Howden动调风机优势在哪里？

豪顿动调风机优势
I. 豪顿动调风机的历史，发展和业绩
II. 风机的气体动力学性能
III. 风机的叶轮
IV. 风机结构设计
V. 液压系统和润滑系统
VI. 密封冷却系统
VII. 制造加工和检验



I. 豪顿动调风机的历史，发展和业绩
II. 风机的气体动力学性能
在风机所有的性能指标中，最重要的一项是风机效率。风机的效率曲线是风机厂家在产品开发之初，按照一定的标准，在空气动力学实验室中使用模型机通过模拟测试得出的。
豪顿丹麦有一个配备齐全的空气动力学实验室，该实验室按照 AMCA 210设计制造，用于为风机提供比例模型空气动力学测试。AMCA标准在测定和计算风机效率方面是国际通行标准中最为严苛的标准之一。与一般厂家所使用的VDI标准相比有一下差别：
AMCA标准 VDI标准
气动试验模型机尺寸 不得小于真实产品的1/5并且满足叶轮直径最小不小于900mm 叶轮可小于500mm
模型试验结果的修正 不进行修正，即模型试验结果等于实际尺寸的风机效率 进行修正，风机效率可在试验风机的效率结果上最大增加5%
通过上面的比较可以看出，AMCA标准要求模型机的尺寸尽量的大，而且AMCA标准不承认所谓的尺寸放大效应（认为风机放大后效率将有一定的提高），而VDI标准一方面允许使用小的模型机，同时承认存在放大效应，而VDI标准允许的最大修正可达到5% 。因此AMCA标准在效率上更为保守，根据AMCA标准测定的性能曲线比VDI标准测试的性能曲线相比效率要低，但更接近真实值更可靠。

III. 风机的叶轮
III.1 轮毂
豪顿拥有四种轮毂形式，分别是B，C，F，N型轮毂，以适应多种环境和工况的需求。其中B型轮毂适应于处理高温高尘的烟气，而其余三种轮毂适用于处理以常温空气为主的常规介质。为提升风机的效率，所有豪顿的风机的轮毂均为球面轮毂，即轮毂的外缘表面为球形，这种设计降低了气流在通过轮毂表面时的扰流损失从而达到提升风机效率的作用。

比较：一般厂家提供的动调风机轮毂为柱面轮毂，下图提供了相关的对比。
球面轮毂

柱面轮毂





III.2 叶片
豪顿提供的动调风机叶片具有以下优势：
卓越的气体动力学研发，拥有多种叶片型线以适应不同的工况点的需求，确保风机长期工作在高效区；
叶片连接方式采用独特设计的螺纹连接 ，叶片通过螺纹与叶柄轴连接，每个叶片只有一个定位销暴露在轮毂外。一方面提升风机效率，另一方面降低了叶片事故机率；
比较：一般厂家的叶片连接方式采用螺栓连接，这种连接方式存在两种缺点，一方面增加了气流流过的摩擦损失，降低了风机效率；另一方面整台风机叶片连接螺栓多达几十个，其中一个发生断裂均有可能导致整台风机的叶片被打断，因此这种方式也增加了风机发生事故的机率。
螺纹连接
螺栓连接
豪顿独特的球面轮毂+螺纹连接叶片的叶轮设计，见左下图，很好地改善了气体的流场，使得气流通过风机叶轮时的损失最小，从而提高了风机的效率。右下图红色曲线和黑色曲线分别显示了改进后与改进前两个情况下风机的效率曲线，效率提高1～3%。


豪顿风机采用特殊设计的叶柄轴承，降低了由于叶柄轴承卡涩导致的风机机率。豪顿与SKF的工程师根据SKF标准轴承系列重新设计组合专门的叶柄轴承，移去了轴承的保持架，同时采用的超大的滚珠，保证了轴承的承载能力。同时每个叶片只需要一个叶柄轴承，由于轴承数量少，降低了轴承卡涩的机率。

比较：一般厂家采用普通轴承，通常为每个叶柄配套2～3个轴承甚至更多。采用多个轴承，一旦一个轴承卡涩，将导致整个风机无法调节叶片角度，不得不停机维护，风机发生事故的机率高。

IV. 风机结构设计
豪顿凭借着多年的经验，对于风机的结构设计不断进行优化，为使得日常维修与维护更加简便，为了提升风机运行效率，采取了以下先进的设计方式：

 豪顿风机机壳采取中分式设计，扩压器可沿轴向移动，使风机内部转动部件的养护变得极为简单。扩压器带有滚轮，安装在导轨上，需要时可向烟风道侧拉出。全部转动部件的维护无需将轮毂从主轴上拆下就可直接进行，没有必要用起吊设备将风机机壳移开，从而更避免了机壳中分结构及其所需的弹性连接设计所造成的风机效率损失，使得转子的检修、零部件的更换十分方便。



 单级风机的扩压器，双级风机的扩压器和进气箱都由滑动支座支承，安装在导轨上，需要对转动部件进行检修和维护时，将扩压器和进气箱沿着导轨向两侧拉开，就可以对所有的转动部件进行检修了。同时风机的底座和滑轨均采用加固设计。
下左图为双级风机示意图，下右图为单机风机示意图。

由于有了方便的检修通道，转子的检修、零部件的更换十分方便。以更换风机叶片为例，一个人八小时可以完成。无论是更换叶片还是轮毂内部磨损件的更换以及针对转动部件进行相关的维护和保养在现场操作已经十分便利，标准的大修期为运行四年后需要一周的时间，运行六年后仅仅需要两周的时间。
下图所示为在现场更换叶片。


 基于豪顿的气动实验室的长期研究与试验，豪顿轴流风机的进口箱显著增大，较同类产品增大了40％左右。同时豪顿轴流风机的进口箱采用进口导叶和机翼性后导叶，这使得气流在通过风机时更符合气体流动特性，极大地降低了工作气体在进口箱及连接段的能量损失，这样能够进一步提高风机的效率。从气动性能试验的结果可以看到，优化设计的大尺寸进气箱，可以将风机的效率提高2％以上，如下图所示，黑线代表采用常规入口箱（豪顿上个世纪80年代以前所采用的方式，即ASN和AST系列）的风机的性能曲线，红线表示采用加大入口箱后（即目前豪顿所采用的ANN和ANT系列）的风机性能曲线。



 豪顿对动调风机的叶轮外壳有着严格的要求，因为风机叶轮外壳与叶片之间的间隙必须得到最严苛控制。如果间隔过大，则会降低风机对气体做功的效率，增加风机功率；另一方面，如果间隙过小，则可能发生叶片与叶轮外壳发生剐蹭，甚至发生叶片被叶轮外壳打断的严重事故。

因此豪顿动调风机的叶轮外壳均在豪顿自己的加工车间进行加工，上图为豪顿威海工厂正在加工的风机叶轮机壳。

左图显示了不同叶轮与叶轮机壳间隙下对风机效率的影响，红色曲线为间隙率（叶片间隙和叶轮直径的比率）在1.1‰的风机效率曲线，黑色曲线为间隙率在2.9‰时的风机性能曲线，可以明显看出间隙率高的风机效率以低于间隙率低的风机2%左右。
 
V. 液压系统和润滑系统
豪顿液压缸的专利设计可以保证调节过程既平稳又准确。

 豪顿轴流风机的液压缸采用了独特的设计，使液压缸内在所有时间内油的流动都是连续的。叶片在不转动时，活塞两侧压力×面积的值是相等的。执行机构开始动作后，液压缸内活塞两侧压力×面积的值大小变得不等，于是执行机构的动作100％被传递，形成叶片开启角度的变化。这种调节过程中，没有机械滞后，叶片调节100％的准确，叶片开启的角度100％得到反馈。同时由于油的流动是连续的，这确保液压缸内的油始终是清洁的。
 豪顿采用独立的液压油系统确保液压系统的可靠与灵敏，同时豪顿特殊设计的液压缸即使是在液压油站断电的情况下仍能保证风机当前叶片角度保持不变，极大的提高了运行的安全性和可靠性，减少停机事故的发生。
 豪顿的液压缸还采用了独特的油循环设计，机械油旋转密封可以使漏油得到控制，漏出的油沿油管返回油系统，从而保证零漏油水平。
 在全速情况下，叶片从0°到全开角度的时间为：
5t的液压缸10s，10t或33t的液压缸20s。
 豪顿液压调节装置的调节臂上装有一安全弹簧，一旦过载，该安全弹簧就会动作，可以避免因过载导致内部调节部件损坏而导致强迫停机。
VI. 密封冷却系统

VII. 制造加工和检验
豪顿华所有风机出厂前均要经过以下工厂检验：
 豪顿轴流风机的每个轮毂、轴、每片叶片和液压缸都单独经过平衡试验，并严格记录，叶片经计算机计算进行排序。这使得豪顿风机的转子无需在整体装配后进行动平衡。同时，如果在运输中有叶片缺损，可单独制造、动平衡，经计算机与原有其他叶片资料汇总并重新排序，在现场仅须按重新排序进行装配即可；如果在风机运行中，仅部分叶片需要更换，可将留用的叶片进行称重、动平衡，再与新制造且经动平衡的叶片一起进行计算机排序，在现场按新的排序进行装配即可。

在轮毂动平衡时，平衡块是用螺丝钉拧在轮毂上而不是焊接的，这样可以避免因焊接而产生不可预料的应力致使轮毂需要重新动平衡。豪顿动叶可调轴流风机的轮毂上设有专门用于拧平衡块的环。
豪顿风机平衡按照ISO19902.5级标准进行，转子最终平衡等级可达到G2.5，达到ISO标准中对于压缩机等更高精度旋转机械的平衡等级要求（ISO标准对于一般风机要求达到G6.3，而国内对于电厂风机一般要求为G4。下图为豪顿威海工厂正在对于风机轮毂进动平衡实验。

由于采用更严格的平衡等级要求，豪顿的风机在正常条件下振动更小。在风机叶片洁净情况下，豪顿动调风机轴承的正常振动速度均方根值1.2~1.5mm/s，振幅为10~20µm(1500rpm以下)。报警值约为30µm，跳闸值约为80µm。 根据中电联的统计：振动大是目前引风机停运事故的最主要原因，而豪顿卓越的设计与制造能力使得豪顿风机的运行振动值远远小于国内同行。

 调节力试验：如图所示，轮毂组件和整套叶片在厂内要进行调节力试验，试验在最大转速下进行，检验叶片从全关至全开和全开至全关两个全行程的调节力是否平衡且满足规范要求，同时检验轮毂内部在调节过程中是否有足够的调节空间；


 主轴承组的加载试验：主轴成组作为一个整体部件，为了保证组装后其各项技术指标满足规范的要求，在出厂前要在试验台上进行加载试验。试验的要求是工作转速下模拟实际工作条件下的径向载荷和轴向载荷，运转6－8小时或是轴承温升稳定后1小时，检查轴承的温度和振动各项指标合格后才能出厂；


 静态件预组装试验：豪顿轴流风机的全部静态件都在工厂经过预装，并用定位销进行进口箱、中间段、扩压器、主轴承间的定位，这确保将现场安装的工作量降至最低。

 液压缸压力试验：液压缸是从丹麦进口的重要部件，每个液压缸出厂前都要按照规范的要求进行各项性能试验和压力试验，检查液压缸的功能是否满足要求，确认没有泄漏，另外要检查液压缸的压力是否满足要求。