节能专题

1　问题提出
　　衡阳市湘南球铁厂铸造车间一台HTD50-11的高压离心风机，铭牌参数为：转速5750r/min，全风压12753Pa，风量3000m3/h，配电机型号Y160L-2，电机功率18.5kW。该风机已使用4年，近一年来运行效果不理想，现场测试风量2300m3/h，风压9980Pa，电机功率10.5kW，由于风机风量风压低，使得铁水流动性差，铁水温度和成分不稳定，严重影响了产品质量。经分析研究认为其原因是泄漏损失过大，为此决定对该风机进行技术改造。
 

图1　风机流体泄漏回流和间隙形式
2　原因分析
　　离心风机叶轮工作时，机内存在压力较高和压力较低的两个区域，同时，由于运动部件和固定部件之间必然存在间隙，这就使流体有从高压区通过缝隙泄漏到低压区的可能性，如图1所示，气体从通风机转轴与蜗壳之间的间隙Δ处泄漏，形成外泄漏损失。蜗壳靠近前盘的气流，经过叶轮进口与进气口之间的间隙δ，流回到叶轮进口的低压区，导致内泄漏损失，经检查，HTD50-11风机的间隙δ过大达到17mm，导致风机内泄漏损失增大，使得风机的风量、风压减小，效率降低。

　　 为了减小内泄漏损失，应尽量减小间隙δ。试验表明：δ与叶轮直径D的比值δ/D从0.5/100减小到0.05/100，可使通风机效率提高(3～4)%。

　　 间隙δ越大，内泄漏损失越大，风机效率越低。这一点既为试验所证实，也为风机技术人员所承认。目前在通风机制造行业中采用先进的工艺可使间隙δ小到3‰以下。
3　改造方法
　　HTD50-11风机起初间隙δ达到17mm，由于风机使用时间长，叶轮有磨损，集流器有锈蚀，无论我们怎样调试，δ也在10～12mm之间，风量风压仍难以达到令人满意的程度。

　　 采用物理方法缩小间隙的工作量太大，需要更换的部件多，或者是让机器报废，这都是不经济的。

　　 我们尝试采用化学方法缩小间隙，即在间隙δ内均匀填充强力万能胶JZ-AB。该胶胶接强度高，耐水、油、酸、碱，耐湿热老化，适用温度宽，无毒，不易燃，保管期长，适用胶接各种金、银、铜、铁、铝、玻璃等，在机械制造、维修，农机、家具方面用途十分广泛。
4　改造效果
　　风机采用化学方法减小叶轮进口与进气口之间的间隙后，对风机进行了试验测试，试验表明风机的风量和压力均有增加，效率由60.7%，提高到72.76%，改造前后的风机性能列于表1。
表1　间隙δ填充AB胶前后的风机性能

改　造　前 改　造　后
风量(m 3 /h) 2300 2750
风压(N/m 2 ) 9980 10478.6
风机电功率(kW) 10.5 11
效率(%) 60.72 72.76
一年运行时间(h) 500 500
年节电量(kW*h) 
564.24

5　结语
　　风机叶轮进口与进气口之间的间隙，不但影响风机的风量、风压，而且影响风机的效率。有关通风机标准规定，该间隙δ一般取(0.005～0.010)D，若能采用先进的工艺，间隙可达3‰以下。但是风机安装时，叶轮与机壳分开运送到现场，间隙的调整总是要受人为因素影响；此外风机使用一段时间后轴承和轴之间产生磨损，引起串动，也会增大间隙，这点是难以避免的。

　　 采用化学方法，即在间隙中均匀地抹上一层JZ—AB胶，可以有效地减小间隙。我们将此方法推广使用到其它高压离心风机上，都取得了明显的经济效益。

　　 实践证明，这是一种简单易行的风机节能改造方法，它可以明显降低风机内泄漏损失，提高风机效率。