摘要： 本文针对干工况风机盘管加新风的空调方式的几个相关问题进行了讨论，包括干工况风机盘管加新风的空调系统各种参数的确定、其节能情况和经济性，并提出了一种新型新风机组，用以实现我国风机盘管加新风系统从湿工况改造为干工况。 　　 关键词： 干工况 风机盘管 节能 新风机组 　　 引言 　　在我国传统的中央空调系统很多都采用风机盘管加新风系统（湿工况），存在盘管表面积存湿垢、产生霉菌的问题。SARS疫情以后社会有关方面对现有空调方式的偏见，使得人们再次对风机盘管干工况运行的利和弊进行思考。实际上，除了干工况风机盘管空调系统在运行时对建筑空气品质、隔绝污染方面所应承担的责任有意义以外，它在运行能耗的贡献是明显的。关键是针对我国现有的风机盘管加新风空调系统采用干工况运行时，出现的问题进行改造或在运行模式上进行必要的调整。 　　1、现有中央空调方式的弊病民用建筑的中央空调大部分是舒适性空调，过去我们偏重研究如何保证舒适度以及如何节能，而对室内空气品质的研究往往只停留在理论研究上，在标准规范中也缺少明确的约束。因此，对空调方式进行审视，提出或重新认识新的，更安全的空调方式是极为有必要的。 　　在我国传统的中央空调系统通常采用全空气系统及风机盘管加新风系统（湿工况）。这里只讨论风机盘管加新风系统。 　　新风机组和风机盘管系统指在空调房间内设置风机盘管，对室内空气进行处理，室外新风经集中处理的新风机组处理后送入房间。国内的该类系统在夏季通常将新风处理到室内焓值，不承担室内负荷，由风机盘管承担室内的湿负荷和显热负荷，因此，风机盘管通常处于湿工况。风机盘管加新风的空调系统存在以下问题： 　　1）新风机组通常采用冷却盘管除湿，盘管表面长期带水，在停止运行时（夜间及非工作日），表面温度升高，并与空气接触，容易滋生细菌，污染新风。 　　2）风机盘管根据室内温度调节，控制湿度的能力较弱。过渡季节中随着显热负荷的减少，为保持室内空气温度，风机盘管的水温相应提高，除湿能力相应下降，室内含湿量有所增加。 　　3）风机盘管的凝结水。风机盘管承担室内的热湿负荷，去湿过程有冷凝水产生，容易出现细菌滋生和漏水污染天花板的问题。潮湿的盘管表面往往成为细菌等致病微生物的滋生地，微生物又随着空气的送入污染整个建筑内部环境。 　 2.1 确定新风加干工况风机盘管空调方式的相关参数 　　2.1.1 负荷 　　1） 室内显热负荷Qx：室内显热负荷包括围护结构冷负荷，室内灯光产生的冷负荷，室内 设备 散热产生的冷负荷，以及人员显热负荷。 　　2） 室内潜热负荷Qq及室内散湿量W：对一般民用建筑来说，室内潜热负荷和湿负荷主要是由人员产生的潜热负荷及散湿量。 　　3） 新风负荷Qw： 　　2） 风机盘管进出水温度： 　　室内风机盘管在干工况下运行，冷冻水温度必须高于室内露点温度。当室内干球温度25℃，相对湿度50%，含湿量为9.8g/kg，露点温度为13.85℃。，考虑一定的安全因素，风机盘管送水温度可定为15℃，回水温度定为18℃。 　　2.1.3 新风机组参数 　　1）新风量Gw：新风量对改善室内环境的空气品质起着重要的作用，但它也是增加建筑能耗的不利因素。房间新风量的合理确定应满足： 　　a 满足人的卫生要求； 　　b 补充房间局部排风量并维持其正压要求。 　　对多数采用风机盘管加负压通风系统的民用建筑来说，新风量主要是满足人员的最小新风量。各国根据建筑中房间的用途，都制定了每人所需新风量的标准，如美国的ASHRAE62-1989标准、我国的《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）。我国规定，影剧院、博物馆、体育馆、商店为8m 3 /（h.人）；办公室、图书馆、会议室、餐厅、舞厅、医院门诊部和病房17 m 3 /（h／人）；旅馆客房30 m3/（h／人）「2」。 　　2） 新风送风含湿量do： 　　其中，do：送风含湿量，g/kg； 　　dN：室内空气含湿量，g/kg； 　　W：室内湿负荷，g/s； 　　G：送风量，m 3 /h. 　　3）新风送风温度 　　新风送风温度对风机盘管系统中诸多因素皆有影响， 　　a 送风温度决定了新风可承担室内显热负荷，新风温度越低，承担的显负荷越多，可相应减少风机盘管的承担量，节约风机盘管面积； 　　b 送风温度越低，对风管的保温要求越高，保温的一次投入会增加； 　　c 送风温度过低时，还可能出现由于低温空气易于下沉，使人有吹风不适感；送风装置表面温度低，稍不注意可能发生凝露现象。所以如果送风温度很低时，新风系统应该采用诱导比较大的诱导风口，高的混合比使得冷空气在0.3~0.4m处被加热到室内温度，因此避免了吹冷风的不适感。 　　2.2 新风机组的设计与研制 　　采用风机盘管干工况下运行的新风机组与一般的空气处理设备相比，处理风量相对较小，但单位风量所承担的热湿负荷相对较大。因此，需确定新风机组的设备配比形式。有必要研制一种新风机组，而且在确定这种新型的新风机组中的各种参数时，应具体考虑到对现有建筑的原有系统改造，从而带来更多的现实意义。 　　2.2.1 表冷器的热工计算 　　新风机组处理的新风焓差较大，温度也较低（见图1），新风机组宜采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风。直接蒸发式表冷器即把制冷系统的蒸发器放在空调箱中直接冷却空气。进行直接蒸发式表冷器的热工计算也应用到湿球温度效率Es和通用热交换效率E'. 　　直接蒸发式表冷器的湿球温度效率定义为： 　　其中：t0是制冷系统的蒸发温度，oC 　　ts1，ts2是处理前、后空气的湿球温度，oC 　　通用热交换效率为： 　　其中：t1，t2是处理前、后空气的干球温度，oC 　　t3是空气处理的理想终温，oC 　　Es的大小与蒸发器的结构形式、迎面风速以及制冷剂性质有关，可由实验求得。有了生产厂家提供的产品结构参数及Es ， E，就可以进行直接蒸发式表冷器的热工计算。由于蒸发器是制冷系统中的一个部件，所以它能提供的冷量大小一定要和制冷系统的产冷量平衡，即被处理空气从直接蒸发式表冷器得到的冷量应与制冷系统提供的冷量相等。应根据空调系统和制冷系统热平衡的概念对蒸发器进行校核计算，定出合理的蒸发温度、冷凝温度、冷却水温、冷却水量等「1」。 　　2.2.2 表冷器的阻力计算 　　1）空气阻力 表冷器作为空气处理设备中的一个重要部件，对流经其表面的空气会产生一定阻力，这一阻力与换热器型式、构造、以及空气流速有关，对于一定结构特性的表冷器阻力可由实验公式计算求出。但是由于表冷器有干、湿工况之分，而且湿工况的空气阻力△Hs比干工况的△Hg大，并与析湿系数有关，所以应区分干工况与湿工况的空气阻力计算公式「1」。新风机组中的表冷器为湿工况,屋顶排风机，△Hs=Bvy 　　2）水阻力 表冷器对冷热媒介质在管内的流动也会产生阻力，△h=Cwq.对于直接蒸发式表冷器，它与制冷机是一个整体，它对与制冷机来说就是制冷机的蒸发器。 　　B，C，q，y为实验的系数和指数。 　　2.2.3 过滤段 　　对于大多数工业与民用建筑空调都以温湿度要求为主，对室内空气污染物浓度没有具体要求，通常设置一道粗效过滤器，对送入的空气只进行一般的净化处理。SARS疫情以后，人们更关心室内空气品质，对于多数设有空调系统的民用建筑在防止微生物的污染的问题上需要进一步研究并找到合理的解决办法。 　　 3、运行能耗分析与传统的全空气系统空调及新风加风机盘管（湿工况）的方式运行能耗比较如下： 　　1）干工况风机盘管系统保持干工况运行，则送入风机盘管的冷冻水温度需提高到处理空气的露点温度。相对于湿工况的运行状态，冷冻水水温提高，则冷水机组的COP值亦可相应提高，相同的冷量的能耗可相应的降低，甚至有可能采用其他自然冷源（如井水、自来水、冷却塔供水、空气源热泵等）或更节能的制冷方式以挖掘更多节能潜力。 　　2）全空气系统由于在过渡季节采用全新风或大部分新风方式运行，来达到室内降温的目的，而不需要启动人工冷源，有显著的节能效果，并能显著提高室内空气品质。而新风系统由于可送入的新风量有限，可利用的自然能源亦有限，加长了一年中人工冷源的运行时间，增加运行费用。为降低新风机组加风机盘管系统的能耗，应充分考虑自然冷源的使用。 　　3）新风机组处理的新风焓差较大，温度也较低。在采用冷水机组作冷源时，如为了给新风机组提供温度较低的冷水而降低制冷系统的蒸发温度，会造成冷水机组的制冷效率下降，运行能耗增加。若在通常的冷水温度下运行，就需增加盘管的排数来增大换热面积，盘管排数的增加和迎风面风速的减小，使得表冷器的换热效率降低，新风机组的体积增大，金属耗费增加。因此，新风机组采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风，得到了低的送风温度而且减少了机房的面积。 　　4）其他减少能耗的途径： 　　有组织排风时采用适当的热回收装置回收排风能量。 　　采用建筑能耗程序对建筑空调能耗进行模拟计算，计算比较建筑内区、外区的负荷差异。建立空调系统费用的合理数学模型，优化运行参数：送风温度、湿度、风机盘管送水温度等。 　　 4、经济分析 　　1）负压通风系统承担室内全部的湿负荷和部分显热负荷，新风机组的处理焓差大，新风机组采用低温送风机组送出的新风温度较低，风机盘管只承担部分显热负荷，这样风机盘管可以保持干工况，可省去凝结水管路，减少了工程的设备投资和安装造价，避免有凝结水产生，防止发生凝结水滴漏对建筑及装修造成破坏的问题，并防止细菌滋生。室内湿负荷和显热负荷分开处理，亦可避免显热负荷变化引起室内空气含湿量的不稳定。 　　2）新风系统送风温度较低，空调机组规格缩小，机房面积相应缩小，节省了建筑空间。风道变小，吊顶净空、风道占吊顶空间变小。 　　3）负压通风系统送风量小，噪音低于常规空调机组。 　　 5、结论 　　采用新风加风机盘管干工况运行方式的系统，不仅可以解决湿工况下滋生细菌、污染新风所造成的建筑空气品质不佳的问题，并且在运行能耗和经济性方面也有一定的贡献。 　　1）相对于湿工况的运行状态，冷冻水水温提高，则冷水机组的COP值亦可相应提高，相同的冷量的能耗可相应的降低，甚至有可能采用其他自然冷源（如井水、自来水、冷却塔供水、空气源热泵等）或更节能的制冷方式以挖掘更多节能潜力。 　　2）为了获得温度较低的新风又避免冷水机组的制冷效率下降，新风机组宜采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风。 　　3）风机盘管在干工况下运行，室内无凝水，没有细菌滋生的潮湿环境，改善了空调房间的空气品质。 　　4）新风机组的过滤段引进了一种新型的空调过滤器，使对引进的室外空气有很好的灭菌作用，并采用紫外灯杀菌，从风系统这个通道也切断了微生物对室内空气的污染。 　　 参考文献： 　　「1」 何天祺，康侍民，卢军。供暖通风与空气调节。重庆：重庆大学出版社，2002 　　「2」 GBJ19-87采暖通风与空气调节设计规范。北京：中国计划出版社，1989 　　「3」 万建武，钟朝安。干工况风机盘管加新风系统的空调过程设计。建筑热能通风空调，2001，（1），25～28 　　「4」 石显能，刘刚。紫外线照射灭菌对空调环境微生物污染的防治。东华大学学报，2003，29（1）
太阳能作为一种巨大的可再生清洁能源，每大到达地球表面的太阳辐射能为5．57×1018MJ，相当于190万亿吨标准煤，约为目前全世界一次能源消费总量的1．56×10 倍。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。占民用总电耗50％的家用空调，目前趋向于热泵系统的研 。从原理上看太阳能热泵主要包括两种，一种是把太阳能转化成电能，作为驱动能源，利用此电能来制冷制热：一种是以常规电能为驱动能源，利用太阳能集热器提高蒸发器中制冷剂的蒸发温度，获取制热效果，即太阳能辅助热泵。
本文主要介绍利用太阳能集热的热泵空调器的制热原理及其与传统空调器的供热性能比较。
1、热泵空调器工作原理

用人工的方法将低温区的热量移送到高温区， 若转移热量是为获得低于环境的温度或满足 某种化工工艺的低温需要，此种方法称为“制冷”；若为将低温区无用的热量移送到高温区成为有用的或用途更大的热量，此种方法称为“热泵”。

对热泵来说特别重要的是，从热泵的冷凝器中供给热水采暖系统的有用热流量，相对于热泵所消耗的驱动功率，或一段时间内所消耗功的比值。所取得的有用热流量和所消耗的驱动功率之比，称为供热系数。

在冬季，室外温度较低时，室外换热器经常结霜，传热效率大大降低，影响室内供热效果。目前有许多文献对此问题进行了分析并提出了一些应对措施，但仍不能从根本上解决结霜问题，并且某些措施实施起来存在不少问题。

2、太阳能热泵系统

随着能源的日益消耗，未来的建筑物能量系统一定是太阳能普遍应用的复合能量系统。众所周知，热泵是一种利用高位能使热量从低位热源向高位热源的装置。在供热循环中，太阳能集热器收集到的10~20℃的低温热能。通过热泵的作用，可使热媒温度提升到3O～5O℃。根据制冷剂是否在集热器中蒸发，可分为直接膨胀式和非直接膨胀式。

2．1 非直接膨胀式太阳能热泵空调，通过太阳能热泵冬季供暖实验研究，测得热泵机组的平均供热系数COP为2．71。

2．2直接膨胀式是将太阡J能集热器用作热泵蒸发器，内充制冷剂，制冷剂吸收太阳能而膨胀。典型的直接膨胀式太阳能热泵空调由压缩机、冷凝器、热力膨胀阀和太阳能集热器(蒸发器)组成。

3、性能系数(COP)分析

直接膨胀式太阳能热泵有以下特点：(1)热性能较好：(2)可省一组热交换器，成本较低；(3)可避免夜晚热水逆流和冻结的问题。如采用无玻璃盖的平板型集热器，COP值会更高。(4)当集热器表面温度降得低于外界空气温度时，集热器仍然可从外界空气或雨水中吸取热量，供热泵使用。此时集热器同时起外界空气热交换器的作用。

分析在以下假设条件下进行：

(1)系统处于稳定状态：

(2)流体在输送中能量损失忽略；

(3)集热器、换热器中的流体是饱和状态；

3．1压缩机

3．2蒸发器(太阳能集热器)

1)室外空气温度低于集热器的温度

2)室外空气温度高于集热器的温度，集热器除了吸收太阳辐射热之外，还能吸收空气的辐射热。

3.3冷凝器

对热泵来说，冷凝器热流量比蒸发器热流量更重要。冷凝器热流量是热泵供给的热流

3.4压缩机的热损失

压缩机通过消耗火用所得到的热量，并不全部包含在流往冷凝器的工质蒸气中。通过压缩机和冷凝器之间的排出管路以及冷凝器表面，热量还会散失。

3．5与常规热泵的比较

当热媒水温度25~61℃时，直接膨胀式太阳能热泵供热性能系数可达2．5～3．7，而常规的热泵空调一般都处于2～3之间。可见利用太阳能辅助热泵，COP提高了25％，明显提高了空调运行经济性，适合我国太刚能资源丰富的广大地区。

4、太阳能热泵空调器的发展前景

与常规空调器相比，太阳能热泵空调器具有明显的优点：1)运行经济性比常规空调， 达到节能目的；2)同一套太阳能热泵空调系统可以将夏季制冷、冬季采暖和其它季节提供热水结合起来，显著地提高了太阳能系统的利用率和经济性。

我们在强调太阳能热泵空调优点的同时，也应看到它目前存在的局限性，因而在推广应用过程中注意解决这些问题： 由于太阳能密度较低以及昼夜、季节等气候因素的影响。因此，要真正用好太阳能热泵空调器供热，应研制高效集热器，提高集热效果，降低现有真空管集热器的成本。可以预见，随着太阳能技术及热泵技术的不断提高与开发，用于采暖的太阳能热泵空调器必将成为空调领域的发展趋势，得到越来越多的关注和应用。

参考文献

【1】王如竹，丁国良等．最新制冷窄调技术(第一版)【M】．北京：科学出版社，2002．

【2】张朝昌，厉彦忠，陈曦，王强．太阳能制冷技术的应用与发展[J] 0冷与空调．2003．3(1)：1～5

【3】 H·基恩，A·哈登费尔特．热泵(第一版)[M】．北京：机械工业出版社，1986．

【4】旷玉辉，张开黎，于立强，张喜明．太阳能热泵系统(SAHP)的热力学分析【J】．青岛建筑工程学院学报．2001．22(4)：80~83

烧结类风机由于烧结烟气中含有大量的固体颗粒，使得风机的工作环境极为恶劣，因此其叶轮叶片是磨损最快的零部件。多年来国内外主要生产厂家采取的防磨措施主要是用耐磨焊条或焊丝堆焊成条状耐磨层，或者用喷焊耐磨合金粉末的方法。而由于喷焊的方法成本高，工艺复杂，对需要喷焊基体材料的性能影响大，因此应用较少；堆焊的方式为间隔行堆，对于国内大多除尘效果较差的用户，堆焊层的寿命很难达到设计规定的使用期限。

　　利用焊接方法将叶轮叶片形成整体复合耐磨钢板的生产工艺日臻成熟，其独特的磨损性能越来越多的在矿山机械、水泥机械等耐磨性较大的行业得到广泛的应用。作为风机生产单位，开展复合耐磨钢板的应用研究，提高风机叶轮的使用寿命具有重要的现实意义。

１ 复合耐磨钢板 应用研究的内容和方法

　　复合耐磨钢板是用堆焊的方法在低合金钢板上堆敷一层高铬及其碳化物材料，从而形成堆焊层具有高耐磨性能、背面具有高韧性能的一种钢板材料；正是由于复合钢板正反两面性能的较大差异，造成了复合钢板与原低碳合金钢板的弯曲、焊接、机械加工等性能有很大的不同。为保证复合耐磨钢板在叶轮上能够顺利进行施工并安全可靠地运行使用，需要有足够的试验作为支撑，以解决在使用过程的结构连接形式、加工工艺等多方面的技术难点。根据烧结风机的结构特点，做了以下试验验证工作。

1.1 　复合耐磨钢板弯曲试验

　　复合耐磨钢板耐磨层是用堆焊的方法形成的，因此不同的生产厂家提供的复合耐磨板、不同的堆焊层的厚度、宽度、堆焊方向对于复合耐磨钢板的弯曲性能都有直接的影响。当使用复合耐磨钢板 作为叶轮叶片的衬板时，根据结构要求首先须进行弯曲加工。因此对选定的 3 家不同牌号的耐磨钢板（ CDP4601 、 VAUTID100 、 NEMAMO ），按照同样的下料尺寸和弯曲工艺要求，对试件进行 R1200 、 R500 、 R250 三种不同半径、 耐磨层分别在正反两面的弯曲试验；由于在国内外同行业中对复合耐磨钢板弯曲后耐磨层表面裂纹的宽度和深度没有一个统一的判断标准，因此只能根据弯曲后开裂程度最小、弯曲半径最小的作为最终使用的板料。
 

　　弯曲分两种情况（曲率半径大于 500mm 时）：平行于耐磨层方向弯曲，垂直于耐磨层方向弯曲。平行于耐磨层方向弯曲的裂纹为通长开裂且裂纹开口较大，垂直于耐磨层方向弯曲裂纹为垂直于堆焊层的断续状裂纹，单个裂纹长度小于 6 个堆焊层宽度（ 30 ～ 35mm ）。因此实际叶片下料时叶片长度应沿堆焊层方向。

　　曲型形式及结果：在相同曲率半径下， 3 种材料曲型工艺优劣有明显的区别，这作为复合耐磨钢板选择有了第一位的判别依据。曲率半径为 250 时， 3 种材料开裂状况如图 1 所示。

1.2 　复合耐磨钢板边耐磨层的剔除及钻孔方法的选择

　　复合耐磨钢板 碳弧气刨、等离子弧气割、砂轮磨削等是切割零部件常采用的几种方法，对于复合耐磨钢板由于其表面合金成分的不易切割性，不同的切割方法对零部件的质量有直接的影响 [1] 。因此需要 对 复合耐磨钢板 边部耐磨层去除采用不同方法进行对比，对剔除堆焊层的难易程度、零部件的外观质量、连接焊缝底面残留的堆焊层硬质合金 ( 边缘 采用 不同切割方法对比 见图 2 ）的多少进行试验分析，选择经济而又高效的切割方法。

　　结果表明：采用小直径碳弧气刨效率高、成型较好，但母材接触气刨时已受到较深的损伤，可通过后续的焊接仍可使用；采用等离子弧气割操作不便，成形差，堆焊层去除不彻底，不推荐使用；砂轮磨削效率极低，不可采用。

1.3 　沉头螺钉孔的加工

　　复合耐磨钢板用作衬板与叶轮叶片的连接用螺栓联接，对于沉头螺钉孔的加工需要特殊的加工方法。试验采用的方法： A 数控等离子气割； B 电焊条熔割； C 手工等离子气割 ( 不同方法切割的结果如图 3 所示 ) 。

　　试验结果表明： A 电焊条熔割质量最差，螺栓沉头孔成型质量差，不易固定； B 手工等离子气割沉头孔成型质量也较难保证； C 数控等离子气割周边质量最好，但沉头螺钉锥形孔尺寸也难以保证。

　　总之，现有的加工沉头螺钉孔的方法均不能达到理想的效果。为此，改成图 4 螺栓联接形式：

 

　　加大底孔尺寸，采用电弧焊堆焊过渡层，使之与叶片焊接连接在一起，沉头螺钉头通过堆焊增加耐磨性。该方法的缺点：螺钉头堆焊影响外观质量。

１.4 耐磨板的焊接性试验及曲型开裂后的补焊

　　曲形、焊接后复合耐磨板的耐磨层发生开裂的情况肯定存在，为了减小开裂长度，一般需要对开裂部位进行补焊。采用堆焊焊条（ 80 元 /kg ）、堆焊实心焊丝（ 110 元 /kg ）、堆焊用药芯焊丝（ 180 元 /kg ） 3 种不同的焊接材料作为堆焊的焊接材料进行相关的焊接性试验 [2] 。堆焊试验结果见图 5 。

　　结果比较及结论： 3 种堆焊材料均满足堆焊后不开裂的要求，但从材料的成本方面考虑，以采用堆焊 焊条、堆焊焊丝为好。

１.5 堆焊层与基材间的焊接试验

　　为保证连接焊缝的焊接质量，采用焊条为 E7015 、 6710XHD 作为连接焊缝焊接材料，这样以保证连接焊缝应具有足够的连接强度和良好的焊缝质量 。

　　堆焊层与基体材料间的连接焊缝如图 6 所示，焊接试验并进行焊后表面着色检验。

　　试验结论：连接焊缝采用 E7015 、 6710XHD 焊接后，成型均较好，未发现开裂现象；在其表面采用 堆焊焊条、堆焊实心焊丝、堆焊用药芯焊丝 3 种堆焊材料堆焊亦未发现开裂现象，从成本方面考虑焊缝表面的堆焊材料仍选用 堆焊 焊条、堆焊焊丝为好。

１.6 角焊缝模拟试验

　　结构模拟试验是检验工艺可靠性的重要手段之一。叶轮焊缝的结构形式主要为角焊缝，增加复合耐磨钢板后焊缝的可靠性是最关键的问题。为此采用焊条 E7015 、 6710XHD 、 堆焊 焊条、堆焊焊丝进行如图 7 所示的结构模拟试验。

　　试验结论：采用焊条 E7015 、 6710XHD 作为连接焊缝焊条、堆焊焊条作为焊缝表面堆焊焊条进行试验，经过表面探伤检验 , 焊缝表面未出现开裂现象，通过焊缝的拉伸、冲击等一系列试验检验证明了该工艺的可行性和可靠性。

１.7 复合耐磨钢板的冲蚀 磨损试验

表 1 冲蚀磨损试验参数

类 别

参数值

冲蚀距离S /mm

20

压缩空气压力/MPa

0.6

空气流量/（L/min）

130

石英砂流速/（m/s）

25

喷嘴内径 /mm

6

喷嘴长度 /mm

380

磨料（石英砂）/目

120 ～ 180

攻角/（°）

15； 30； 45； 60； 90

　　冲蚀磨损试验是判断耐磨钢板耐磨性的高低的有效检验手段之一。根据风机工作工况的特点冲蚀是叶轮破坏的主要形式，为此选择冲蚀磨损试验。该方法是利用空气压缩机产生的高压空气通入混料箱，冲蚀试验在实验机中进行，冲蚀磨损试验参数如表 1 所示，其中冲蚀磨损的石英砂砂流冲击角依次选择为15°、 30°、 45°、 60°、 90°。冲蚀介质为120 ～ 180 目的石英砂，试样冲蚀失重用精度为0.1 mg的分析天平测量，取3个平行试样的平均值作为最终冲蚀失重的结果。

　　试验结论：（1） 3种复合耐磨钢板的硬度均比叶片母材（ Q 390C 钢板）高，耐冲蚀性能均比叶片高3～7倍不等；（ 2 ）3号CDP4601复合耐磨钢板硬度高，其冲蚀磨损规律满足高硬度金属材料的冲蚀磨损规律，即小角度下的冲蚀磨损速率低，大角度下的冲蚀磨损速率高，冲蚀磨损速率随冲蚀角度增大而单调增加； 1 号 NEMAMO 复合耐磨钢板 和 4 号 VAUTID100 复合钢板硬度（强韧性）介于普通对比碳钢板 2 号试样（ Q 390C 钢板）和 3 号 CDP4601 复合耐磨钢板试样之间，因而冲蚀磨损规律基本满足强韧性综合性能较好金属材料的冲蚀磨损变化规律，即小角度和大角度下的冲蚀速率均较低，而中间角度冲蚀条件下，表现出高的冲蚀速率；（3） 单独考虑小角度（＜45°）下的冲蚀磨损抗力，以3号 CDP4601 复合耐磨钢板最好；单独考虑大角度下的冲蚀磨损抗力，以普通对比碳钢板2号试样（Q 390C钢板）最好；综合考虑小角度和大角度冲蚀磨损抗力，以1号NEMAMO复合钢板最好。另外，注意尽可能降低堆焊复合钢板内部孔洞和裂纹的出现。

２ 应用

　　以充分的试验为保证，该方法已在多个产品中得到应用，经运转检验，烧结风机叶轮的耐磨寿命提高了3倍以上，延长了用户产品检修周期，为用户创造了可观的经济效益；通过相关试验也为下一步推广和扩大耐磨钢板在风机其它部位的应用奠定了基础。产品生产过程螺栓连接部位如图8所示。

3　 结论

　　（1） 该复合耐磨钢板的试验工艺参数对于生产实际具有指导意义。

　　（2） 具有较大磨损工况下的烧结风机叶轮，采用 VAUTID100 复合耐磨钢板是一种行之有效的解决方案。

　　（3） 带有复合耐磨钢板的风机结构可提高烧结风机的叶轮的使用寿命，对于使用单位具有明显的经济效益。

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冬季走进各公共场所，一股热气就会扑面而来。长时间置身其中，便会觉得有一种窒息的感觉。客运站、洗浴中心、宾馆等公共场所的二氧化碳含量时柜式风机有超标。据专家介绍，二氧化碳的含量是判断空气污浊与否的综合性间接指标，公共场所的二氧化碳含量应小于等于0.15%。

每到冬季，气候非常干燥，室内缺少湿润、洁净的空气。据医生介绍，在干燥的冬季，白喉、流感、百日咳、脑膜炎、哮喘、支气管炎等的发病率排烟风机显著增加，导致上述疾病的原因很多，除了冬季温度偏低、温差变化大导致人体抵抗力下降外，还有如下两方面的原因

其一，环境湿度过低使流感病毒和致病力强的革兰氏阳性菌繁殖速度加快，而且随粉尘扩散，引起疾病流行。

　其二，环境湿度过低可使人的呼吸系统抵抗力下降，诱发和加重呼吸系统疾病。因此，从某种意义上说，克服干燥就是克服流行病。冬季，居室小气候的最佳温度为18℃-25℃，湿度45%-65%RH。

应对冬季空气污染

加湿器可将湿度控制在最适合人体的湿度范围内，既可抑制病菌的滋生和传播，还可提高免疫力。　要注意合理通风。写字楼和百货商场屋顶风机等公共场所要注意增加室内新风量。家庭每天开窗换气不少于两次，每次不少于15分钟。用煤炉取暖和使用燃气热水器的家庭更要注意安装通风装置，如新风换气机。此外要利用室内空气净化设备等新风换气机消除室内环境污染，提高室内空气质量。要多做室外活动，少去人多的公共场所。

风机轴承的故障原因及排除方法：

    1、故障原因分析：轮叶两侧用紧定套与轴承座轴承固定配合。重新试车就发生自由端轴承高温，振动值偏高的故障，拆开轴承匝上盖，手动慢速回转风机，发现处于转轴某一特定位置的轴承滚子，在非负荷区亦有滚动情况.如此可确定轴承运转间隙变动偏高且安装间隙可能不足。经测量得知，轴承内部间隙仅为0.04mm,转铀偏心达0.08mm；由于左右轴承跨距大，要避免转轴挠曲或轴承安装角度的误差较难，因此，大型风机采用可自动对心调整的球面滚子轴承。但当轴承内部间隙不足时.轴承内部滚动件因受运动空间的限制，其自动对心的机能受影响，振动值反而会升高。轴承内部间隙随配合紧度之增大而减小，无法形成润滑曲膜，当轴承运转间隙因温升而降为零时，若轴承运行产生的热量仍大于逸散的热量时，轴承温度即会快速爬升，这时，如不即时停机，轴承终将烧损，轴承内环与轴之配合过紧是本例中轴承运转异常高温的原因。

    2、排除方法：处理时，退下紧定套，重新调整轴与内环的配合紧度，更换轴承之后的间隙取0.10mm。重新安装完毕重新启动风机，轴承振动值及运转温度均恢复正常。

    轴承内部间隙太小或机件设计制造精度不佳，均是分机轴承运转温度偏高的主因，为方便风机设备的安装；拆修和维护.一般在设计上多采用紧定套轴承锥孔内环配合之轴承座轴承，然而也易因安装程序上的疏忽而发生问题.尤其是适当间隙的凋整。轴承内部间隙太小.运转温度急速升高：轴承内环锥孔与紧定套配合太松，轴承易因配合面发生松动而于短期内故障烧损。

主扇风机操作司机应知应会

一、主通风机技术特征参数    （一）东风井主通风机相关技术参数：     1、主通风机型号：BD -Ⅱ-8-NO.28型，轴流式通风机；静压：1000～4300Pa，排风量：110～220m3/s，扇叶直径：2.8m，转速：741r/min，功率2×400kW,扇叶角度调整范围：-10?～10?，目前风机扇叶角度为0?，扇叶数量：主机13片、辅机10片，调速方式：变频控制调速，反风方式：电机反转反风，生产厂家：湘潭市平安电气集团     2、电动机型号：YBF560M1-8，额定功率：400kW，额定电压：6kV，额定电流：51A，额定转速：741r/min，轴承温度：≤95℃，定子温度：≤130℃，8级电机。     3、电源回路进线柜型号：XGN2-07T，额定电压：6kV，额定电流：300A；通风机负荷柜型号（工频）：ZZFQ-6-400，额定电压：6kV，额定电流：100A；保护柜型号：XGN2-53；变频器电源进线柜型号：KYN28A-12，额定电压：6kV，额定电流：200A，变频器变压器型号： ZTSFGN-1250/6，额定容量：1250kVA，变频器型号：HIVZRT-Y 06/120，容量：1250kVA。    （二）北风井主通风机相关技术参数：     1、豪顿华通风机相关技术参数：     通风机型号：ANN-2500/1250N，排风量：143m3/s，额定负压：2800Pa，扇叶数量：22片，叶片角度调整范围：11°～41°，扇叶直径为2.5m，风机转速：970r/min，电机型号：HXR 450LK6，额定电流：6kV，额定电流：67A，额定功率：575kW。     2、南防通风机相关技术参数：    （1）通风机型号：FBCDZ№26/2×355型，额定电压：6kV，额定功率：2×355kW，额定转速：740 r/min，排风量范围：62～157m3/s，静压范围1880～4840Pa，目前风机排风量为120 m3/s，负压为2650～3000Pa；通风机扇叶数量：主机19片，辅机17片；扇叶角度调整范围：－6°～＋6°，目前角度为＋3°。    （2）电机型号：YBF450M1－8型，额定功率355kW，额定电压6kV，额定电流46.8A，额定转速742r/min，重量5210kg。生产厂家：南阳防爆集团公司。     二、专业技术知识     1、按进风井与回风井的相对位置，风井布置形式有对角式、中央式，中央对角混合式三大类。     2、按通风机工作原理不同可分为离心式通风机、轴流式通风机。     3、按通风工作方式可分为抽出式、压入式和压抽混合式三种。     4、轴流式通风机工作原理是什么？     通风机的叶片与机轴中心线有一定的螺旋角，当电机带动叶片转动时，空气一边随叶轮转动，一边沿轴向推进；当空气被推进后，原来占有的位置形成局部低压，促使外面的空气由吸入口进入，从出口排出。因气体的流动始终沿轴向，所以称为轴流式风机。     5、按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟的给风量不能少于4M3。     6、矿井进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。     7、矿井必须采用机械通风，主要通风机必须安装在地面上，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。     8、风井必须安装2套同等能力的主通风机，一用一备，备用通风机必须能在10分钟内开动。防爆门每6个月检查维修1次。通风机至少每月检查1次。     9、主要通风机的出风口安装防爆盖的作用是什么？ 当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸时，受高压气浪的冲击作用，自动打开，以保护主通风机免受毁坏,平面式负压风机；在正常情况下它是封闭的，以防止风流短路。     10、扩散器的作用是：降低风机出口风流速度和压力，以提高风机静压。     11、新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定。     12、生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10分钟内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40％。     三、扇风机操作故障处理方法     1、主通风机操作要求及运行中注意事项    （1）主要通风机运转应由专职司机负责，司机应每小时将通风机运转情况记入运转记录本内；发现异常，立即报告。    （2）因检修、停电或其它原因停止通风机时，必须编制停风措施；主通风机操作必须在10分钟内完成。    （3）加强运行通风机、备用通风机的日常检查，对防爆门、进风门等关键设施定期巡检，对润滑部件定期按量注油。    （4）通风机运行期间，若轴承温度、定子温度突然升高报警时，电气开关出现故障或电源单回路突然断电造成停机时，通风机出现异常振动、响声或喘振现象时，进风门闸门关闭，无法立即恢复时，操作人员应立即汇报调度室、停机倒换备用通风机。     2、当运转通风机出现故障造成停机时处理方法？     首先汇报调度室、值班队长停机原因及故障现象，应在10分钟内开起备用通风机，恢复通风，并及时汇报调度室；然后认真记录通风机故障现象，队技术维护人员达到现场时，能够讲清故障现象，为处理故障提供排查信息。若发生双回路电源停电故障造成通风机停止运转，操作司机必须将通风机电气开关分闸等待上级恢复送电，供电正常后按照操作规程及时开起通风机，恢复系统通风。

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收录时间:2011年03月29日 04:15:33 来源: 作者:

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