罗茨风机工作原理应用

罗茨风机的工作原理

罗茨风机为容积式风机，输送的风量与转数成比例，三叶型叶轮每转动一次由 2 个叶轮进行 3 次吸、排气。与二叶型相比，气体脉动性小，振动也小，噪声低。风机 2 根轴上的叶轮与椭圆形壳体内孔面，叶轮端面和风机前后端盖之间及风机叶轮之间者始终保持微小的间隙，在同步齿轮的带动下风从风机进风口沿壳体内壁输送到排出的一侧。风机内腔不需要润滑油，结构简单，运转平稳，性能稳定，适应多种用途，已运用于广泛的领域。

罗茨风机的产品特点

高效节能，精度高，噪音低，寿命长，结构紧凑，体积小，重量轻，使用方便，产品用途广泛，遍布石化、建材、电力、冶炼、化肥、矿山、港口、轻纺、食品、造纸、水产养殖和污水处理、环保产业等诸多领域，大多用于输送空气，也可用来输送煤气、氢气、乙炔、二氧化碳等易燃、易爆及腐蚀性气体。

罗茨风机的特性

由于采用了三叶转子结构形式及合理的壳体内进出风口处的结构，所以风机振动小，噪声低。

叶轮和轴为整体结构且叶轮无磨损，风机性能持久不变，可以长期连续运转。

风机容积利用率大，容积效率高，且结构紧凑，安装方式灵活多变。 轴承的选用较为合理，各轴承的使用寿命均匀，从而延长了风机的寿命！

罗茨风机故障分析及解决方法

1. 叶轮与叶轮摩擦 (1) 叶轮上有污染杂质，造成间隙过小； (2) 齿轮磨损, 造成侧隙大； (3) 齿轮固定不牢，不能保持叶轮同步； (4) 轴承磨损致使游隙增大。 (1) 清除污物，并检查内件有无损坏； (2) 调整齿轮间隙, 若齿轮侧隙大于平均值30%～50%应更换齿轮； (3) 重新装配齿轮, 保持锥度 配合接触面积达75%； (4) 更换轴承；

2. 叶轮与墙板、叶轮顶 部与机壳

(1) 安装间隙不正确； (2) 运转压力过高，超出规定值； (3) 运转温度过高； (4) 机壳或机座变形，风机定位失效； (5) 轴承轴向定位不佳。 (1)重新调整间隙； (2)查出超载原因，将压力降到规定值； (3)检查安装准确度，减少管道拉力； (4)检查修复轴承，并保证游隙。 3 温度过高 (1) 油箱内油太多、太稠、大脏； (2) 过滤器或消声器堵塞； (3) 压力高于规定值； (4) 叶轮过度磨损，间隙大； (5) 通风不好，室内温度高，造成进口温度高； (6) 运转速度太低，皮带打滑。 (1) 降低油位或挟油； (2) 清除堵物； (3) 降低通过鼓风机的压差；

(4) 修复间隙；

(5) 开设通风口，降低室温；

(6) 加大转速，防止皮带打滑。

4. 流量不足 (1) 进口过滤堵塞； (2) 叶轮磨损，间隙增大得太多； (3) 皮带打滑； (4) 进口压力损失大； (5) 管道造成通风泄漏。 (1) 清除过滤器的灰尘和堵塞物； (2) 修复间隙； (3) 拉紧皮带并增加根数； (4) 调整进口压力达到规定值；

5. 漏油或油泄 漏到机壳中

(1) 油箱位大高，由排油口漏出；

(2) 密封磨损，造成轴端漏油；

(3) 压力高于规定值；

(4) 墙板和油箱的通风口堵塞，造 成油泄漏到机壳中。

(1) 降低油位；

(2) 更换密封；

(3) 疏通通风口，中间腔装上具有2mm 孔径的旋塞，打开墙板下的旋塞；

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异常振动

和噪声立 即停车 (1) 滚动轴承游隙超过规定值或轴承座磨损； (2) 齿轮侧隙过大，不对中，固定不紧； (3) 由于外来物和灰尘造成叶轮与叶轮, 叶轮与机壳撞击； (4) 由于过载、轴变形造成叶轮碰撞； (5) 由于过热造成叶轮与机壳进口处磨擦； (6) 由于积垢或异物使叶轮失去平衡； (7)地脚螺栓及其他紧固件松动。 (1) 更换轴承或轴承座； (2) 重装齿轮并确保侧隙； (3) 清洗鼓风机，检查机壳是否损坏； (4) 检查背压，检查叶轮是否对中，并调整好间隙； (5) 检查过滤器及背压，加大叶轮与机壳进口处间隙； (6) 清洗叶轮与机壳，确保叶轮工作间隙； (7) 拧紧地脚螺栓并调平底座。 7. 电机超载 (1) 与规定压力相比，压差大，即背压或进口压力大高； (2) 与设备要求的流量相比，风机流量太大，因而压力增大； (3) 进口过滤堵塞，出口管道障碍或堵塞； (4) 转动部件相碰和磨擦(卡住) ； (5) 油位太高； (6) 窄V 型皮带过热，振动过大, 皮带轮过小。 (1) 降低压力到规定值； (2) 将多余气体放到大气中或降低鼓风机转速； (3) 清除障碍物；

(4) 立即停机，检查原因；

(5) 将油位调到正确位置；

(6) 检查皮带张力，换成大直径的皮带轮。

罗茨风机节能: 罗茨风机的风压是不受风机转速限制的，不论转速变化如何其风压可以保持不变。而风量则与风机转速成正比的，即Q ＝KN Q ：表示风量 N ：表示风机转速 K ：为系数

从公式可知，风量调节，完全由变频器改变电机频率达到无级变速，起到调节风量的效果。根据现场应用工艺风机的最低频15HZ ，通常在35HZ 左右，有个别时刻50HZ 满风量运行，由于立窑工艺基本是一致的，因此在不同的立窑风量调节量是基本相同的，凡立窑应用变频技术都可以获40%左右的节能效果。

罗茨鼓风机个恒转矩负载，其节电率与转速降成正比即N ％=△N ％，虽然不同于一般风机、水泵节电率更高，但因它的功率较大，而且只要炉墙不坏，是连续24小时工作的，并开动时间亦很长。因此节电潜力大，节电费用高。

罗茨鼓风机进行技术改造后，改变了过去以调节出口（进口）阀门开度方式来调节风压或风量的生产方式，劳动强度减轻，调节的及时性好，提高了产品的合格率，[1]单耗明显下降。

立窑卸料机节能

立窑卸料机是采用18.5～30KW 的滑差调速电机，转速通常控制在300－1000rpm ，这是工艺上根据窑的情况，对卸料速度进行控制的。采用变频调速的方法取代滑差电机。经过多个厂家的应用结果表明，平均节能量40%左右、为什么对滑差电机进行变频改造会有如此大的节能效果呢，因为利用滑差调速方法是的一种耗能的低效调速方法，

1、滑差电机主电机轴输出功率：P0∝M0*N0

P0：表示轴输出功率 M0：表示负载转矩 N0：表示主电机转速

2、滑差头输出功率：P1∝M0·N1

P1：表示输出功率 N1：表示滑差头转速

3、滑差头损耗功率：△P ＝P0－P1∝M0（N0-N1）

由滑差头损耗功率公式可以清楚看到，滑差电机的转速越低，浪费能源越大，然而卸料机的转速通常在400rpm 左右运行，因此改用变频调速的方式会有50～60％的节能效果。

在水泥厂中除了立窑卸料机是采用滑率调速电机，还有很多设备同样是采用滑差电机，要进一步挖潜应全面对低效耗能的滑差电机进行变频改造，节能前景大有可为。

离心式风机水泵节能

对于离心式风机、水泵的变频调速改造同样有巨大的节能潜力。通过沸腾式锅炉高压离心式风机应用变频调速的方法调节风量，证明其节能效果在30～50％，水泵的变频改造节能效果高达70％。

离心式风机、泵类设备的流量与转速成正比Q ∝N ，压力与转速平方成正比H ∝N2，功率与转速的立方成正比P ∝N3（Q ：表示流量 N ：表示转速 H ：表示压力 P ：表示功率 ）

改变转速其流量线性变化的而功耗则是立方关系变化，因此在调节风量或流量时如降低20％的风量或流量，功耗则会下降50％。但是必须注意，转速与压力是平方关系，当转速下降20％压力则会下降64％，因此必须要注意工艺要求压力范围不能象罗茨风机那样，不用考虑转速与风压的关系。 离心风机、泵类设备传统的风量、流量控制的，大量的能源耗在风门或截流阀的阻力上，风门或截流阀控制流量的功耗与流量关系：P ＝P0＋K·Q Q ：表示流量 K ：为系数 P ：表示功耗 P0：表示基本功率。 由上图（右）比较风门或截流阀控制与变频调速调节，可以看到在流量变化范围，采用变频调速的方法具有很大的节能潜力，因此在水泥厂的供水泵或其它离心风机上进行变频改造同样会取得很大的节能效果。 系统特点

变频节能技术在水泥厂应用后不但节省了电费支出（节电率可达30％-50％），提高了产品质量，也增加了使用上的灵活性，对不同工艺性要求适应性更强。

避免电机启动时电流冲击大和 电网电压降低，可明显减少风机叶轮、机壳及轴承的磨损，延长检修换件周期和设备使用寿命，节约维修费。

三晶变频器在罗茨风机中的调速节能作用

三晶S350变频器应用风机上的特点：

1、符合风机负载特性的二次方减转矩曲线

2、可根据负载自行设定运行曲线

3、调速节能

三晶S350系列是新一代高性能矢量变频器，产品

有如下特点：

■采用最新高速电机控制专用芯片DSP ，确保

矢量控制快速响应

■硬件电路模块化设计，确保电路稳定高效运

行

■外观设计结合欧洲汽车设计理念，线条流

畅，外形美观

■结构采用独立风道设计，风扇可自由拆卸，散热性好

■无PG 矢量控制、有PG 矢量控制、转矩控制、V/F控制均可选择

■强大的输入输出多功能可编程端子，调速脉冲输入，两路模拟量输出

■独特的“挖土机”自适应控制特性，对运行期间电机转矩上限自动限制，有效抑制过流频繁跳闸

■宽电压输入，输出电压自动稳压（A VR ），瞬间掉电不停机，适应能力更强

■内置先进的 PID 算法 ，响应快、适应性强、调试简单 ； 16 段速控制，简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制，多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求

■内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议，用户可通过PC/PLC控制上位机等实现