風(fēng)機(jī)作為各行各業(yè)的配套產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于地鐵通風(fēng)、礦冶通風(fēng)、樓宇換氣通風(fēng)，空調(diào)設(shè)備等。然而，風(fēng)機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)中主要的能源消耗設(shè)備及噪聲來源之一，其科技含量的提升和加工制造工藝的與優(yōu)化對(duì)節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)有著重要的意義。8-09風(fēng)機(jī)的性能保證：（1）風(fēng)量（Tb點(diǎn)工況，145c）：134m3/s。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)的電能消耗約占全國(guó)發(fā)電量的8～10%，因此提高風(fēng)機(jī)的效率和運(yùn)行效率是十分必要的。

8-09風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、化工等特種行業(yè)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉輪的寬徑比小、內(nèi)外徑比小、由長(zhǎng)短葉片間隔且均勻分布，性能特點(diǎn)是壓力系數(shù)高、流量系數(shù)小，因此通常應(yīng)用于高壓小流量的場(chǎng)合，但由于葉輪葉道較長(zhǎng)，導(dǎo)致其內(nèi)部流動(dòng)損失較大，通常效率較低。并且由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，加工成本較高，經(jīng)濟(jì)效益差，所以很多風(fēng)機(jī)企業(yè)放棄了批量生產(chǎn)的計(jì)劃，甚至不生產(chǎn)，造成了市場(chǎng)貨源短缺，因此進(jìn)一步的研究如何提高8-09風(fēng)機(jī)效率，改善其加工工藝具有十分重要的意義。針對(duì)8-09風(fēng)機(jī)機(jī)存在的以上問題，提出了“XQ斜槽式離心風(fēng)機(jī)流場(chǎng)關(guān)鍵部件改進(jìn)設(shè)計(jì)研究”的課題。風(fēng)機(jī)葉輪的具體改進(jìn)方法在保持葉片出口安裝角度不變的前提下，風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑分別由480mm增加到490mm和500mm。本課題與某風(fēng)機(jī)企業(yè)合作，對(duì)此型號(hào)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高其性能。該課題的成功進(jìn)行不僅會(huì)提高風(fēng)機(jī)的效率，降低能源消耗，還會(huì)將風(fēng)機(jī)的科學(xué)設(shè)計(jì)理念帶入企業(yè)，改善現(xiàn)在中、小、微風(fēng)機(jī)企業(yè)粗放型生產(chǎn)的現(xiàn)狀。

8-09風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式因使用場(chǎng)合不同而不同，離心風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式也不同，如圖1.2所示。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同時(shí)，大型風(fēng)機(jī)可以通過聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)直接聯(lián)接，稱為D傳動(dòng)。這種傳動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是可以使風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，減少機(jī)身。當(dāng)風(fēng)機(jī)是小型機(jī)器時(shí)，葉輪可直接與電機(jī)軸連接，稱為A型傳動(dòng)。這種傳動(dòng)方式可以有效地減小風(fēng)機(jī)的體積，使風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速不同時(shí)，可采用皮帶輪變速傳動(dòng)方式。8-09風(fēng)機(jī)根據(jù)具體形式可分為B、C、E、F四種，通常葉輪安裝在主軸端部。這種結(jié)構(gòu)叫做懸臂。其優(yōu)點(diǎn)是易于拆卸。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同時(shí)，大型風(fēng)機(jī)可以通過聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)直接聯(lián)接，稱為D傳動(dòng)。對(duì)于大型單吸和雙吸離心風(fēng)機(jī)，葉輪通常放置在兩個(gè)軸承的中間。這種結(jié)構(gòu)稱為雙支承式。其優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。流量損失會(huì)降低8-09風(fēng)機(jī)的實(shí)際壓力，泄漏損失會(huì)降低風(fēng)機(jī)的流量，葉輪損失和機(jī)械損失會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)附加功率的增加，從而降低風(fēng)機(jī)的效率。流量損失氣體流經(jīng)8-09風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣室、葉輪、蝸殼和出口擴(kuò)壓器。由于氣體通道的粘性和形狀不同，在整個(gè)流動(dòng)過程中存在摩擦損失和渦流損失（邊界層分離、二次流、尾流損失等）。目前，在現(xiàn)有的離心風(fēng)機(jī)損失模型中，不同部件的各種損失（如進(jìn)氣室損失、葉輪進(jìn)口氣流從軸向到徑向的損失、葉輪通道損失、蝸殼損失、變工況下葉片進(jìn)口沖擊損失）是獨(dú)立計(jì)算的。

從誤差曲線可以看出，8-09風(fēng)機(jī)計(jì)算值與原測(cè)量值之間的誤差小于小流量條件下的誤差。全壓計(jì)算的誤差為8.1%，效率計(jì)算的誤差為3.6%，誤差較小。因此，所采用的數(shù)值計(jì)算方法更為準(zhǔn)確，可用于風(fēng)機(jī)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)。為了研究斜槽風(fēng)機(jī)內(nèi)部的壓力分布和速度分布，分析斜槽風(fēng)機(jī)在不同工況下的內(nèi)部流動(dòng)，找出了3.4段斜槽風(fēng)機(jī)效率急劇下降和設(shè)計(jì)工況效率低下的原因。橫截面是在葉輪出口寬度處創(chuàng)建的，該寬度垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)軸，等于葉輪出口寬度。由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，8-09風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口產(chǎn)生較大的負(fù)壓值，使空氣從集塵器進(jìn)入葉輪。在葉輪中，由于葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和葉片對(duì)氣體的作用，葉輪內(nèi)部沿徑向由內(nèi)向外移動(dòng)，總壓值逐漸增大。3%，但風(fēng)機(jī)的全壓值根本堅(jiān)持不變，這樣的改善計(jì)劃并不能滿足對(duì)風(fēng)機(jī)全壓值5000Pa的要求?？倝涸谌~輪出口外緣和葉片壓力面上。由此可見，由于葉輪旋轉(zhuǎn)的離心力，沿8-09風(fēng)機(jī)葉輪的徑向，葉輪內(nèi)的速度由內(nèi)向外逐漸增大。通過截取葉輪出口的圓形截面，觀察截面上的徑向速度值，可以觀察到離心風(fēng)機(jī)普遍存在的尾流結(jié)構(gòu)。8-09風(fēng)機(jī)葉片壓力面附近的徑向速度值較大，形成射流區(qū)；葉片吸力面附近的徑向速度值較小，形成尾跡區(qū)。

改造后，對(duì)兩臺(tái)8-09風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，包括全負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)、改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)和風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下所示。（1）滿負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)：鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)氧含量維持在2.5%，爐內(nèi)負(fù)壓維持在0-50pa，鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行2小時(shí)后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)膳_(tái)引風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)。滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求。復(fù)雜的葉片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其加工工藝復(fù)雜，在批量生產(chǎn)時(shí)葉片模具制造的成本較大，一般企業(yè)都只單件生產(chǎn)甚至不生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品的供不應(yīng)求。風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷數(shù)據(jù)見表2。

（2）改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)：風(fēng)機(jī)改造后，鍋爐正常運(yùn)行1小時(shí)，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。采集風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)，并與改造前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。鍋爐滿負(fù)荷時(shí)，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流降低48A。

（3）8-09風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)：冷態(tài)下，風(fēng)機(jī)擋板開度為80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流達(dá)到設(shè)計(jì)值。A風(fēng)機(jī)入口擋板開啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為146A，B風(fēng)機(jī)入口擋板開啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為145.6A，滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論

（1）與改造前后引風(fēng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，A風(fēng)機(jī)效率提高17.2%，B風(fēng)機(jī)效率提高13.8%。正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度為50%~55%，風(fēng)機(jī)電流95~100A，滿足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行要求。

（2）改造后8-09風(fēng)機(jī)電耗降低26384 kWh，增壓風(fēng)機(jī)電耗降低52159 kWh，合計(jì)77543 kWh，輔助電耗降低0.5%。

（3）改造后，取消風(fēng)機(jī)冷卻水，風(fēng)機(jī)軸承高溫度為55C，滿足設(shè)計(jì)要求。通過排除冷卻水，每年可節(jié)約約5萬噸水。

（4）通過8-09風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告和實(shí)際運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)改造能滿足運(yùn)行要求，節(jié)電效果明顯。