罗茨鼓风机如何在硫酸中应用最多(罗茨鼓风机使用条件)

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罗茨鼓风机如何在硫酸中应用最多

罗茨鼓风机如何在硫酸中应用最多

罗茨鼓风机是一种容积式鼓风机，具有低噪音、高效率、节能、高效、气密性好的特点。目前，罗茨鼓风机已广泛应用于硫酸工艺中。

罗茨鼓风机结合了往复式压缩机和离心式鼓风机的优点，并在它们的基础上进行改造，从而改善了转速与风压的关系。在转速不变的情况下，风压变化不大，送风量不变，风量与转速成正比。

罗茨鼓风机的缺点是当鼓风机出口堵塞时，容易造成压力上升，造成机器损坏。如果长时间使用鼓风机，两个转子之间以及转子与机壳之间的间隙会扩大，导致供风量减少。

在罗茨风机的机壳内，以双叶为例，一对铸钢(或铸铁)转子分别安装在两个平行的轴上，转子轴端的同步齿轮保持两个转子啮合驱动。因此，当风机工作时，两个转子以相同的速度向相反的方向旋转，转子和机壳之间的气体被挤出。在进气和出气方向，可以利用上下两部分的压力差来抵消转子和轴的一部分重量，从而降低轴承压力，减少磨损。

罗茨鼓风机转子的型线曲线为摆线，输送风量决定长径，而短径主要由所需功率决定，即主轴直径确定后，根据其强度要求决定短径，以免过大或过小。长半径、短半径和间隙的总和等于主动轴和被动轴的中心距离。

罗茨风机主轴每转一圈，等于挤出转子与机壳之间的空气量四次，每次的空气量等于图1左侧转子与机壳之间的空部分，这个空部分的截面积略等于转子截面积的1/2。因此，鼓风机的风量Q(m3/s)应为:

Q=进入VnnR^2B

其中:n mdash mdash转速，rpm/s；

R mdash mdash转子长半径，m；

B·mdash； mdash转子宽度，m；

V mdash mdash容积效率0.7？0.8，进出口风压差越大，进口V越小。

从上式可以看出，送风量与转速之间存在一个恒定的正比关系。同时，风机的风量还会表现出以下特点:

(1)风机风量是进气状态下的风量，而不是标准状态下的风量。风机入口负压不同时，标准状态下的风量不同，所以出力也不同。

(2)风机运行过程中在允许范围内调节压力时，风量变化很小，压力选择范围宽。

(3)风机的运行必须考虑如何提高容积效率。在保证风扇正常运转的情况下，可以通过尽量减小机壳与转子之间、转子与转子之间的间隙来提高容积效率，从而尽量减少回流到进气口的空气量。

如果风机出口堵塞严重，出口风压会急剧上升，可能会损坏风机本体。为了保护罗茨风机和设备的安全，特别是防止罗茨风机的密封被损坏，在风机出口处安装了安全阀。当罗茨风机及设备内压力异常升高到规定值(安全阀开启压力)时，安全阀能自动开启并排出介质，防止压力继续升高；当罗茨风机和设备内的压力降低到规定值(安全阀回座压力)时，安全阀将自动关闭。同时，在罗茨鼓风机的排气端设置单向阀，一方面可以防止突然停机时，由于系统的气体回流冲击，造成转子反转，损坏鼓风机；另一方面可以防止运行中的罗茨鼓风机排气端的气体回流到并联的备用鼓风机，造成风量损失和压力不足。

罗茨风机入口和出口分别装有大风量阻力蜂窝消声器，阻力段采用多室阻力胶直管通道和十字形吸音板，保证在较宽的频率范围内有足够的消声量。因为进入罗茨风机的介质中颗粒的含量不应超过100mg/m3，颗粒的最大尺寸不应超过最小工作间隙的一半，即应低于0.1mm，所以必须在入口消声器前连接一个过滤器进行净化。

在罗茨鼓风机中，气体主要被绝热压缩，但压缩比并不大，所以气体可以简单地按不可压缩流体计算，所需功率为

N=QH/102η

式中:Q风量，m3/s；

h风压，mmftO为Kg/m2；

n，效率0.7-0.8。

硫酸生产系统所用风机的进、出口静压主要由前后设备的阻力之和决定。

罗茨风机的启动、运行、备用机切换的控制方法、异常状态下的处理和注意事项都与其工作原理和性能有关。风机运行时，原动机对风机所做的驱动功L主要消耗在两个方面:一是风量Q所获得的压头H的有效功L是有效的；第二，机器摩擦消耗的无效功L是无效的。启动时，原动机也需要用功L启动，使固定式鼓风机达到额定转速。这样，当风扇启动时，原动机要做的功是:

L=L有效+L无效+L开始

正确掌握所需的启动功率非常重要。使能转动的刚体从静止状态达到转速N，称为转动惯量，用来衡量转动体的转动惯量。其值I=Emr2，即等于构成旋转刚体的每个质点的质量与其离旋转轴垂直距离的平方的乘积之和。

在选择风机电机时，主要考虑正常运行所需的功率，不能全部加启动功率，否则可能会因为电机正常运行时负载较轻而造成不必要的浪费，否则启动所需的功率过大而无法启动。

罗茨风机要实现空载，就必须知道影响负载的因素。负荷可以用风量Q和压头h的乘积来表示，只要任一项为零或减小到很小的值，就可以满足空载(或基本空载)启动的条件。离心式鼓风机可以通过关闭进出口阀门或其中一个阀门来实现零负荷，而罗茨风机由于自身结构的原因无法采取零风量Q或大幅度降低风量Q的措施，只需考虑如何降低压头h即可。

我们在风机的入口和出口连接一对管路，使风机出口的气体回流到入口以降低压头h，辅助管路的连接如图3所示，从入口阀的后部到出口阀的前部。辅线不是随便装个管子就能启动的。需要选择合适的管径，使风机额定风量全部通过辅线。此时辅线内的流量应等于或不大于50m/s，这样启动不会有问题，也不必选择过低的流量导致辅线管径过大。当流量达到80m/s以上，电机是风机的标准配置时，启动困难。选取50m/s的流量，是通过计算风机气体通过辅线回流时的进出口压差，以及日常收集一些辅线不同的风机启动成功和失败的经验得出的。适用性可以在应用中得到验证。这里必须提醒，当出口阀处于开启状态，风机启动时，必须保证不会被其他风机来的气体反转。在硫酸生产系统中，排水阀空不宜安装在出口阀前。

在风机运行中，用进气阀或出气阀直接调节风量的作用不大，因为它只是改变了进、出口的压差，而气体从缝隙漏回进气口的增量很小。所以这样调节风量并没有太大的价值，反而会明显增加风机的耗电量，尤其是风机的出口阀对风机是危险的。虽然关小进气阀调节风量增加了进气负压，但风机进气的状态发生了变化，标准状态下的风量减少，这似乎比关小出气阀更重要。但从计算结果来看，功耗增加更为严重，同样不可取。

在罗茨风机入口阀后和出口阀前连接一对导线是保证风机本体和硫酸生产系统安全的重要保证。在硫酸生产中系统阻力大的情况下，如果没有辅助管线，无论进出口阀门是打开还是关闭，启动风机都是困难或危险的，可能会发生一些意外事故。

对于全速、工频运行的硫酸生产系统，只能通过调节入口阀门的开度来调节风量，这样会增加入口空气阻力，降低空气压力，造成电能的浪费。如果采用输出排气的方式调节输出流量，也会造成电能的浪费。

罗茨鼓风机具有恒转矩负载的特点，经恒压控制后，系统运行在恒转矩变流量状态。将罗茨鼓风机原有的工频控制改造为变频控制，利用压力传感器进行反馈闭环矢量控制，实现变频调速。当需要降低系统流量时，降低罗茨风机的转速，使罗茨风机在规定压力下运行在低流量点。罗茨鼓风机的输入功率与流量近似成线性关系。因此，罗茨鼓风机变频改造后，可以降低罗茨鼓风机的运行速度，降低电耗。其节能效果主要取决于流量，罗茨鼓风机的功耗与流量成正比。

变频控制使运行系统实现软启动和软停机，减少系统启动时对电网的冲击。另外，由于罗茨风机运行速度的降低，减少了机械磨损，从而延长了电机和罗茨风机的使用寿命。

罗茨风机启动时，需要在自己的生产系统中验证其辅助线路的风速控制指标，以确定最佳控制值。在计划停机或紧急停机的情况下，确保在关闭入口和出口阀之前打开辅助管线阀。如果系统堵塞，应仔细判断是否立即打开辅线阀解决危机。

考虑到硫酸生产系统的规模和配置，合理设计罗茨风机的辅助线路至关重要，在启动、正常运行、备用机切换和异常状态下都能正确使用和控制。

罗茨风机的高效使用不仅给工人带来了方便，也促进了硫酸的稳定生产。

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