一、罗茨风机的工作原理
罗茨风机是一种容积式回转风机,其核心工作原理基于两个转子的同步反向旋转来实现气体的强制输送。与普通离心风机不同,罗茨风机的风量与转速成严格的正比关系,而受压力变化影响较小,这一特性使其在需要稳定风量的工业场景中尤为珍贵。
三叶型转子的设计是现代罗茨风机的标准配置,相比传统的二叶型设计,三叶型转子每转动一次可完成3次吸、排气过程,显著降低了气体脉动,使负荷变化更平缓,同时减少了机械振动和噪声。两个完全相同的三叶型转子平行安装在椭圆形机箱内,通过一对精密同步齿轮的啮合传动,确保两个转子在高速旋转时始终保持正确的相位关系,既不会相互接触碰撞,又能维持极小的恒定间隙。
当电机驱动主动轴旋转时,通过同步齿轮带动从动轴作相反方向的旋转。随着转子的转动,在进气侧形成由转子、机壳和端盖围成的封闭腔室,外界气体被吸入这些腔室。转子继续旋转,将封闭的气体沿机壳内壁无压缩地推送至排气侧。当转子突缘转过排气口边缘的瞬间,排气侧的高压气体迅速回流至腔室,对气体进行瞬时加压,完成强制排气过程。
值得注意的是,罗茨风机本身并不压缩气体,其压力的升高完全依赖于排气口工作系统的背压。这也是为什么罗茨风机严禁在完全关闭进出口阀门的情况下启动或运行,否则会因压力急剧升高而导致设备损坏。
罗茨风机的间隙控制是保证其*运行的关键技术。这包括:转子与机壳之间的径向间隙(通常0.3-0.6mm)、转子与端盖之间的轴向间隙(定位端0.1-0.2mm,非定位端0.3-0.5mm)以及两转子之间的啮合间隙(分叶间隙和合叶间隙)。这些间隙既保证了转子自由旋转不产生摩擦,又*限度减少了气体从高压侧向低压侧的内泄漏,确保输送效率。
二、罗茨风机的结构特点
一台标准的罗茨风机主要由驱动机(电机或柴油机)和机头两大部分组成。机头是罗茨风机的核心工作组件,其精密结构决定了设备的性能和使用寿命:
转子系统:通常由高强度铸铁或合金钢制成,现代三叶转子多采用渐开线或外摆线的包络线作为型线设计,确保运转平稳。转子与轴为整体结构,无磨损设计保证长期使用性能不变。
同步齿轮:高精度齿轮副确保两转子始终保持正确相位,齿轮通常采用*合金钢经渗碳淬火处理,具有极高的耐磨性和抗疲劳强度。
密封系统:包括轴端密封和墙板密封,防止润滑油泄漏和外界杂质进入。*机型采用进口氟橡胶油封,耐高温、耐磨且使用寿命长。
润滑系统:轴承和齿轮采用飞溅润滑或强制润滑方式,润滑油一般选用220#中负荷齿轮油(夏季40#,冬季20#机械油)。
壳体组件:包括机壳和两侧墙板,形成封闭的工作腔室。壳体上的进气口和出气口通常呈对角线布置,便于气体流动。
罗茨风机的性能优势主要体现在:强制输气特性使流量稳定不受压力变化影响;结构简单紧凑,维护方便;无需内部润滑,输送气体不受油污染;转速高,体积小,便于系统集成;机种齐全,能够满足不同压力和流量需求。
三、操作规程
规范的操作流程是确保罗茨风机安全运行和延长使用寿命的前提条件。操作人员必须经过专业培训并取得操作证方可上岗,同时要严格遵守安全管理和交接班制度。
1、启动前的准备启动前的检查工作至关重要,主要包括以下几个方面:
①电气系统检查:确认电源电压波动在380V±10%范围内,频率符合标牌要求;检查电机接地线完好,电气装置状态*;观察各仪表(电流表、电压表、压力表等)是否正常,若有异常应及时通知维修人员更换。
②机械状态确认:手动盘车2-3圈,检查转子转动是否灵活,有无卡涩或异常声响;检查所有连接螺栓(地脚螺栓、联轴器螺栓等)和定位销是否紧固;确认对轮罩或皮带防护罩安装到位,防止机械伤害。
③润滑系统准备:检查油箱油位应在油标中心位置(油窗中央),油质清洁无杂质;轴承润滑脂应充足,一般采用不锈钢基润滑脂或二硫化钼润滑脂;对于水冷式轴承座,需先打开冷却水阀门,确认水流畅通。
④管路阀门调整:完全打开进气调节阀和排气阀,确保无负荷启动;检查旁通管路是否畅通;清洁或更换进气过滤器滤网,防止堵塞;确认系统管道无焊渣等异物残留。
⑤环境安全检查:清除风机周围的障碍物和杂物,确保操作空间充足;检查地基是否牢固,设备安装是否平稳;室外安装时应设置防雨棚,防止电机受潮。
特别需要注意的是,罗茨风机严禁带压启动,每次启动前必须确保放空阀完全打开,出口阀门处于开启状态。这是避免电机过载和设备损坏的基本要求。
2、启动与运行监控
完成启动前检查并确认一切正常后,方可进入启动程序
①空载启动:按下启动按钮,让风机在无负荷状态下运行。观察电机启动电流和风机加速过程是否平稳。新安装或大修后的风机应进行至少30分钟的空载试运行。
②逐步加载:待风机达到额定转速且运行平稳后,缓慢调节出口阀门(或逐渐关闭放空阀),使压力逐步升高至工作压力。这一过程应缓慢进行,避免压力突变对系统和风机造成冲击。
③参数调整:根据工艺要求,通过旁路阀或变频器调整风量和压力。注意罗茨风机的流量不能通过开关阀门来调节,否则会导致超压危险。短时间需较少流量时,应使用旁路调节装置。
风机进入正常运行后,操作人员需进行定期巡检和监控,主要内容包括:
①振动与噪声:用测振仪检查风机各部位振动速度,轴承部位径向振动速度不应超过6.3mm/s;监听运转声音是否均匀平稳,出现异常响声应立即停机检查。
②温度监测:轴承温度应低于95℃,温升不超过40℃;润滑油温度不高于65℃;齿轮箱温度在允许范围内。若温度异常升高,应检查润滑和冷却系统。
③压力与流量:定期记录进出口压力值,确保在铭牌标定范围内;观察流量是否满足工艺要求,发现不足时应检查过滤器和管道系统。
④电气参数:监控电机电流和电压,电流过高可能是超载或机械故障的信号;三相电流应平衡,偏差不超过10%。
⑤润滑状况:每小时检查油位一次,确保在油标线范围内;观察油质变化,发现乳化或杂质增多应及时更换;定期向轴承补充润滑脂。
在运行过程中,若发现异常情况如剧烈振动、异常噪音、温度骤升、电流过大等,应立即按下紧急停机按钮,打开放空阀卸压,然后查明原因并排除故障。严禁在运转状态下对风机进行维修作业。
3、正常停机与维护
规范的停机程序对保护罗茨风机同样重要,不当的停机操作可能导致设备损坏:
①工艺降载:逐步打开放空阀,同时关小出口阀门,将系统压力降至*。
②切断电源:待压力完全卸除后,按下停止按钮使风机停机。注意记录停机时的电压、电流、风压等数据,供后续分析参考。
③后续处理:关闭出风阀和冷却水阀门(如有);检查并清扫设备表面,保持清洁;将各操作开关置于空档位置。