罗茨风机工况参数的确定：

作为选用罗茨鼓风机的先决条件，首先应通过计算或类比的方法,确定系统对罗茨鼓风机流量和升压的要求。

1.计算法

(1)流量。为了适应发展的需要,设计工艺系统时通常留有一定的富余能力。选择鼓风机时,应按系统设计要求达到的能力确定鼓风机的流量,使之与系统中其他设备的能力相匹配。考虑漏风损失的影响，流量应有一定的裕度,鼓风机的流量一般为系统所需流量的1.1~1.25倍。另外，如果生产过程中流量是变化的,工艺上给出的流量有正常、最小和最大三种数值,选型时应以最大流量为依据。

(2)升压。作为强制鼓风机械,罗茨鼓风机的升压总是与所在系统的压力降相平衡。考虑到工艺设计中压力降的计算比较复杂,为保守起见，确定鼓风机的升压时应留有一定的余量，一般为系统压力降的1.05~1.15倍。如果系统压力降在生产过程中经常变化,须以最大压力降为依据,确定鼓风机的升压。

2.类比法

参照现有同类系统的配置情况,或者按同类装置进行类比、推算,也是确定鼓风机工况参数的一种常用方法。

罗茨风机机型的选择：

1.罗茨鼓风机的型号

机型有广义和狭义两种范畴。广义理解,机型指鼓风机的结构型式。狭义理解,机型指具体的产品型号及性能规格。其中,型号是一组反映产品结构特征的代号,性能规格主要指鼓风机的流量和压力。

2.型号的选择

对于一种用途,能够满足流量与压力要求的鼓风机往往不止一种型号。选择的原则,一是适用,二是经济。从适用性角度讲,除压力、流量必须满足要求之外，还应考虑产品使用的可靠性,如耐腐蚀性能、耐磨性能和密封性能等。从经济性考虑,在多种可供选用的机型中,应根据高效节能、质优价廉等要求，或侧重其中某项要求进行选择。

对于同样的流量,既可选用尺寸较小的机型,以较高的转速来达到，也可采用较大的机型，以较低的转速来满足。前者体积小、重量轻、效率高，但对振动、噪声及使用寿命有不利的影响;后者运转比较平稳、噪声较低、使用寿命相对较长,但体积和重量比较大,造价相对较高。若侧重经济性考虑,可选用转速较高的小机型;若侧重平稳性考虑,可选用转速较低的大机型。

对于同样的性能要求,既可选用直联传动,也可选择带联传动;既可选用密集型成套机组，也可采用普通成组方式等。一般说来，输送易燃、易爆气体时应优先选用直联传动,如果采用带联传动则必须使用防静电皮带。输送含尘气体时可选择带联传动,即使转子间隙因粉尘磨损而增大,也可通过更换皮带轮,在一定范围内对流量进行调整。从选型及安装简便的意义上讲,最好是选用密集型成套机组,但出于维修方便的考虑,大多数场合还是选用普通成组方式。

对于特定的压力和流量,可能几个厂家的产品都能满足要求。但不同的厂家,产品质量、销售价格及服务水平可能有所不同。就产品质量而言,除了流量和压力两项指标之外,还有轴功率(或比功率)大小，产品制造精度(如同步齿轮精度)高低,密封性能好坏,噪声值大小等,选型时应对多种因素综合比较。在价格合理的情况下,最好选用质量较好、效率较高的产品,相对而言,其运行费用较低,产出效益较高，使用寿命也比较长。

3.材料的选用

常规产品都是以输送空气为目的设计的。因此，作空气鼓风机使用时,一般不需要考虑材质问题。但除空气之外,有些气体不宜与某些材料相接触,选用时应对零部件的材料特性作必要的考虑。

例如,输送氮气时,与之接触的零件不宜使用铜质材料。输送氧气、氯气时,与之接触的零件不宜使用铝合金材料。输送氢气、二氧化硫及乙炔时，与之接触的零件不宜使用铝合金材料和铜质材料。输送湿性氯化氢时,与之接触的零件不宜使用碳素钢、铝合金及铜质材料。输送湿性硫化氢时,与之接触的零件不宜使用碳素钢、灰铸铁及铜质材料等。

某些情况下,主气流不一定有腐蚀作用,但杂质的影响不可忽略。例如,输送干燥的纯氯气和输送含有百分之五水分的氯气,情况就大不一样;输送干性二氧化碳时可以使用铜质材料,输送湿性二氧化碳则不行。

有时,主要零部件按常规选材不会有问题,但一些细微因素的影响也不容忽视。例如，输送乙炔时,叶轮、机壳及墙板等主要零部件仍可采用铸铁材料制造,但是轴承不得像通常那样使用铜质和铝质保持架(除非它不与乙炔接触)。

4.密封型式的选择

鼓风机的密封型式,有迷宫密封、涨圈密封、填料密封、机械密封及骨架油封组等多种密封型式。一般而言,不同的密封型式,有不同的密封效果和不同的适用特性。对于不同的介质,特别是易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的气体和稀有、贵重气体,必须按照密封有效和经济实用的原则，合理选择密封型式。

输送空气的鼓风机,对外泄漏量的限制不是太严，可以选用迷宫密封。如果选用填料密封、涨圈密封或机械密封,制造成本高，维护及维修也比较麻烦，经济上不合算。

对于以氮气为介质作气力输送的鼓风机,为了防止粉粒料通过轴端间隙外漏,或阻止空气混入输送系统,可选用“闭式墙板●充气迷宫”的密封型式。此时,四个轴端部位各设一组充气迷宫,工作时将压力较高的氮气充入迷宫中段,墙板内腔与氮气回收系统连通。

输送瓦斯的鼓风机,不允许瓦斯进入润滑系统,否则会对润滑油(或润滑脂)产生稀释作用。可选用“开式墙板●填料密封”的密封型式,在四个轴端部位各设一组填料密封，使机壳内的介质与齿轮、轴承及其润滑系统完全隔离开来。

输送二氧化硫和煤气的鼓风机，可选用“开式墙板●梳齿迷宫”或“开式墙板●骨架油封组”的密封型式,在四个轴端部位各设置一组梳齿迷宫或骨架油封组。使用梳齿迷宫时，可利用抽气管将漏入迷宫的气体引回鼓风机进气口。

输送氦气、氩气等稀有气体以及甲烷氢气等易燃易爆气体时,为控制其外泄漏量,可选用“闭式墙板●单机械密封”的密封型式,在轴伸部位设置一组机械密封。

输送乙炔、液化石油气时,为控制其外泄漏量,可选用“闭式墙板.四机械密封”的密封型式，在四个轴承座尾部各设一组机械密封,并借助轴承润滑油对机械密封进行润滑和冷却。

输送氧气等忌油介质时,可选用“开式墙板.四机械密封”的密封型式,在四个轴端部位各设一组机械密封,确保轴承、齿轮的润滑油不进入机壳。

罗茨风机电机的选择：

1.电机类型的选择

电机类型比较多。鼓风机一般配用三相鼠笼型异步电机,按使用环境分为以下几种情况:

(1)在室内使用时,可以选配Y系列和JS系列等一般用途的三相异步电机,其中Y系列为国家推广的节能产品。

(2)对于石油、化工及制药等部门在户外使用的产品,以及室内环境中存在一定腐蚀性介质的场所,可以选配Y-F防腐蚀型、Y-W户外型或Y-WF户外防腐蚀型三相异步电机。

(3)在石油、化工及煤矿等有爆炸危险的场所,可以选用防爆电机,如YA防爆安全型、YB隔爆型和YF防爆充气型电机。

2.电压和频率的选择

(1)电压的选择。对电机额定电压的选择,取决于电力系统对使用单位的供电电压。三相异步电机的额定线电压有380V、3kV、6kV及10kV等几种规格。一般,电机额定功率小于220kW时,可用380V电压;额定功率大于或等于220kW时,可用6kV.10kV电压;额定功率大于或等于100kW时,可用3kV电压。

(2)频率的选择。国内使用的工频供电频率为50Hz。出口有要求时,也可选配频率为60Hz的电机。

3.电机功率的选择

电机的功率不必过大,也不能过小。如果功率选得过大,不能充分利用和发挥电机的效率,不仅增加了电机的购置费用,而且电机在轻载时效率变得很低，运行费用也不合算。但如果功率选得过小，电机长期超载运行,又会发热,缩短寿命,甚至烧毁。

电机功率可按下式计算:

Ne= Ke●Nsh (kW)

式中Nsh----- 鼓风机的轴功率, kW;

Ne-----------电机功率,kW;

Ke-----------余量系数,Ke =1.05~ 1.25。采用机械密封、填料密封时,取较大的值。

由式得出的功率Ne,为电机应当具有的功率。实际上,电机的额定功率是按标准分级的,不可以任意选定。如果计算功率Ne与电机额定功率数值不符,选择电机时须往上一个功率级靠。

4.电机转速的选择

电机转速的选择,与鼓风机转速及传动方式有很大关系。①采用直联传动时,鼓风机与电机同步运转,电机转速的选择余地不大。②对于带联传动,由于电机功率一定时，转速愈低,其体积愈大,价格愈贵,相对而言效率也愈低,因此鼓风机大多采用减速传动。

5.电机防护等级的选择

电机外壳防护型式有IP23、IP44及IP54等几种类型。

 

罗茨风机选型步骤：

1.列出条件与要求

(1)用途:鼓风机在流程中的位置和作用,区别鼓风用途与真空用途。

(2)气体性质:名称,分子量,有无毒性、腐蚀性和爆炸性,混合气体的组成比，含尘情况等。

(3)工况参数:进气温度,进气压力，升压(排气压力或真空度),流量,以及对排气温度和噪声的允许限值等。

(4)环境状况:安装场所(户外或室内,地面或楼板上),当地大气压、温度和湿度等。

(5)公用条件:供水、供电(包括电源电压)等情况。

(6)其他:①变工况运行:压力或流量调节要求;②运转状况:连续运转时间,或间断运行频度;③涂漆(包括颜色)、包装、运输等方面的要求。

2.选型计算

(1)根据使用要求,选定鼓风机的材质和密封型式,初步选定产品型号及规格。

(2)核算初选产品在规定工况下的性能参数,包括流量、轴功率及排气温度等。

(3)选定鼓风机型号规格之后,确定原动机(电机)及传动方式，选择配套附件。

3.列出选型清单

(1)鼓风机:①型号:口径,材质和密封型式等;②性能参数:流量,升压(或真空度),转速和轴功率等。

(2)电机:电压,功率，极数(或转速),防护等级和绝缘等级等。

(3)传动方式:直联,带联(是否为防静电皮带) ,或其他传动方式。

(4)配套附件:消声器,过滤器,弹性接头,安全阀,逆止阀,隔声罩,起动柜的型号规格等。

罗茨风机的流量换算：

(1)不同状态下的流量换算。

①基准状态与进气状态下的流量换算。工艺流程中的流量,通常以基准状态(温度0C,压

力101 .325kPa)下的数值Q:(Nm2/min)表示。可按下式将QN换算成实际进气状态下的流量:

Qs= QN●273 + ts/273●101.325/101.325+ps (m³/min)

式中 ts为进气温度,℃;Ps为进气压力(表压) ,kPa。

罗茨鼓风机的样本流量,通常为标准吸入状态(即20℃,101.325kPa,相对湿度为50%的空气状态)下的流量。不考虑湿度的影响,可按下式将Qn换算成标准吸人状态下的流量:

Qs = 1.07326Qn (m3 /min)

②进、排气状态下的流量换算公式为:

Qs=Qd●273+ ts/273+td●101 .325 + Pd/101.325+ Ps(m³ /min)

式中 td为排气温度,℃; Pd为排气表压, kPa; Qd为排气流量,m³/min。

(2)不同工况下的流量换算。实际工况与样本工况可能存在以下差异:介质不是空气,进

气温度≠20℃,压力比及转速与样本值不符。差异较大时,应进行流量换算。

①实际转速下的理论流量为:

Qth = Qtha●n/na (m³/min)

式中 n为实际转速,r/min; na为样本工况的转速,r/min;Qtha为样本转速下的理论流量,m³/min。

②样本工况下的泄漏流量为:

Qba= Qtha- Q5a(m³ /min)

式中 Q5a为样本工况下的“实际流量”,m³ /min。

③实际工况下的泄漏流量为:

Qb=Qba根号下273+ ts/293. 29/M.ε- 1/εa- 1(m3 /min)

式中 ts为实际进气温度,℃; M为气体分子量,空气M = 29; ε为实际压力比;εa为

样本工况下的压力比。

④实际流量为:

Qs=Qth-Qb( m³ /min)；

罗茨风机选型示例：

(1)流量以基准状态下的数值Qn(Nm3 /min)表示时,不可直接引用产品样本上的参数。

例：进气口处于标准吸人状态,升压为49kPa,要求流量为7.90Nm3 /min。对流量作保

守考虑,请选择罗茨鼓风机。

①将基准状态下的流量Qn换算成标准吸入状态下的流量:

Qs= 1.07326Qn = 1.07326X 7.90 = 8.48 (m3 /min)

②作保守考虑，鼓风机的样本流量应不小于:

Qs.l= Qs/(1 - 5%) = 8.48/(1 - 5%)=8.93 (m³/min)

③初选DSR125 型鼓风机

④样本工况下的泄漏流量为:

Qba= Qtha- Q5a= 11.02-8.25 = 2.77 (m3 /min)

⑤为确保流量Qs.l=8.93m³/min,所需的理论流量为:

Qth=Qs.l+Qba=8.93+2.77=11.70(m3/min)；

实际选型结果为：DSR125，风量Qs为8.48m³/min，升压49KPa，功率15KW

 

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