单级悬臂高压比组装式鼓风机的研究

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　　摘 要：通过对行业市场的深入了解分析，最终决定研发设计单级压比为2.6-3.4的单级组装式离心鼓风机，用以替代D型多级离心鼓风机。在研发过程中，应用了自主研发的高压比叶轮模型级，进行了一些创新的设计，并最终完成了样机的研制试验，且性能优异。目前，将此类风机规划涵盖了流量在150-700m3/min的单级高压比离心鼓风机。
　　关键词：单级悬臂高压比;组装式离心鼓风机
　　 对于化工、生物制药等行业选用的空气鼓风机，单级压比多在2.6-3.4之间，以往多选择D型多级鼓风机，国外机组多选用单级组装式鼓风机，但是价格较高，用户难以承受。本次项目研发设计的单级悬臂高压比组装式离心鼓风机，采用高压比模型级，主要是为替代D型多级鼓风机，向市场推出一种新型高效、结构紧凑及安装方便的新产品，可以大幅降低用户一次投资工程成本，及日常维护费用。满足冶金、化工、制药行业对高压比鼓风机的需求，市场前景十分广阔。
　　1 主要研究内容
　　机组采用高压比模型级，采用的模型级的基本参数Φ∶0.08，τ∶0.7557，ηad∶0.817，从性能试验结果来看，多变效率达到82%。进行了机组在105%倍工作转速的性能测试，对叶轮模型级的实际性能有了更进一步的了解，针对实际性能与理论分析间的偏差对叶轮的性能曲线进行修正，将修正后可用的模型级应用于产品的设计。采用可磨密封等技术手段保证机组性能，整体撬装结构，单层布置，节省了大量空间和重量，向市场推出一种新型高效、结构紧凑及安装方便的新产品，可以大幅降低用户一次投资工程成本，及日常维护费用，增强了市场综合竞争力，拓展高压比组装式鼓风机市场。
　　2 技术路线
　　（1）自主研发新的单级高压比叶轮模型级;
　　（2）单级悬臂高压比组装式离心鼓风机机组结构，为单级悬臂式，轴向进气、上方垂直排气结构。空气从风机吸入管进入，由主驱动机借助联轴器与增速机联接，增速齿轮驱动叶轮对气体作功，气体再经扩压器、蜗室、于管道排出。机组为整体底座，撬装结构，底座即为公共油站;
　　（3）应用开发成果，进行单级高压比离心鼓风机的规划。
　　3 创新点
　　（1）规划后的风机多变效率达到82%左右，较预计高了2个百分点，基本上已达到国际同类机组的先进水平。
　　（2）进行叶轮的强度、变形及固有频率分析。为了实现高压比，叶轮的周速较高，400-460m/s左右，因此需要对叶轮的强度和频率做出较为详细的分析。使叶轮强度满足使用。
　　（3）单级高压比离心鼓风机的叶轮周速较高，且轴孔处变形较大，采用端齿结构。
　　（4）单级高压比离心鼓风机由于单级压比较高，需采用可磨密封等技术手段保证机组性能。密封的材料为锻铝+铝基合金涂层，铝合金一聚合物涂层具有孔隙率低、自润滑及耐蚀性好等优点，使用温度 325℃，被广泛应用于航空航天发动机上。通常采用等离子喷涂（ABS）工艺沉积而成，该涂层的优异性能很大程度上有赖于聚合物的存在。聚合物可以减少涂层向叶尖的转移量，降低切削力和基体的温度。
　　4 小结
　　研制单级悬臂高压比组装式鼓风机，类似机组在国内同行业内仍是空白，项目的成功将满足制药、电厂脱硫等用户需求，替代多级鼓风机产品。打破阿特拉斯等國外厂家在此领域的垄断，创造可观的经济效益。
　　参考文献：
　　[1]徐忠.离心压缩机原理[M].205-206.
　　[2]成正朝，牛大勇.组装式离心压缩机的特点及发展趋势.风机技术，2003（4），3-5.
　　作者简介：刘亮（1984-），男，工学学士，沈鼓集团齿轮压缩机有限公司压缩机设计部工程师，2007年毕业于沈阳工业大学。
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