等级有初、中、高效。
对普通工况来说，中效过滤器已经足够，高效过滤器一般在洁净室使用。
初级过滤器等级为G4，过滤效率为25%—30%。
也可以提供G3等过滤器。
标准中效过滤器等级为F5，过滤效率为40%—95%。
也可以提供F6—F9等级。
使用中效过滤器应采用初效过滤器进行初步过滤。
防雨罩：
防止送风带水。
防虫／防鸟网：
防止飞虫，鸟类，小动物等进入风机。
出入口防护网：
防止异物进入风机，并对操作人员提供安全保护。
进出口对法兰：
方便系统安装。
进出口软接头：
方便系统安装，防止震动传到整个系统。
风机的选型注意点风机选型的五要素：
1、风量、风压；2、使用工况；3、排送气体成分；
4、安装位置、安装形式；5、配件、噪音等其他要求。
（一）风机处于哪种工作环境？
有没有特殊要求？
排什么气体？
是普通（常温清洁气体）排风、工艺排风、还是消防排烟、防爆排风、防腐排风、厨房排油烟等；
（1）普通排风对风机无特殊要求，只要满足设计条件和客户要求就可以了；但是风机的转速一般要控制1500RPM以下，因为转速太高，风机及其部件就很容易损坏，如轴承和轴，皮带和皮带轮提前磨损，导致频繁的更换部件，提高了维护成本。
（2）工艺排风种类很多，有的可能其中含有焊渣，油漆，易爆气体，有时需要高温、排烟等，不同成分有不同的处理方法，对风机要求不同；
（3）气体中夹有焊渣：
要加过滤网，且电机不可内置；焊接车间或下料车间排风，通常要考虑到废气中含有的金属屑和焊渣等杂质。
这些杂质如果进入风机后，可能会刮伤磨损轴承皮带等零件，更严重的会损坏电机，导致电机报废。
所以要求加初效过滤铝网（过滤直径大于1毫米的颗粒），并电机外置（防止金属屑进入电机）。
（4）气体中含有油漆：
多数要加过滤网，配防爆风机，配防爆电机，轴封，且电机外置；油漆中都含有易挥发的有机溶剂，属易燃易爆气体，如果遇到明火（如电火花）就可能引起爆炸。
所以要求风机要为全铝结构（属A类防爆）或叶轮和进风口为非含铁元素制成（如铝，铜，高强度尼龙等）（属B类防爆）。
英飞风机产品中RTC,ISQ,RUC,CAB,WEX600～900,RTA,CFB/CBD，IAT均可做防爆风机使用，其中RTC，RUC，ISQ为A类防爆。
（5）高温、排烟：
要选择通过国家消防认证的风机；用作消防排烟使用，通过国家消防排烟认证，280℃高温连续运行30分钟，这几种都可选择双速电机，平时功率小，转速低，噪音小，耗电量小，可当作普通排风机使用；特殊情况下，电机调档，功率增大，转速提高，风量和静压大大提高，起到迅速排烟的目的
（6）废气中含有易爆气体或易爆粉尘：
必须配防爆风机和防爆电机；
（7）废气中含有腐蚀性气体：
首先要清楚是什么腐蚀性气体，何种成分，如果是强酸碱类，选用FRP（玻璃钢）材质，如果是中等腐蚀性，可选不锈钢材质；如果是弱酸碱排风或空气中腐蚀性气体含量比较低时，则可以通过在风机叶轮上做防腐涂层的方法达到目的，单层涂层可做到10微米，双层涂层可达到20微米左右。
（8）排油烟：
应该选择做过不粘涂层的叶轮且可以收集油滴方便清洗的风机类型.
（二）风机是如何安装的？
风机的安装位置不同，所选的型号也不同。
常见的安装形式有：
屋顶安装、边墙安装、吊装接风管等。
如果安装在钢架结构的屋顶上，那就应该选择比较轻的全铝制屋顶风机，这样可以节约对屋顶做加强的成本，如果边墙安装，就应该建议客户选配防雨罩、止回风阀和防虫网等配件。
（三）提供的压力是否为全压？
提供的风量静压等参数是否要求很严格？
我们的样本上提供的都是静压参数，如果对方提供的是全压，我们就应该换算成静压来选型。
全压＝静压+动压，如果对方要求不是很严格，我们可以大致估算一下，静压＝（0.75～0.85）X全压。
如果静压较高，700Pa以上，系数可取0.75，500Pa以下，系数可取0.85（注意这是估算）。
根据样本选型时，我们不一定可以选到风量静压都正好吻合的风机，所以我们可以根据实际情况作一些调整，一般来说，风量静压偏差不超过5％都是合理的。
如果参数直联和皮带都可以满足，尽量选直联，这样风机效率较高，维护方便，价格也便宜。
（四）是否要求防爆？
用户可能考虑到特殊用途或所排气体中含有易燃易爆气体，如油漆，易燃粉尘，有机气体等；要求防爆时，电机也应该选配防爆电机。
（五）对电机是否有特殊要求？
有时客户会对电机提出特殊要求，如防护等级，温升等级，功率效率等。
无特别说明的情况下，英飞产品提供防护等级IP54（防止粉尘的有限侵入和所有方向水流的低压喷射），温升等级B级（即最高使用温度130℃），绝缘等级F级的电机，。
一般匹配FYH轴承（日本进口），L10为8万小时（即轴承总数的10％损坏时的总运行时间），可以理解为保证90％以上的轴承可以连续运行在8万小时以上。
如果客户要求，也可匹配NSK轴承。
此外，我们还提供双速电机和变频电机。
风机检查与维护
风机的日常检查与维护
1．1风机的日常检查应有以下项目
a）风机运转时声音的变化
b）风机轴承及电机轴承的振动及噪音
c）风机的振动（包括叶轮、联轴器）
d）各种轴承的温升（绝对温升应小于40゜C）
e）风机皮带的质量状况
f）以上各项应坚持日巡检并做记录，经常巡检可以使你熟悉风机正常的状态，一旦发生异常可以迅速发现。
1．2风机的日常维护
a）定期加注润滑脂（请用户严格规定专人，定期定量加注润滑脂，形成制度）
b）注油量一般为每次30克~50克，时间间隔为2500~3000小时（工作时间），云南某A厂复烤车间的经验是，用油枪加油时，开始几下无压力感，待有压力感时再加注几下即可。
云南某B厂复烤车间的经验是：
平常不加油，每隔3个月将轴承座打开，将内部油脂全部清出，用柴油清洗干净并将轴承两侧及轴承室全部加满油脂。
过度加油会导致轴承温升变高，但这是正常状态，运行一段时间后温度会恢复正常。
2．1风机应每年定期维护一次或二次。
2．2定期维护的准备，应以日常维护记录为依据确定重点维护项目，应备好各种备件，易损件。
2．3定期维护项目：
a.叶轮检查及更换。
打开风机观察孔或进凤口进行清灰，观察叶片有无裂痕及过度磨损。
b.风机轴承检查，更换及注油。
c.联轴器检查及易损件更换。
检查柱销及弹性套。
开车前仔细检查左右联轴器的同心，用平尺靠在联轴器的不同位置检查并调整，直到完全同心为止。
d.电机轴承检查，更换及注油。
e.皮带检查及更换。
两个皮带轮要对正，严禁皮带扭曲。
皮带张紧要适度。
拆卸皮带应先将皮带轮中心距调小，严禁硬性装卸皮带。
2.4试车前应先手动盘车，检查有无摩擦等异常，若正常可以通电试车。
进凤口或出凤口敞开时试车应同时监测电流，避免电机超负荷。
风机的安装和使用
安装前：
应对风机各部件进行全面检查，各部件联接是否牢固，传动部件是否运转灵活。
安装时：
风机进、出口管道联接应调整使之自然吻合，不得强行联接，必要时可采用软联接。
安装后：
1）应手动盘车，检查风机是否运转灵活，有无碰撞现象，方可试运转。
2）为了防止电机过载烧毁，风机启动时必须在无载荷情况下启动，如情况良好逐渐增大载荷。
风机的操作：
1）风机启动前应将进气口关闭。
2）检查风机各部位是否正常。
3）风机在规定载荷下运转一段时间后，应检查轴承温度是否正常。
当轴承温度无特殊要求时，轴承温升一般不得高于环境温度40℃。
轴承部位的振动速度有效值Vrms≤7.1mm/s。
如发现有剧烈振动、撞击，轴承温升迅速上升等现象时必须紧急停车。
二、风机的维护与故障排除
1．风机维护工作中的注意项目：
a）风机只有在完全正常情况下方可运转。
b）如果风机在维修后开动时，则需注意风机各部位是否正常。
c）定期清除风机内部积灰、圬垢等杂质，随时检查皮带松紧度，防止皮带打滑。
d）风机的维护必须在停车时进行。
e）风机运转过程中，如发现不正常现象时，应立即停车，进行检查。
f）除每次拆修后应更换润滑脂外，正常情况下每六个月更换一次润滑脂。
2．风机主要故障及产生的原因：
（1）风机振动剧烈
a.机壳或进风口与叶轮摩擦；
b.叶轮铆钉松动或变形；
c.风机进、出气口管道安装不良，产生共振；
d.叶片有积灰、污垢；叶片磨损；叶轮变形；轴弯曲使转子产生不平衡。
e.两个皮带轮位置没有对正。
f.联轴器安装不正确，联轴器两边中心没有对正；联轴器工作一段时间后，位置变化；联轴器的弹性元件变形过大、磨损过大。
（2）轴承温升过高
a.轴承箱振动剧烈；
b.轴承损坏或轴弯曲；
c.润滑脂质量不良或含杂质。
d.轴承缺油或轴承加油过量。
（3）电机电流过大和温升过高
a.开机时进、出口管道未关严；
b.输入电压过低或电源单相断电；
c.主轴转速超过额定值；
d.输入介质密度过大或温度过低。
e.电机轴承损坏；轴承缺油或加油过量。
F．系统发生变化，导致风机负载变大，电机负载变大。
附：
风机选型计算公式
1、标准状态：
指风机的进口处空气的压力P=101325Pa，温度t=20℃，相对湿度φ=50%的气体状态。
2、指定状态：
指风机特指的进气状况。
其中包括当地大气压力或当地的海拔高度，进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3、风机流量及流量系数
3.1、流量：
是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q表示，通常单位：
m3/h或m3/min。
3.2、流量系数：
φ=Q/（900πD22×U2）
式中：
φ：
流量系数Q：
流量，m3/h
D2：
叶轮直径，m
U2：
叶轮外缘线速度，m/s（u2=πD2n/60）
4、风机全压及全压系数：
4.1、风机全压：
风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。
用PtF表示，常用单位：
Pa
4.2、全压系数:
ψt=KpPtF/ρU22
式中,ψt:
全压系数Kp:
压缩性修正系数PtF:
风机全压,Paρ:
风机进口气体密度,Kg/m^3u2：
叶轮外缘线速度，m/s
5、风机动压：
风机出口截面上气体的动能所表征的压力，用Pd表示。
常用单位：
Pa
6、风机静压：
风机的全压减去风机的动压，用Pj表示。
常用单位：
Pa
7、风机全压、静压、动压间的关系：
风机的全压（PtF）=风机的静压（Pj）+风机的动压（Pd）
8、风机进口处气体的密度：
气体的密度是指单位容积气体的质量，用ρ表示，常用单位：
Kg/m3
9、风机进口处气体的密度计算式：
ρ=P/RT式中：
P：
进口处绝对压力，PaR：
气体常数，J/Kg·K。
与气体的种类及气体的组成成份有关。
T：
进口气体的开氏温度，K。
与摄氏温度之间的关系：
T=273+t
10、标准状态与指定状态主要参数间换算：
10.1、流量：
ρQ=ρ0Q0
10.2、全压：
PtF/ρ=PtF0/ρ0
10.3、内功率：
Ni/ρ=Ni0/ρ0注：
式中带底标“0”的为标准状态下的参数，不带底标的为指定状态下的参数。
11、风机比转速计算式：
Ns=5.54nQ01/2/（KpPtF0）3/4式中：
Ns：
风机的比转速，重要的设计参数，相似风机的比转速均相同。
n：
风机主轴转速，r/min
Q0：
标准状态下风机进口处的流量，m3/sKp:
压缩性修正系数PtF0:
标准状态下风机全压,Pa
12、压缩性修正系数的计算式：
Kp=k/（k－1）×[（1+p/P）（k－1）/k－1]×（PtF/P）－1式中:
PtF:
指定状态下风机进口处的绝对压力,Pak:
气体指数,对于空气,K=1.4
13、风机叶轮直径计算式：
D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt）]1/2式中:
D2:
叶轮外缘直径,mn:
主轴转速：
r/minKp：
压缩性修正系数PtF0：
标准状态下风机全压，单位：
Paρ0：
标准状态下风机进口处气体的密度：
Kg/m3ψt：
风机的全压系数
14、管网
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