單級懸臂高壓比組裝式鼓風機的研究

摘 要：通過對行業市場的深入了解分析，最終決定研發設計單級壓比為2.6-3.4的單級組裝式離心鼓風機，用以替代D型多級離心鼓風機。在研發過程中，應用了自主研發的高壓比葉輪模型級，進行了一些創新的設計，并最終完成了樣機的研制試驗，且性能優異。目前，將此類風機規劃涵蓋了流量在150-700m3/min的單級高壓比離心鼓風機。

關鍵詞：單級懸臂高壓比;組裝式離心鼓風機

對于化工、生物制藥等行業選用的空氣鼓風機，單級壓比多在2.6-3.4之間，以往多選擇D型多級鼓風機，國外機組多選用單級組裝式鼓風機，但是價格較高，用戶難以承受。本次項目研發設計的單級懸臂高壓比組裝式離心鼓風機，采用高壓比模型級，主要是為替代D型多級鼓風機，向市場推出一種新型高效、結構緊湊及安裝方便的新產品，可以大幅降低用戶一次投資工程成本，及日常維護費用。滿足冶金、化工、制藥行業對高壓比鼓風機的需求，市場前景十分廣闊。

1 主要研究內容

機組采用高壓比模型級，采用的模型級的基本參數Φ∶0.08，τ∶0.7557，ηad∶0.817，從性能試驗結果來看，多變效率達到82%。進行了機組在105%倍工作轉速的性能測試，對葉輪模型級的實際性能有了更進一步的了解，針對實際性能與理論分析間的偏差對葉輪的性能曲線進行修正，將修正后可用的模型級應用于產品的設計。采用可磨密封等技術手段保證機組性能，整體撬裝結構，單層布置，節省了大量空間和重量，向市場推出一種新型高效、結構緊湊及安裝方便的新產品，可以大幅降低用戶一次投資工程成本，及日常維護費用，增強了市場綜合競爭力，拓展高壓比組裝式鼓風機市場。

2 技術路線

（1）自主研發新的單級高壓比葉輪模型級;

（2）單級懸臂高壓比組裝式離心鼓風機機組結構，為單級懸臂式，軸向進氣、上方垂直排氣結構。空氣從風機吸入管進入，由主驅動機借助聯軸器與增速機聯接，增速齒輪驅動葉輪對氣體作功，氣體再經擴壓器、蝸室、于管道排出。機組為整體底座，撬裝結構，底座即為公共油站;

（3）應用開發成果，進行單級高壓比離心鼓風機的規劃。

3 創新點

（1）規劃后的風機多變效率達到82%左右，較預計高了2個百分點，基本上已達到國際同類機組的先進水平。

（2）進行葉輪的強度、變形及固有頻率分析。為了實現高壓比，葉輪的周速較高，400-460m/s左右，因此需要對葉輪的強度和頻率做出較為詳細的分析。使葉輪強度滿足使用。

（3）單級高壓比離心鼓風機的葉輪周速較高，且軸孔處變形較大，采用端齒結構。

（4）單級高壓比離心鼓風機由于單級壓比較高，需采用可磨密封等技術手段保證機組性能。密封的材料為鍛鋁+鋁基合金涂層，鋁合金一聚合物涂層具有孔隙率低、自潤滑及耐蝕性好等優點，使用溫度 325℃，被廣泛應用于航空航天發動機上。通常采用等離子噴涂（ABS）工藝沉積而成，該涂層的優異性能很大程度上有賴于聚合物的存在。聚合物可以減少涂層向葉尖的轉移量，降低切削力和基體的溫度。

4 小結

研制單級懸臂高壓比組裝式鼓風機，類似機組在國內同行業內仍是空白，項目的成功將滿足制藥、電廠脫硫等用戶需求，替代多級鼓風機產品。打破阿特拉斯等國外廠家在此領域的壟斷，創造可觀的經濟效益。

參考文獻：

[1]徐忠.離心壓縮機原理[M].205-206.

[2]成正朝，牛大勇.組裝式離心壓縮機的特點及發展趨勢.風機技術，2003（4），3-5.

作者簡介：劉亮（1984-），男，工學學士，沈鼓集團齒輪壓縮機有限公司壓縮機設計部工程師，2007年畢業于沈陽工業大學。