一、风机性能与管路阻力对应关系
性能曲线:
轴流风机在出厂时附有性能曲线,显示不同风量下对应的全压和轴功率数值。性能曲线由风机在标准试验装置上测试得到。轴流风机的全压特性曲线通常存在峰值点,在某一风量区间内全压出现峰值,风量继续增大时全压下降。风机在管路系统中的运行工况点由风机性能曲线与管路特性曲线的交点确定。
管路特性曲线:
管路特性曲线反映不同风量下管路系统的阻力变化,阻力与风量的平方成正比。管路阻力包括沿程摩擦阻力、弯头局部阻力、阀门阻力和末端风口阻力。管路特性曲线与风机性能曲线的交点即为风机在该系统中的运行工况点。系统阻力越大,运行工况点沿性能曲线向左上方移动,风量减小、出口压力上升。系统阻力越小,运行工况点向右下方移动,风量增大、出口压力下降。
稳定运行区间:
轴流风机性能曲线上存在不稳定区,位于全压峰值点的左侧。在不稳定区内,风机可能发生喘振,表现为风量周期性波动、运行声响忽大忽小、机身振动加剧。选型时需使运行工况点位于全压峰值点右侧的稳定运行区间内,用于减少喘振发生的可能。若系统阻力变化超出一定范围,工况点可能进入不稳定区,需通过调速或风阀调节用于将工况点调整回稳定区间。
二、转速调节对性能的影响
转速与风量、全压、功率的关系:
轴流风机转速改变时,风量随转速一次方变化,全压随转速平方变化,轴功率随转速三次方变化。转速下降时风量、全压和轴功率同时下降,转速上升时三者同时上升。通过调速器或变频器改变风机转速,用于调节输出风量和压力,用于与不同负荷条件下的系统需求对应。
调压调速与变频调速:
调压调速通过改变电机供电电压用于转速调节,适用于单相电容运转电机和三相异步电机配调压器。电压降低时电机转速下降,调速范围受电机特性限制,转速下限过低时电机可能出现运行不稳定。变频调速通过变频器改变供电频率用于转速调节,频率降低时电机转速成比例下降。变频调速的调速范围可满足一般需求,调速过程中电机运行状态与工频运行时相近。
风阀调节:
风机转速固定时,风量可通过调节管路中阀门的开度进行控制。阀门关小使管路阻力增大,风机运行工况点沿性能曲线向左上方移动,风量减小。风阀调节方式在工程中有所应用,但阀门关小后风机全压中用于应对阀门阻力的部分增加,系统能耗未见降低。风阀调节多用于偶尔需要调整风量的场合。
三、多台风机并联运行特性
并联运行工况:
两台或多台轴流风机采用并联方式运行,用于增大系统总风量。并联运行时各台风机的出口管道汇入同一总管,各风机的出口压力相同,总管风量为各风机风量之和。并联系统的管路特性曲线决定并联后的总运行工况点。
性能匹配要求:
并联运行要求各台风机的型号和性能曲线相近,转速一致。若各风机性能存在差异,风量分配不均匀,部分风机可能偏离运行区间。风量小的风机在并联系统中输出风量较小,风量大的风机输出风量较大。选型时各风机的型号和规格宜相近,用于各风机出力均衡。
启停与切换:
并联风机启动时,先启动一台风机,待运行平稳后再逐一启动其余风机。停机时先逐一停止各风机,最后停止最后一台。启停顺序用于减少启动电流过大和气流冲击。部分系统设有备用风机,主风机故障时备用风机自动投入运行。定期轮换主备风机运行,用于各风机运行时间均衡。
四、不同环境下的维护差异
常规环境维护:
车间、仓库等常规通风场所的轴流风机,日常维护主要关注叶轮积尘清理、轴承润滑和紧固件检查。叶轮叶片表面在运行过程中会逐渐附着空气中的灰尘和颗粒物,积尘分布不均可能引起振动增大。叶轮清理周期与使用环境的空气洁净程度相关,清理时用软刷或压缩空气清除叶片表面积尘。电机轴承按说明书规定的周期加注润滑脂,加注量不宜过多。
腐蚀性环境维护:
化工车间、电镀厂房等存在腐蚀性气体的场所,风机外壳、叶轮和紧固件选用不锈钢材质或做加强防腐蚀涂层处理。日常维护增加对外壳涂层、叶轮表面和紧固件的锈蚀检查频次。涂层出现起皮或锈蚀时,停机期间进行除锈后补涂防锈漆。紧固件锈蚀严重时更换同规格不锈钢紧固件。
高温环境维护:
在排烟或高温排风系统中使用的轴流风机,电机和轴承需选用耐温等级对应的型号。日常维护增加对电机表面温度、轴承运行状态和接线盒密封状态的检查频次。电机绕组绝缘可能因长期高温运行而加速老化,定期测量绝缘电阻。高温运行后冷却阶段,检查接线盒内是否有冷凝水积聚。
五、常见运行问题与排查方向
风量下降:
风量低于设计值时,先检查进出风口是否有杂物遮挡、过滤网是否堵塞、风管连接处是否有漏风。再检查叶轮叶片表面是否有积尘或附着物、皮带是否打滑引起转速下降、供电电压是否偏低。以上因素排查后风量仍未恢复,检查管路系统阻力是否因风阀误关或管路堵塞而增大。
振动增大:
振动大于初始安装时的基准值时,按以下顺序排查:叶轮叶片是否有积尘或附着物、叶轮平衡是否被破坏、固定螺栓是否松动、减振垫是否老化、电机轴承是否磨损。叶轮平衡校正由专业维护人员使用平衡机进行。减振垫更换时选用同规格和硬度的型号。
运行异响:
运行声响与初始基准值存在差异时,检查叶轮叶片是否与机壳碰擦、电机轴承是否磨损、风机内部是否有异物进入。碰擦痕迹可在停机后从进风口观察到。轴承磨损时发出持续的摩擦声或啸叫声,使用听音棒接触轴承座外壳听辨声音状态,轴承有异响时进行检查,必要时更换。
