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　高速離心鼓風機廣泛應用于污水處理、冶煉高爐、洗煤廠、礦山浮選、化工造氣、真空等領(lǐng)域，亦可用于輸送其它特殊氣體。在城市污水處理工藝中，活性污泥法具有投資少、處理效率高、運行經(jīng)驗成熟等特點而被廣泛使用。其曝氣系統(tǒng)通常采用鼓風曝氣。實際運行中，污水的水質(zhì)、水量及環(huán)境等因素總處在變化之中，曝氣系統(tǒng)應能根據(jù)曝氣池溶解氧含量的變化及時調(diào)節(jié)供氣量，以保證處理效果，并不致浪費能源。 　　 　　因此，在項目設(shè)計階段，業(yè)主和設(shè)計單位均高度重視鼓風機的選型及調(diào)控方式的選擇。隨著中國的城市化進程以及國家節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展政策要求，在污水處理行業(yè)，對污水處理用高速離心鼓風機的節(jié)能要求越來越高。 　　 　　為了滿足市場需要，公司在原有高效單級高速離心鼓風機基礎(chǔ)上，將研制新型磁懸浮式高速離心鼓風機作為今后發(fā)展的目標之一；公司預計2013年12月31日前完成對新型磁懸浮式高速離心鼓風機產(chǎn)品(100m3/min、150m3/min、200m3/min)系列的開發(fā)、測試工作；2014年開始投放市場。該系列產(chǎn)品綜合效率較原有污水處理用高效單級高速鼓風機提高8%以上。 　　 　　11月27日，金通靈與斯凱孚(中國)銷售有限公司(簡稱“斯凱孚公司&dquo;)簽署《磁懸浮式高速離心鼓風機聯(lián)合開發(fā)協(xié)議》。 　　 　　公司表示，斯凱孚公司是世界知名的軸承制造與服務公司，在磁懸浮式軸承和高速電機技術(shù)方面，斯凱孚法國S2M工廠擁有成熟技術(shù)和應用經(jīng)驗，由于該產(chǎn)品具有較明顯的節(jié)能優(yōu)勢，中國市場對這類技術(shù)的需求也在持續(xù)增長，斯凱孚公司通過聯(lián)合開發(fā)也致力于中國污水處理市場開拓。 　　 　　根據(jù)協(xié)議，公司與斯凱孚公司雙方技術(shù)互補，公司愿意在原有單級高速離心鼓風機基礎(chǔ)上利用斯凱孚法國S2M工廠的磁懸浮式軸承技術(shù)和高速電機技術(shù)，聯(lián)合開發(fā)新型磁懸浮式高速離心鼓風機產(chǎn)品，實現(xiàn)系列化并推向市場；斯凱孚公司愿意同公司分享在磁懸浮式軸承和高速電機方面的技術(shù)和應用經(jīng)驗，不斷深化技術(shù)合作、產(chǎn)品培訓，以及售后服務。開發(fā)過程中雙方產(chǎn)生的費用由各自承擔。

風機是用于排送氣體的機械的總稱，根據(jù)其排氣壓力的高低，分為通風機（p≤15000Pa）、鼓風機（15000Pa＜p≤1.96&imes;105Pa）和透平壓縮機 （p＞1.96&imes;105Pa）。 一、風機在冶金行業(yè)的應用 　　風機在鋼鐵與其它金屬材料的冶煉過程中占有極重要的位置。 　　從礦石到煉成鋼要經(jīng)過礦石燒結(jié)、煉鐵和煉鋼等主要冶煉過程，即鋼鐵冶煉的全部工藝流程中都需要風機。 　　1、燒結(jié)風機 　　冶煉用的礦石在冶煉之前對礦石要進行燒結(jié)，燒結(jié)要用燒結(jié)機，而燒結(jié)爐則需用煙氣主抽風機和冷卻通風機。例如某中型鋼廠有兩個礦石燒結(jié)車間，一個裝有62.5m2燒結(jié)機5臺的車間，共使用風機29臺，其中用在燒結(jié)機上有18臺；另一個裝有75m2燒結(jié)機3臺的車間，共使用風機90臺，其中用在燒結(jié)機上有8臺，其它風機用在通風、除塵、降溫及冷卻。 風機行業(yè)生產(chǎn)的抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風機有幾十種型號規(guī)格，現(xiàn)舉出幾種型號的性能參數(shù)。 由沈陽鼓風機廠生產(chǎn)的D1600、D2000抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風機，是為18~24m2燒結(jié)機配套的設(shè)備。該類鼓風機為單級單吸入雙支撐結(jié)構(gòu)，用電動機直接驅(qū)動。鑄鐵機殼水平剖分為上下兩半，下機殼安裝左右鑄鐵底座上。轉(zhuǎn)子由優(yōu)質(zhì)碳素鋼主軸、低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接葉輪及軸套等組成。軸承為滑動軸承。 　　D1600離心鼓風機主要性能參數(shù)：流量為1600m3/min，進口壓力89.73kPa，升壓8.33kPa，轉(zhuǎn)速1485/min，功率334kW。 　　由沈陽鼓風機廠生產(chǎn)的S6500抽送燒結(jié)煙氣的離心鼓風機，適用于75~90m2燒結(jié)機配套。其結(jié)構(gòu)特點為單級雙吸入雙支承結(jié)構(gòu)，用彈性聯(lián)軸器與電動機直聯(lián)。機殼水平剖分為上下兩半并軸向剖分為三段，左右段為兩個進氣管向上的結(jié)構(gòu)對稱的進氣室，中段為下部有水平出氣管的蝸殼，出氣管口附加有錐形擴壓管。 　　S6500離心鼓風機主要性能參數(shù)：流量為6500m3/min，出口壓力101.31kPa，進口壓力89.05kPa，轉(zhuǎn)速1475/min，功率1640kW。 　　目前國內(nèi)最大的燒結(jié)鼓風機是陜西鼓風機廠生產(chǎn)的SJ16000型,流量16000m3/min，功率達5000kW。 2、焦爐煤氣輸送鼓風機 　　焦炭是冶煉鋼鐵的主要燃料和還原劑，也是高爐中料粒的支撐劑和疏松劑，而煉焦爐內(nèi)的煤氣須經(jīng)風機抽出后，一部分作為煉焦爐的燃料，一部分加壓后送往鋼廠作為燃料，另一部分用作生產(chǎn)其它副產(chǎn)品。 　　焦爐煤氣輸送的典型代表產(chǎn)品是沈陽鼓風機廠生產(chǎn)的D1250-31型離心鼓風機。其主要結(jié)構(gòu)特點是機組由電動機、齒輪增速機、離心鼓風機、潤滑系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)組成。機殼為水平剖分式結(jié)構(gòu)，軸承箱下面有橫縱向定位鍵槽，以保持機體良好對中，并能適應機殼熱膨脹；軸承箱與殼體鑄成一體，增強剛度便于拆卸檢修。 　　轉(zhuǎn)子由主軸、3個葉輪、隔套、平衡盤和半聯(lián)軸器等組成；葉輪采用高強度合金鋼焊接結(jié)構(gòu)。 　　軸承分為支撐軸承和止推軸承兩部分，支撐軸承為橢圓瓦滑動軸承，止推軸承為米切爾雙面止推滑動軸承。 　　密封設(shè)在級間、葉輪進口、平衡盤外圍及軸兩端，均為迷宮式拉別令密封。 　　其主要性能參數(shù)：進口流量為1250m3/min，進口壓力98.07kPa，出口壓力313.82kPa，主軸轉(zhuǎn)速4776/min，功率3670kW。 3、高爐鼓風機 　　在生鐵冶煉過程中，必須用高爐鼓風機向高爐輸送一定量助燃的空氣（或氧氣）以提高爐內(nèi)溫度。此外，還需要將燃燒空氣送到熱風爐里的離心通風機。 　　氧氣對鋼鐵工業(yè)在于強化冶煉過程。在煉鋼方面用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼，平爐熔池吹氧煉鋼，電爐氧氣煉鋼等多種。 特別是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼已成為鋼鐵工業(yè)飛躍發(fā)展的一條主要途徑。煉鋼用氧量非常之大，它是使用空氣分離設(shè)備從空氣中采用深度冷凍法而取得。每套制氧機中必須使用空氣壓縮機、氧氣壓縮機、加熱鼓風機和透平膨脹機，即一般所稱的&quo;制氧四大機&quo;。 　　高爐鼓風機的典型代表產(chǎn)品是陜西鼓風機廠生產(chǎn)的軸流壓縮機A系列（靜葉不可調(diào)）和AV系列（靜葉可調(diào)）。其主要性能參數(shù)：A40~A112，流量范圍65~680（&imes;103Nm3/h），壓比2.9~7.7，轉(zhuǎn)速3410~9549/min，功率33~690（&imes;102kW）。 AV40~AV140，流量范圍70~1050（&imes;103Nm3/h），壓比2.7~7.2，轉(zhuǎn)速2524~8833/min，功率34~900（&imes;102kW）。 4、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵風機 　　轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)是指轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收以外的各揚塵點的煙氣收集和除塵。其中包括轉(zhuǎn)爐兌鐵、轉(zhuǎn)爐吹煉、吹氬站、鐵水扒渣站及鐵水倒罐站等的煙氣除塵。 　　煙氣除塵所用的風機主要有4-73型、JY5-44型及5-51型。 　　4-73型為通用型，從№8~28共12種規(guī)格。其性能范圍：流量6156~680000m3/h，壓力1400~5423Pa，功率18.5~1250kW，轉(zhuǎn)速480~1450/min。 JY5-44型引風機從№16~31.5共12種規(guī)格，其性能范圍：流量1893~397000m3/h，壓力1922~10931Pa，功率75~1000kW，轉(zhuǎn)速580~1450/min。 5-51型風機從№8~29.5共20種規(guī)格（包括引風機共40種規(guī)格）。該型風機的主要特點是具有可調(diào)節(jié)進風口、高強度耐磨葉輪、防漏油軸承箱及關(guān)節(jié)式軸向調(diào)節(jié)門等先進的技術(shù)。其性能范圍：流量9900~583000m3/h，壓力1468~10095Pa，功率15~1600kW，轉(zhuǎn)速480~1450/min。 5、鋼廠動力站用離心式壓縮機 　動力站用離心壓縮機的典型產(chǎn)品是沈陽鼓風機廠生產(chǎn)的DH型和SVK型壓縮機。 　DH系列為雙軸4級等溫壓縮機，其主要型號為DH35、DH63、DH71及DH80等。主要性能范圍：流量6000~58000Nm3/min，出口壓力617~666.9kPa，功率650~5100kW，轉(zhuǎn)速7784~18982/min。 SVK離心壓縮機是在引進技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。主要特點是整體組裝式結(jié)構(gòu)，壓縮機、齒輪箱、中間氣體冷卻器及潤滑油系統(tǒng)用1個公用底座。 進口設(shè)置有進口調(diào)節(jié)葉片，是優(yōu)化壓縮機非工況點運行性能的最經(jīng)濟的方法。進口調(diào)節(jié)葉片根據(jù)現(xiàn)場實際運行情況自動調(diào)節(jié)，可以在氣流變化中實現(xiàn)壓縮機出口的定壓輸出。主要性能：流量2000~36000m3/h，壓比2~17。 6、化鐵爐用風機 　　除鋼鐵冶煉工藝過程中需用風機外，一般機械鑄造工廠常用的化鐵爐（如沖天爐、油爐及煤粉爐等），都需用鼓風機（高壓通風機或鼓風機）壓送足夠的空氣加以助燃。 　　其典型代表產(chǎn)品是吉林市鼓風機廠生產(chǎn)的H10-13及湖北省風機廠生產(chǎn)的HTD系列化鐵爐風機。 H10-13是高壓離心通風機，是為卡腰沖天爐所需性能而設(shè)計的，適用于化鐵率5/h以下的卡腰沖天爐鼓風。共有№6、№6.3、№6.9及№7.5共4種規(guī)格，其性能范圍：流量1690~6980m3/h，壓力8973~15103Pa，功率15~37kW，轉(zhuǎn)速940/min?！　? HTD系列離心鼓風機可配用0.5、1、2、3、5、7、10及15/h常見的各種爐型的化鐵爐。其性能范圍：流量12~300m3/h，壓力6860~27450Pa，功率5.5~185kW，轉(zhuǎn)速2900~5750/min。 7、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置 　　高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（TopGasPessueRecoveyTubine，簡稱TRT裝置），是利用高爐爐頂煤氣壓力能經(jīng)透平膨脹作功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的能量回收裝置。TRT裝置既回收了原減壓閥泄放的能量（約占高爐鼓風機所需能量的30%），又凈化了煤氣，并且改善了高爐爐頂壓力的控制品質(zhì)。 　　其產(chǎn)品是陜西鼓風機廠生產(chǎn)的TP系列，性能范圍：流量1360~1916m3/h，壓力2.03~2.5kPa（進口），1.09~1.153kPa（出口），功率2770kW，轉(zhuǎn)速3000/min。 二、未來的發(fā)展趨勢 　　冶金工業(yè)所用的風機種類盡管有許多種，但相對來講有一定難度，能代表風機設(shè)計制造水平的可分為3種，即軸流式壓縮機、燒結(jié)引風機和高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置。下面就以這3種風機為例探討其未來的發(fā)展趨勢。上述這3種風機，總體來講國外的技術(shù)水平高于國內(nèi)，國外的先進技術(shù)水平就是國內(nèi)應積極努力的未來發(fā)展趨勢。 1、軸流式壓縮機 　　軸流式壓縮機具有效率高，容量大，性能調(diào)節(jié)范圍寬等特點。目前國外1000m3以上的高爐皆采用軸流壓縮機。作為高爐鼓風用的軸流壓縮機，其流量已達10000m3/min，壓力達0.69MPa,功率已達70000kW。 　　國外生產(chǎn)軸流壓縮機的主要廠家有瑞士蘇爾壽公司、德國MANGHH、日本三菱重工株式會社、川崎重工株式會社和美國愛利奧特公司、DRESER-RAND公司。國內(nèi)陜西鼓風機廠生產(chǎn)軸流式壓縮機。 瑞士蘇爾壽公司的軸流壓縮機具有獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)和良好的氣動性能（整機多變效率為87%~91%，最大流量和最小流量可調(diào)范圍達1倍多），以及先進的高度三化水平和電子控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)特點是：機殼為水平剖分型，由灰鑄鐵（或鑄鋼）制成，排氣側(cè)設(shè)計承壓值可達0.7~1.2MPa，轉(zhuǎn)子為等內(nèi)徑型，多級節(jié)盤式結(jié)構(gòu)，動、靜葉片皆采用修正了的美國NACA原始葉型。采用全靜葉可調(diào)結(jié)構(gòu)比固定靜葉型的壓縮機，流量范圍可擴大1倍。該公司生產(chǎn)的ARI系列軸流-離心復合式等溫壓縮機的流量范圍為1400~7500m3/min，壓比為7~11。該產(chǎn)品具有較高的技術(shù)水平。 　　近年來，為了提高軸流壓縮機的效率，蘇爾壽公司采用混合反動度設(shè)計方法改善了級間匹配。減少動葉葉頂與機殼間間隙也能提高壓縮機性能和效率。在降低軸流壓縮機噪聲方面，國外多放在隔聲、消聲上，其措施是：（1）采用加厚鑄造機殼，減弱噪聲散射；（2）采用隔聲罩和消聲器，減少噪聲擴散。 　　利用電子計算機作為調(diào)節(jié)的中樞指令系統(tǒng)，實現(xiàn)軸流壓縮機的調(diào)節(jié)自動化，運行最佳化。 2、燒結(jié)引風機 　　燒結(jié)引風機作為燒結(jié)機配套的主抽煙機，其耗電量大約占燒結(jié)廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質(zhì)為燒結(jié)煙氣，含塵量大，因此，提高效率，降低能耗，加強耐磨措施，提高使用壽命，仍是燒結(jié)引風機的主要技術(shù)課題。 　　燒結(jié)引風機的風量取決于燒結(jié)機的燒結(jié)面積；壓力取決于燒結(jié)料層的厚度。 燒結(jié)機的大型化（已可生產(chǎn)1000m2的燒結(jié)機）和厚料層（已達700mm），促使燒結(jié)引風機向大風量、高負壓方向發(fā)展。燒結(jié)引風機的最大流量為400003/min，最高壓力為19620Pa，最大功率為14500kW。 　　由于制造工藝條件和運輸條件等因素的限制，特大型燒結(jié)機配套的燒結(jié)引風機往往采用雙機并聯(lián)形式。 　　燒結(jié)引風機的耐磨措施： 　?。?）鋸齒形中盤不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2，而且可避免煙氣對中盤的沖刷； 　?。?）葉片上裝有可更換的耐磨襯板（襯板表面堆焊碳化鎢）； 　?。?）由可更換的錐盤保護中盤不受磨損； 　?。?）機殼裝有渦形襯板和側(cè)襯板； 　?。?）表面涂覆涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹酯、石英粉加水玻璃等涂料； 　?。?）表面強化處理表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。 　　目前，國外正在進行關(guān)于燒結(jié)引風機氣動設(shè)計計算的二相流（固體微粒和燒結(jié)煙氣）的研究，試圖從空氣動力學方面來進一步解決燒結(jié)引風機的磨損問題。 3、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（TRT） 　　該裝置發(fā)展最快、水平最高的是日本。據(jù)1987年資料統(tǒng)計，1500m3 以上的高爐共47座，安裝了38套TRT裝置；2000m3以上的高爐共38座，安裝了35套TRT裝置。目前無論是TRT裝置的質(zhì)量、數(shù)量，還是效率，日本都處于領(lǐng)先地位。 　　隨著高爐向大型化和高壓爐頂方向發(fā)展，國外TRT裝置隨之向干式、軸流型及靜葉可調(diào)方向發(fā)展。 　　軸流型透平轉(zhuǎn)子一般為2級或3級，多采用反動度為50%的葉型，動葉片采用抗腐蝕疲勞強度的SUS630不銹鋼。機殼用鋼板焊接而成，亦可用高強度鑄鐵制成，一般為徑向進氣，軸向排氣（亦可下部徑向排氣）。軸封一般采用氮氣密封，近來亦有采用非接觸機械密封。 　　國外軸流型TRT裝置，大多數(shù)采用靜葉角度調(diào)節(jié)方式，以擴大工況范圍，有利于減少噪聲，提高膨脹透平的可靠性，并且不會影響高爐壓力的波動。

   現(xiàn)有風機中有很多性能優(yōu)良，但由于用戶要求的多樣性，已有產(chǎn)品中往往選不到合適的風機和模化設(shè)計對象。重新設(shè)計新產(chǎn)品則需要氣動計算、模型試驗、工藝設(shè)計，模具制造等一系列復雜過程，成本高、周期長。這時可采用變型設(shè)計，即僅改變原有風機個別幾何參數(shù)來滿足設(shè)計要求。變型設(shè)計有試驗數(shù)據(jù)和實際產(chǎn)品為依據(jù)，設(shè)計計算可靠，不必進行模型試驗；還可利用現(xiàn)有圖紙資料、模具工裝，降低了成本，縮短了設(shè)計制造周期。 變型設(shè)計原理   當選型設(shè)計和?；O(shè)計都不能滿足設(shè)計要求時，選用比轉(zhuǎn)速相差不多，性能較好的離心風機進行變型設(shè)計。在變型量控制在一定范圍內(nèi)時，可以認為變型設(shè)計點的效率近似不變。變型設(shè)計方法主要有：①變?nèi)~輪寬度；②變?nèi)~片數(shù)；③變?nèi)~輪外徑及出口安裝角或葉片型線；④變?nèi)~片進口安裝角。 一、變?nèi)~輪寬度   變?nèi)~輪寬度的變型設(shè)計方法，適用于風機滿足用戶提出的壓力要求，而不滿足流量要求。按設(shè)計要求的技術(shù)能數(shù)，計算出比轉(zhuǎn)速后，選擇與計算比轉(zhuǎn)速接近，效率較高的風機，從其無因次性能曲線上找出變型工況點得到流量系數(shù)，按設(shè)計全壓要求求得所需風機葉輪直徑。依此為依據(jù)得到變型設(shè)計的模型風機。 作兩點假設(shè)： ①不考慮由于寬度變形而引起的軸向渦流變化； ②不考慮由于寬度變化引起的附面層變化。 在此基礎(chǔ)上，按下面兩種情況進行變寬度計算： ①滿足進口速度三角形相似；②滿足出口速度三角形相似。 寬度改變以后，全壓可能會有所變化，因此要計算全壓是否在設(shè)計壓力允許波動范圍。 二、變?nèi)~片數(shù)     變?nèi)~片數(shù)方法適用于風量滿足用戶要求，而風壓不滿足要求的情況，按滿足風量要求，求得所需模型風機，并得到對應各幾何參數(shù)（按比例常數(shù)求得）。變?nèi)~片數(shù)后，主要考慮滑移系數(shù)Ｋ發(fā)生變化，滑移系數(shù)Ｋ可按模型風機的實驗結(jié)果和滑移系數(shù)的計算公式進行修正計算。 三、變?nèi)~輪出口參數(shù)或葉片型線   這一方法適用于模型風機滿足全壓或流量其中一個要求，而另一要求與模型風機參數(shù)相差不多的情況。通過改變?nèi)~輪出口幾何參數(shù)或葉片型線來滿足設(shè)計要求。有三種情況：①變?nèi)~輪外徑葉片出口安裝角&bea;，不變?nèi)~片型線；②變?nèi)~輪外徑，葉片型線，不變?nèi)~片出口安裝角&bea;；③變?nèi)~片出口安裝角&bea;，葉片型線，不變?nèi)~輪外徑。 １、先滿足流量或全壓要求得出?；L機； ２、滑移系數(shù)的修正計算仍使用變?nèi)~片數(shù)時的計算方法； ３、對計算結(jié)果進行驗算。 四、變?nèi)~片進口參數(shù)   葉片進口參數(shù)同時影響著通風機的流量與全壓，因此，不能先滿足其中一個要求，經(jīng)修正后滿足另一要求，也就是說，不能先確定模型風機，只能是同時確定模型風機及變形后的葉片進口參數(shù)。     

【摘要】分析了大型電站鍋爐鼓引風機主軸采用焊接空心軸的可行性。介紹了空心軸焊接的具體工藝方法。指出了其實用效果及經(jīng)濟效益。 前言 隨著電站單機容量的增加，離心通風機的尺寸、重量將大大增加。平輿電廠60萬kw機組采用的Y4-2X73№37F型雙吸離心式引風機，其葉輪直徑達3.7m，主軸軸頸為360mm，全長為11195mm，重量達23700kg。這不僅給制造、運輸、安裝、運行及維修帶來困難，而且還提高了制造成本和設(shè)備價格。 由于主軸較重需采用滑動軸承，相應的配有潤滑油站、高位油箱及盤車裝置等許多輔助設(shè)備，既增加了設(shè)備的投資，又占用了較大的生產(chǎn)場地。因此，在大型通風機中采用空心軸是一個急需解決的大問題。 目前，國產(chǎn)大型通風機采用空心主軸結(jié)構(gòu)的甚少，而部分進口離心式引風機普遍采用了空心軸的結(jié)構(gòu)，并且運行良好。如清河、馬頭、神頭3個電廠從前蘇聯(lián)引進的7臺20萬kw燃煤鍋爐，其中14臺Ⅱ25x2ⅢB型離心式引風機均采用了空心主軸的結(jié)構(gòu)，黃臺電廠從日本引進的1臺30萬kw燃煤鍋爐所配置的離心式引風機也采用了空心軸結(jié)構(gòu)；成都電力機械廠為煙臺電廠20萬kw燃煤鍋爐研制了鍛造空心軸（即鍛造后再掏空）已經(jīng)安全運轉(zhuǎn)6年，實踐證明，在大型通風機設(shè)計上采用空心軸結(jié)構(gòu)是完全可行的。 焊接空心軸的主要工作 空心軸在工藝方面需闖三關(guān)。即焊接關(guān)、車工關(guān)及裝配關(guān)。而焊接關(guān)是決定空心軸能否成功的關(guān)鍵。 空心軸焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計 確定Y4-2X73№28.5F引風機中的主軸用空心軸。該風機是雙吸入雙支撐形式，根據(jù)軸的幾何形狀和尺寸，設(shè)計、工藝共同確定了空心軸的結(jié)構(gòu)。主軸中間大部分為厚壁無縫鋼管，空心管的兩端為實心軸頭，實心軸頭與空心管采用焊接的方式連接在一起。 采用這種結(jié)構(gòu)形式的空心軸關(guān)鍵在于：a、空心軸的材料及性能b、焊接坡口的形式及工藝試驗c、空心軸的焊接  2）空心軸的材料及性能 空心軸所用鋼管是從德國進口的無縫鋼管，材料為12C1MoV。此材料為耐熱鋼，在引風機200℃煙氣下工作其機械性能變化不大；且材料的機械性能可以滿足設(shè)計要求；在焊接方面，只要采取合理的工藝措施是可以焊接的。 3）軸頭的材料及性能 軸頭采用16Mn鍛件，材料的機械性能見下表，粗加工后調(diào)質(zhì)處理 &Dela;b（MPa） &Dela;s（MPa &Dela;s（%） ψ（%） Ak（J/cm2） ≥490 ≥245 ≥15 ≥40 ≥50 3）焊接坡口的形式及工藝試驗 焊接坡口形式的確定 要想保證空心軸焊后強度，首先要確定合理的焊接坡口形式，根據(jù)坡口形式去做具體的工藝試驗，采用的坡口形式為下圖，這種坡口形式的優(yōu)點在于，當施焊人員對U型槽底進行氬弧焊封底時，靠鐵水子熔，很容易焊透鋼管與軸頭的接合處。另外，在鋼管距坡口中心處鉆通氬氣保護的通氣孔，在軸頭處鉆出排氣孔。利用氬氣進行封底保護有利于焊縫成型，防止焊縫金屬氧化。這對主軸在運轉(zhuǎn)過程中，因接合處而發(fā)生的疲勞擴散有一定的抑制作用。通過焊接工藝試驗，證明了這種坡口形式是科學合理的。 焊接工藝試驗 要保證空心軸焊接成功，一定要做必要的工藝試驗，通過試驗做到心中有數(shù)，從而編制出合理的焊接工藝。 12C1MoV鋼抗焊接氫致裂紋敏感性的評定：進行插銷試驗和鐵研試驗。這兩種試驗均采用φ4mm，R317焊條手動電弧焊，焊條經(jīng)過350℃X2h烘干處理。焊接速度：150mm/min，電流170A，電弧電壓：22~25V。 試驗結(jié)果：從插銷試驗和鐵研試驗的結(jié)果，預熱溫度100℃和150℃對氫裂紋不敏感，沒有氫脆問題。所以確認12C1MoV鋼的預熱溫度為100~150℃。 12C1MoV鋼埋弧焊焊接接頭抗旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能的評定：埋弧焊工藝及焊絲、焊劑。埋弧焊采用雙U型坡口，板厚40mm，手工埋弧焊打底，雙面采用φ4mm，H08CMoVA焊絲，HJ350焊劑。 工藝參數(shù)包括手工氬弧焊和埋弧焊。 手工氬弧焊 電弧電壓：11V焊接電流：180A焊接速度：15.4m/h氬氣流量：9L/min不填焊絲。 埋弧焊 焊接電壓：37V焊接電流：500A焊接速度21m/h試板焊后石棉布保溫緩冷，經(jīng)650~700熱處理 試驗后的結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)疲勞極限343MPa，這一結(jié)果對12C1MoV的材料來說是比較高的。因為工作應力不會超過屈服極限395MPa，因此是安全的，用埋伏焊焊接的焊縫不會產(chǎn)生疲勞裂紋。 4）用耐熱鋼R317焊條做斜Y型坡口焊接裂紋試驗，通過這種試驗看其熱影響區(qū)是否產(chǎn)生冷裂紋，也可看出焊縫冷裂紋、熱裂紋或再熱裂紋。 5)通過鋼性固定對接試驗看其焊縫是否產(chǎn)生熱裂紋或再熱裂紋，也可檢驗熱影響區(qū)是否產(chǎn)生冷裂紋。 6)選用R317焊條做焊接接頭機械性能試驗，各項指標均達到設(shè)計要求，證明所選焊接材料、工藝規(guī)范各項參數(shù)的正確性。 7）鎢極氬弧焊封底試驗。按其焊縫的結(jié)構(gòu)形式模擬加工出焊接時的坡口形式驚醒氬弧焊封底試驗，由此選擇出封底焊的最佳焊接規(guī)范，確定封底電流，從而獲得理想的封底效果。 4、焊前準備工作    1）焊接轉(zhuǎn)胎的調(diào)試 選擇本廠自制10噸轉(zhuǎn)胎，通過調(diào)試使轉(zhuǎn)胎運轉(zhuǎn)過程緩慢、平穩(wěn)，與焊接時的速度相匹配。運轉(zhuǎn)一周，軸的軸向、縱向位置不竄動，周而復始保持焊縫中心位置不變。 2）焊接加熱器的調(diào)試 由于軸的長度（近10m）所限，只能預熱一端焊一端。選擇φ670mm紅外線加熱器，用電控柜進行控制加溫，主要預熱焊縫兩側(cè)，致使溫度保持在150~200℃之間；選用φ330mm的紅外線加熱器，用交流電焊機做電源控制，主要加熱軸頭靠近焊縫側(cè)。這種加熱方法，使軸頭的熱膨脹伸長量走向焊縫，有利焊縫的封底、焊接，保證焊接不產(chǎn)生裂紋。 3）焊接電源的調(diào)試 a、氬弧焊封底所采用的焊接設(shè)備為我廠購置美國Mille公司的焊接設(shè)備。該焊機經(jīng)過調(diào)試，電壓基本不受網(wǎng)絡(luò)電壓影響而波動，焊接時所選用的焊接電流一旦固定，整個焊接封底過程中，電流波動為±1A，保證了封底時既能焊透又成型美觀。 b、多頭式子母焊機是封底后手工電弧焊的設(shè)備。該設(shè)備是通過變阻器來調(diào)節(jié)電流大小的，通過調(diào)試，電流可達預想的效果。 4）焊工的培訓 a、對氬弧焊封底的焊工培訓。試板的坡口形式與空心軸的坡口形式相同。采用正式焊接的規(guī)范進行操作練習，工藝人員從理論上、實際操作上進行現(xiàn)場指導，使焊工掌握要領(lǐng)，焊接后對試件檢查、確認，使焊工真正掌握氬弧焊封底要領(lǐng)，為空心軸焊接氬弧焊封底打下堅實基礎(chǔ)。 b、焊工培訓的另一個重點是手工電弧焊，在封底后檢查合格的試件上，用R317焊條施焊各層。在焊接過程中，注意坡口兩側(cè)要充分熔合，避免夾渣、未焊透、未熔合等缺陷發(fā)生。在確認工藝規(guī)范的同時，提高焊接技術(shù)，為空心軸一次焊接成功奠定基礎(chǔ)。 三、空心軸的焊接程序 1）拼裝點固 先裝一端軸頭，檢查合格后趁熱裝，將6塊拉筋（40X100X400 Q235A）等分對稱焊至鋼管與軸頭兩側(cè)。 焊條牌號：J427焊條直徑φ4mm 焊接電源：直流反接焊接電流：160~180A 焊腳高度：不大于10mm 然后再熱裝另一端軸頭，按上述要求焊一端軸頭與鋼管的拉筋。 2）焊前準備 a核對按圖樣尺寸要求核對焊接坡口尺寸及空心軸的拼裝點固焊接質(zhì)量。 b清洗將焊接坡口內(nèi)及距焊縫坡口50mm內(nèi)的外表面的油、繡等污物，用丙酮、酒精清洗干凈。 c、安裝好充背氬的沖氬氣系統(tǒng)。 d、將R317焊條：φ4、φ5mm焊條經(jīng)350℃x2h烘干處理；將HJ350焊條經(jīng)350~400℃x2h烘焙處理；將H08CMoVA焊絲：φ4mm焊絲清除油、銹。 e、包保溫材料：將兩焊縫的兩側(cè)分別用無堿玻璃絲棉布包扎好，放到滾輪胎上 f、預熱將紅外線加熱器根據(jù)主軸距地面高度，調(diào)到合適的位置，并用角鋼做支架，放好焊牢，使主軸能自由轉(zhuǎn)動。預熱溫度為200~250℃。 g、調(diào)試紅外線預熱器接通電源，調(diào)試好埋弧自動焊操作架，檢查滾輪轉(zhuǎn)胎啟動是否正常，確保無誤后再正式焊接。 h、充背氬氣流量：3~5L/min；確?？招妮S內(nèi)的空氣完全排出 3)鎢極氬弧焊封底 1、焊接工藝焊接電源為AVE350焊接電流為10~12A氬氣流量為8~12L/min熔池形成時間為5秒，焊接速度為2.52m/h氬氣滯后時間為3~5秒，鎢極自己為φ3mm焊嘴尺寸為φ10mm。焊接時要對稱施焊。 2、后熱將封底焊好的焊縫加熱到350~400℃保溫2~3小時后，緩冷至室溫。 3、檢查對焊縫進行著色探傷檢查。 4、氬弧焊封底焊接另一端焊縫。 5、后熱另一端 6、檢查對焊縫進行著色探傷檢查 4）焊接 1、手工電弧焊將工件用紅外線加熱器預熱后做手工電弧焊焊條牌號317焊條直徑φ4~5 2、氣割將焊縫處的拉筋用乙炔氣割，割掉。切割時，不可將工件表面割傷。 3、埋弧自動焊將工件用紅外線加熱器預熱后做埋弧自動焊焊劑：HJ350焊絲：H08CMoVA   焊絲直徑：φ4 4、后熱將焊縫處加熱到350~400℃/2h做消氫處理 5、按上訴工藝手工電弧焊，焊接另一端焊縫 6、氣割另一端的拉筋 7、按上述工藝埋弧自動焊，焊接另一端焊縫 8、檢查按圖樣要求，對焊縫做超聲波檢查，然后再檢查拉筋處的焊縫，若有咬肉、割傷，要進行補焊，補焊工藝與正式焊接工藝相同 5）消應力 檢查合格后做消應力處理 空心軸的焊接時在有充分的準備，萬事俱備的條件下進行的，焊接過程中，注意坡口兩側(cè)充分熔合，嚴防夾渣、未熔合。焊后清渣，除去焊瘤、飛濺。由于焊工操作認真，工藝人員跟班指導，進行每道焊縫的檢查、認可，從而使空心軸焊后超聲波探傷100%合格，達到國家標準。 空心軸焊接的實用性及經(jīng)濟效益 原實心軸重13600kg，改為空心軸重6660kg，減少重量6940kg，減輕重量達51%。該空心軸在河南安陽電廠運行6年，情況良好?？捎糜?0萬kw發(fā)電機組以上的鍋爐送引風機和150m2以上大型燒結(jié)引風機等風機上。在不計煙氣中粉塵磨損情況下，引風機主軸壽命大于5年，送風機壽命大于8年。經(jīng)計算，各項技術(shù)指標均滿足設(shè)計要求，故可靠性與實心軸基本相同，且臨界轉(zhuǎn)速有所提高，實心軸為960/min，空心軸臨界轉(zhuǎn)速為1089/min，提高11.7%。     原實心軸單價約50萬元，現(xiàn)空心軸單價約15萬元，扣除空心軸廠內(nèi)制造成本略高和首次試制的因素，每根主軸至少可節(jié)約25萬元以上，可見在保證實心軸風機相同利潤的前提下，可降低風機成本，增強了市場的競爭力。

   按前盤中性層母線發(fā)展長以及進、入口直徑假想壓型毛坯的主體錐。 內(nèi)徑尺寸分別為前盤的進、入口直徑尺寸減去3mm主體錐中性層的母線中性層母線展開長。壓型毛坯則為沿主體錐母線方向各向兩端延長 體。前盤成型進口高度以及入口外圓都有5m機加工余量。 壓抑的同時模具對各截面圓進行了整型。把持模具將錐體毛坯各前盤型線對應位置. 模具闡發(fā) 錐體中性層母線與前盤中性層母線發(fā)展長相同。所以該件成型后,由于錐體毛坯的兩端直徑分別按 直徑尺寸預留了必定撐展量。只是將錐體相應的截面圓壓制到前盤型線的對應位置上,是以在前盤各截面發(fā)生反彈,但在前盤高度方向上會產(chǎn)生一定的回彈量,因此模具型線R和錐面角度需留一定的回彈量。 為了便于前盤壓型后的出模以及壓型過程中的受力均勻的。下模的前盤進口與毛坯小端之間假設(shè) 段,上端直徑為毛還小端直徑,大端為前盤的進口加5mm高度加工余量直徑尺寸。為限制前盤壓制過程中力方向移動,是以在下模上按前盤入口尺寸處設(shè)計了止口臺階。為便于前盤壓型后順利出模,下模外沿缺口,用于前壓型后鍬出前盤建筑工藝使用CAD繪圖體系繪制上、下模圖紙及車加工用樣板。按圖鑄造上、下模毛坯(需加工處單邊留5mm立式車床加工上、下模(加工時先將進口和止口臺階加工至尺寸,按照葉輪前盤的具體尺寸和模具分析的工具。爾后按車加工楷模加工上、下模型線) 前盡毛坯制作 按照其長度及前盤進、入口直徑假想壓型毛坯的主體錐。主體錐兩端中性層直徑分別為前盤的進 5mm主體錐中性層的母線長等于前盤型線中性層母線長。壓型毛坯為沿主體錐母線方向向兩端分別延伸5mm。首先將前型線中性層母線發(fā)展測量長度數(shù)控下料,將壓型毛坯發(fā)展放樣。卷制錐體,接口處開坡口焊接。焊縫履行超聲波探傷 冷壓成型 上模與壓力機上使命臺聯(lián)結(jié),將上/下模合模置于壓力機工作平臺上。下模用壓板固定在下工作臺上段均勻涂上一層潤滑脂,爾后將前盤毛坯套裝于下模,開動壓力機緩慢下壓,直至模具與工件完全 貼合。 探傷——焊鏠履行超聲波探傷。成型面履行詳情探傷 組焊和校正 重視保證前盤進口與后盤基準線的同軸度。將壓制好的前盤組焊于葉輪。  車削加工  

這個表示的是電機的工作制,S1-100%表示電動機是允許連續(xù)長時間運行的; 電動機工作制分為十個等級,為:S1~S10; S1連續(xù)工作制:在恒定負載下的運行時間足以達到熱穩(wěn)定。 S2短時工作制:在恒定負載下按給定的時間運行,該時間不足以達到熱穩(wěn)定,隨之即斷能停轉(zhuǎn)足 夠時間,使電機再度冷卻到與冷卻介質(zhì)溫度之差在2K以內(nèi)。 S3斷續(xù)周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段 斷能停轉(zhuǎn)時間。這種工作制中的每一周期的起動電流不致對溫升產(chǎn)生顯著影響。 S4包括起動的斷續(xù)間期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段對溫升有顯著 影響的起動時間、一段恒定負載運行時間和一段斷能停轉(zhuǎn)時間 S5包括電制動的斷續(xù)周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段起動時間、 一段恒定負載運行時間、一段快速電制動時間和一段斷能停轉(zhuǎn)時間 S6連續(xù)周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段 空載運行時間,但無斷能停轉(zhuǎn)時間 S7包括電制動的連續(xù)周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段起動時間、 段恒定負載運行時間和一段快速電制動時間,但無斷能停轉(zhuǎn)時間。 S8包括變速變負載的連續(xù)周期工作制:按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段在預定 轉(zhuǎn)速下恒定負載運行時間,和一段或幾段在不同轉(zhuǎn)速下的其它恒定負載的運行時間,但無斷能停 轉(zhuǎn)時間 59負載和轉(zhuǎn)速非周期性變化工作制:負載和轉(zhuǎn)速在允許的范圍內(nèi)變化的非周期工作制。這種工作 制包括經(jīng)常過載,其值可遠遠超過滿載 510離散恒定負載工作制:包括不少于4種離散負載值(或等效負載)的工作制,每一種負載的 運行時間應足以使電機達到熱穩(wěn)定,在一個工作周期中的最小負載值可為零 工作制類型除用s1~S10相應的代號作標志外,還應符合下列規(guī)定:對s2工作制,應在代號S2后 加工作時限:S3和S6工作制,應在代號后加負載持續(xù)率。例如:S2-60min、S3-25%、S6-40%。對 S4和S5工作制應在代號后加負載持續(xù)率、電動機的轉(zhuǎn)動慣量Jm和負載的轉(zhuǎn)動慣量Jex,轉(zhuǎn)動慣量 均為歸算至電動機軸上的數(shù)值。對S7工作制,應在代號后加電動機的轉(zhuǎn)動慣量Jm和負載的轉(zhuǎn)動 慣量均為歸算到電動機軸上的數(shù)值。對S10工作制,應在代號后標以相應負載及其持續(xù)時間的標稱值。  

0 引言 離心式通風機作為流體機械的一種重要類型，廣泛應用于國民經(jīng)濟各個部門,是主要的耗能機械之一，也是節(jié)能減排的一個重要研究領(lǐng)域。研究過程表明：提高離心通風機葉輪設(shè)計水平,是提高離心通風機效率、擴大其工況范圍的關(guān)鍵。本文將從離心通風機葉輪的設(shè)計和利用邊界層控制技術(shù)提高離心通風機葉輪性能這兩個方面，對近年來提出的提高離心通風機性能的方法和途徑的研究進行歸納分析。 1 離心通風機葉輪的設(shè)計方法簡述 如何設(shè)計高效、工藝簡單的離心通風機一直是科研人員研究的主要問題，設(shè)計高效葉輪葉片是解決這一問題的主要途徑。 葉輪是風機的核心氣動部件，葉輪內(nèi)部流動的好壞直接決定著整機的性能和效率。因此國內(nèi)外學者為了了解葉輪內(nèi)部的真實流動狀況，改進葉輪設(shè)計以提高葉輪的性能和效率，作了大量的工作。 為了設(shè)計出高效的離心葉輪,科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動規(guī)律,尋求最佳的葉輪設(shè)計方法。最早使用的是一元設(shè)計方法[1]，通過大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心通風機各個關(guān)鍵截面氣動和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期，可以簡單地通過對風機各個關(guān)鍵截面的平均速度計算，確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù)，而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計的風機性能需要設(shè)計人員有非常豐富的經(jīng)驗，有時可以獲得性能不錯的風機，但是，大部分情況下，設(shè)計的通風機效率低下。為了改進，研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進行設(shè)計[2-3] ，如此設(shè)計出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設(shè)計的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計的風機輪蓋加工難度大，成本高，很難用于大型風機和非標風機的生產(chǎn)。另外一個重要方面就是改進葉片設(shè)計，對于二元葉片的改進方法主要為采用等減速方法和等擴張度方法等[4]，還有采用給定葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m分布[5]的方法。等減速方法從損失的角度考慮，氣流相對速度在葉輪流道內(nèi)的流動過程中以同一速率均勻變化，能減少流動損失，進而提高葉輪效率；等擴張度方法是為了避免局部地區(qū)過大的擴張角而提出的方法。給定的葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m的分布是通過控制相對平均流速沿流線m的變化規(guī)律，通過簡單幾何關(guān)系，就可以得到葉片型線沿半徑的分布。以上方法雖然簡單，但也需要比較復雜的數(shù)值計算。 隨著數(shù)值計算以及電子計算機的高速發(fā)展，可以采用更加復雜的方法設(shè)計離心通風機葉片。苗水淼等運用“全可控渦&dquo;概念[6],建立了一種采用流線曲率法在葉輪流道的子午面上進行葉輪設(shè)計的設(shè)計方法,該方法目前已經(jīng)推廣至工程界,并已經(jīng)取得了顯著效果[7]。但是此方法中決定葉輪設(shè)計成功與否的關(guān)鍵,即如何給出子午流面上葉片渦的合理分布。這一方面需要具有較豐富的設(shè)計經(jīng)驗；另一方面也需要在設(shè)計過程中對設(shè)計結(jié)果不斷改進以符合葉片渦的分布規(guī)律,以期最終設(shè)計出高效率的葉輪機械。對于整個子午面上可控渦的確定，可以采用Cu沿輪盤、輪蓋的給定，可以通過線性插值的方法確定Cu在整個子午面上的分布[8-9]，也可以通過經(jīng)驗公式確定可控渦的分布[10]，也有利用給定葉片載荷法[11]設(shè)計離心通風機的葉片。以上方法都是采用流線曲率法，設(shè)計出的是三元離心葉片，對于二元離心通風機葉片還不能直接應用。但數(shù)值計算顯示，離心通風機的二元葉片內(nèi)部流動的結(jié)構(gòu)是更復雜的三維流動。因此，如何利用三維流場計算方法進一步來設(shè)計高效二元離心葉輪是提高離心通風機設(shè)計技術(shù)的關(guān)鍵。 隨著計算技術(shù)的不斷發(fā)展，三維粘性流場計算獲得了非常大的進步，據(jù)此，有一些研究者提出了近似模型方法。該方法是針對在工程中完全采用隨機類優(yōu)化方法尋優(yōu)時計算量過大的問題，應用統(tǒng)計學的方法，提出的一種計算量小、在一定程度上可以保證設(shè)計準確性的方法。在近似模型方法應用于葉輪機械氣動優(yōu)化設(shè)計方面,國內(nèi)外研究者們已經(jīng)做了相當一部分工作[12-14] ,其中以響應面和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應用居多。如何有效地將近似模型方法應用于多學科、多工況的優(yōu)化問題,并用較少的設(shè)計參數(shù)覆蓋更大的實際設(shè)計空間,是一個重要的課題。 2007年，席光等提出了近似模型方法在葉輪機械氣動優(yōu)化設(shè)計中的應用[15]。近似模型的建立過程主要包括:（1）選擇試驗設(shè)計方法并布置樣本點,在樣本點上產(chǎn)生設(shè)計變量和設(shè)計目標對應的樣本數(shù)據(jù)；（2）選擇模型函數(shù)來表示上面的樣本數(shù)據(jù)；（3）選擇某種方法,用上面的模型函數(shù)擬合樣本數(shù)據(jù)，建立近似模型。以上每一步選擇不同的方法或者模型，就相應產(chǎn)生了各種不同的近似模型方法。該方法不僅有利于更準確地洞察設(shè)計量和設(shè)計目標之間的關(guān)系，而且用近似模型來取代計算費時的評估目標函數(shù)的計算分析程序，可以為工程優(yōu)化設(shè)計提供快速的空間探測分析工具，降低了計算成本。在氣動優(yōu)化設(shè)計過程中，用該模型取代耗時的高精度的計算流體動力學分析,可以加速設(shè)計過程,降低設(shè)計成本?；诮y(tǒng)計學理論提出的近似模型方法，有效地平衡了基于計算流體動力學分析的葉輪機械氣動優(yōu)化設(shè)計中計算成本和計算精度這一對矛盾。該近似模型方法在試驗設(shè)計方法基礎(chǔ)上，將響應面方法、Kiging方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功地應用于葉輪機械部件的優(yōu)化設(shè)計中，在離心壓縮機葉片擴壓器、葉輪和混流泵葉輪設(shè)計等問題中得到了成功應用,展示了廣闊的工程應用前景。目前，席光課題組已經(jīng)建立了離心壓縮機部件及水泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，并在工程設(shè)計中發(fā)揮了重要作用。 2008年，李景銀等在近似模型方法的基礎(chǔ)上提出了控制離心葉輪流道的相對平均速度優(yōu)化設(shè)計方法[16]，將近似模型方法較早的應用于離心通風機葉輪設(shè)計。該方法通過給出流道內(nèi)氣流平均速度沿平均流線的設(shè)計分布，設(shè)計出一組離心風機參數(shù)，根據(jù)正交性準則，在充分考慮影響葉輪效率因素的基礎(chǔ)上，采用正交優(yōu)化方法進行優(yōu)化組合，并結(jié)合基于流體動力學分析軟件的數(shù)值模擬，最終成功開發(fā)了與全國推廣產(chǎn)品9-19同樣設(shè)計參數(shù)和葉輪大小的離心通風機模型，計算全壓效率提高了4%以上。該方法簡單易行、合理可靠，得到了很高的設(shè)計開發(fā)效率。 隨著理論研究的不斷深入和設(shè)計方法的不斷提高，對于降低葉輪氣動損失、改善葉輪氣動性能的措施，提高離心風機效率的研究，將會更好的應用于工程實際中。 2 改善離心通風機內(nèi)葉輪流動的方法 葉輪是離心風機的心臟，離心風機葉輪的內(nèi)部流動是一個非常復雜的逆壓過程，葉輪的高速旋轉(zhuǎn)和葉道復雜幾何形狀都使其內(nèi)部流動變成了非常復雜的三維湍流流動。由于壓差，葉片通道內(nèi)一般會存在葉片壓力面向吸力面的二次流動，同時由于氣流90°轉(zhuǎn)彎，導致輪盤壓力大于輪蓋壓力也形成了二次流，這一般會導致葉輪的輪蓋和葉片吸力面區(qū)域出現(xiàn)低速區(qū)甚至分離，形成射流—尾跡結(jié)構(gòu)[17]。由于射流—尾跡結(jié)構(gòu)的存在，導致離心風機效率下降，噪聲增大。為了改善離心葉輪內(nèi)部的流動狀況，提高葉輪效率，一個重要的研究方向就是采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能，這也是近年的熱點研究方向。 2007年，劉小民等人采用邊界層主動控制技術(shù)在壓縮機進氣段選擇性布置渦流發(fā)生器，從而改變?nèi)~輪進口處流場,通過數(shù)值計算對不同配置參數(shù)下離心壓縮機性能進行對比分析[18]。該文章對渦流發(fā)生器應用于離心葉輪內(nèi)流動控制的效果進行了初步的驗證和研究,通過數(shù)值分析表明這種方法確實可以改善葉輪內(nèi)部流動,達到提高葉輪性能的效果。但是該主動控制技術(shù)結(jié)構(gòu)復雜，而且需要外加控制設(shè)備和能量，對要求經(jīng)濟耐用的離心通風機產(chǎn)品不具有競爭力。 采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能的另外一種方法就是采用自適應邊界層控制技術(shù)。1999年，黃東濤等人提出了離心通風機葉輪設(shè)計中采用長短葉片開縫方法[19-20]，該方法采用的串列葉柵技術(shù)，綜合了長短葉片和邊界層吹氣兩種技術(shù)的優(yōu)點，利用邊界層吹氣技術(shù)抑制邊界層的增長，提高效率，而且試驗結(jié)果表明[20]，該方法可以有效的提高設(shè)計和大流量下的風機效率，但對小流量效果不明顯。文獻[21]用此思想解決了離心葉輪內(nèi)部積灰的問題。雖然串列葉柵技術(shù)在離心壓縮機葉輪[20]內(nèi)沒有獲得效率提高的效果，但從文獻內(nèi)容看，估計是由于該文作者主要研究的是串聯(lián)葉片的相位效應，而沒有研究串聯(lián)葉片的徑向位置的變化影響導致的。 理論和試驗都表明，離心葉輪的射流尾跡結(jié)構(gòu)隨著流量減小更加強烈，而且小流量時，尾跡處于吸力面，設(shè)計流量時，尾跡處于吸力面和輪蓋交界處。為了提高設(shè)計和小流量離心通風機效率，2008年，田華等人提出了葉片開縫技術(shù)[22]，該技術(shù)提出在葉輪輪蓋與葉片之間葉片尾部處開縫，引用葉片壓力面?zhèn)鹊母邏簹怏w吹除吸力面?zhèn)鹊牡退傥槽E區(qū)，直接給葉輪內(nèi)的低速流體提供能量。最終得到在設(shè)計流量和小流量情況下，葉輪開縫后葉片表面分離區(qū)域減小，整個流道速度和葉輪內(nèi)部相對速度分布更加均勻，且最大絕對速度明顯減小的結(jié)果。這種方法改善了葉輪內(nèi)部流場的流動狀況，達到了提高離心葉輪性能和整機性能的效果，而且所形成的射流可以吹除葉片吸力面的積灰，有利于葉輪在氣固兩相流中工作。 2008年，李景銀等人提出在離心風機輪蓋上靠近葉片吸力面處開孔的方法[23]，利用蝸殼內(nèi)的高壓氣體產(chǎn)生射流，從而直接給葉輪內(nèi)的低速或分離流體提供能量，以減弱由葉輪內(nèi)二次流所導致的射流-尾跡結(jié)構(gòu)，并可用于消除或解決部分負荷時,常發(fā)生的離心葉輪的積灰問題。通過對離心風機整機的數(shù)值試驗，發(fā)現(xiàn)輪蓋開孔后，在設(shè)計點附近的風機壓力提高了約2％，效率提高了1％以上，小流量時壓力提高了1.5％，效率提高了2.1％。在設(shè)計流量和小流量時，由于輪蓋開孔形成的射流，可以明顯改善葉輪出口的分離流動，減小低速區(qū)域，降低葉輪出口處的最高速度和速度梯度，從而減弱了離心葉輪出口處的射流—尾跡結(jié)構(gòu)。此外，沿葉片表面流動分離區(qū)域減小，壓力增加更有規(guī)律。輪蓋開孔方法可以提高設(shè)計流量和小流量下的閉式離心葉輪性能和整機性能，如果結(jié)合離心葉輪串列葉柵自適應邊界層控制技術(shù)，有可能全面提高離心葉輪性能。 3 結(jié)論 綜上所述,近年來對離心通風機葉輪內(nèi)部流動的研究取得了明顯進展,有些研究成果已經(jīng)應用到實際設(shè)計中，并獲得令人滿意的結(jié)果。目前,對離心通風機葉輪內(nèi)部流動的研究仍是比較活躍的研究領(lǐng)域之一，筆者認為可在如下方面進行進一步研究： （1）如何將近似模型方法在通風機方面的應用進行更深入的研究，結(jié)合已有的葉片設(shè)計技術(shù)，探索更加高效快速的優(yōu)化設(shè)計方法； （2）如何將串列葉柵、輪蓋開孔和葉片開縫等離心葉輪自適應邊界層控制技術(shù)結(jié)合起來，在全工況范圍內(nèi)改善離心通風機葉輪的性能，提高離心風機的效率； （3）考慮非定常特性的設(shè)計方法研究。目前，研究離心通風機葉輪內(nèi)部的流動均仍以定常計算為主，隨著動態(tài)試驗和數(shù)值模擬的發(fā)展,人們對于葉輪機械內(nèi)部流動的非定?，F(xiàn)象及其機理將越來越清楚,將非定常的研究成果應用于設(shè)計工作中是非常重要的方面。

引言 變頻器調(diào)速技術(shù)在離心式引風機中得到廣泛地應用。風機最大特點是負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的流量來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速就可節(jié)約大量的電能。 2 控制系統(tǒng)改造的必要性分析 中鋁青海分公司鋁電解槽供料系統(tǒng)風動溜槽中促使氧化鋁流動的高壓風是由離心式引風機提供的，共36臺，所以正確對離心式引風機進行控制是至關(guān)重要的。原來對離心式引風機采用直接啟動的方式，通過人工檢查氧化鋁的走料速度來決定啟、停高壓風機的臺數(shù)，多數(shù)情況下，根據(jù)經(jīng)驗一套系統(tǒng)需啟動兩臺功率為37kW的電機在工頻下驅(qū)動的風機來滿足供料。但實際中一臺風機就能滿足風動溜槽中氧化鋁流動所需的供風量，啟動兩臺離心式引風機的優(yōu)點是可保證電解槽的及時供料，風動溜槽中也不易積料，可避免由于溜槽中長時間積料造成的溜槽不暢通，也就避免了影響正常的供料。在這中間忽略了能源的浪費。近十幾年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)與電力開關(guān)器件的發(fā)展，交流變頻技術(shù)從理論到實踐逐漸走向成熟。變頻調(diào)速以其效率高、調(diào)速范圍大、調(diào)速精度高、特性硬、無級調(diào)速等優(yōu)點，在各種交、直流調(diào)速系統(tǒng)中，尤其是節(jié)能技術(shù)改造中，變頻技術(shù)的應用面正在不斷擴大，應用也從簡單的節(jié)能向改進工藝提高產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的綜合型方向發(fā)展。在設(shè)計實施過程中，經(jīng)常遇到的問題是使用變頻調(diào)速器是否節(jié)約能源，能否滿足生產(chǎn)工藝要求等。為此，對其電氣控制系統(tǒng)進行了改造，通過壓力傳感器檢測溜槽中風壓調(diào)整變頻頻率，對離心式引風機實行變頻器變頻控制，避免了能源的浪費，所以具有較大的改造價值。 3 變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理與負載關(guān)系 變頻器在離心式引風機調(diào)速控制系統(tǒng)中應用主要目的是節(jié)能，交流異步電動機的轉(zhuǎn)速公式n＝60f/P（1-S），電源頻率與轉(zhuǎn)速成正比，即改變頻率可改變電機轉(zhuǎn)速，理論上風量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比，調(diào)節(jié)風門和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時的測試數(shù)據(jù)分別如表1和表2所示。 由表可見，與調(diào)節(jié)風門相比，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速具有十分顯著的節(jié)能效果（被測電機pMN＝16kW nMN＝1430/min ） 風機類負載其中空氣、介質(zhì)對機器中的葉片之阻力基本上和轉(zhuǎn)速的平方成正比，即：Mfz＝Kn2，式中K為比例系數(shù)〔1〕，實際的風機由于軸承上有一定的摩擦轉(zhuǎn)矩Mm，是反抗性負載性質(zhì)的，要由外加轉(zhuǎn)矩克服這個Mm后，才能使風機轉(zhuǎn)動。因此，實際的風機負載轉(zhuǎn)矩為Mfz＝Mm+Kn2。現(xiàn)以恒轉(zhuǎn)矩類負載與離心風機為例分析節(jié)能特性，為了分析的方便，假定電動機的輸入功能等于這類裝置的軸功率，即不考慮裝置效率影響。由于風機最大特點是負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的流量來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速就可節(jié)約大量的電能。 4  改造方案 4.1引風機加裝變頻器結(jié)構(gòu)原理 從以上運行情況分析：若提高電動機的工作效率、節(jié)約電能，可在風機電動機上裝調(diào)速裝置。根據(jù)工作的情況調(diào)節(jié)調(diào)速器裝置的速度即可以滿足工作狀況的要求。用變頻器對風機進行改造不必對原系統(tǒng)進行太大改動。在變頻改造的過程中，當氧化鋁流動速度較慢時，讓電動機高速運行便可達到要求。當需風量不太大時，使電動機低速運轉(zhuǎn)可節(jié)約電能。同時，可根據(jù)需要而調(diào)節(jié)變頻器，以滿足工況要求。 4.2 改造原理 工作原理如圖1所示〔2〕，將溜槽的實際風壓經(jīng)反饋后送到比較器的輸入端與給定壓力進行比較，當溜槽高壓風壓力不足時，通過對參數(shù)運算，調(diào)整PID的參數(shù)，控制電壓上升，使VVVF頻率相應增大，風機轉(zhuǎn)速加快，供風量加大，迫使風壓上升；反之，風機轉(zhuǎn)速減慢，供風量減少，迫使溜槽壓力下降。以保持穩(wěn)定的恒壓供風。在本系統(tǒng)中采用了多風機控制，單機設(shè)定在25～50Hz范圍內(nèi)變化，在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)管道壓力遠小于或大于設(shè)定值時，可以依靠增加或減少運行風機的數(shù)量來完成，加減風機按1&a;2&a;3轉(zhuǎn)換順序選擇。       5 效果分析 變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置的特點是效率高，沒有因調(diào)速而帶來附加轉(zhuǎn)差損耗，調(diào)速范圍大、精度高，可實現(xiàn)無級調(diào)速，而且容易實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制。由于可利用原鼠籠式電動機，所以特別適合舊設(shè)備的技術(shù)改造，它既保持了原電動機結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、維修方便的優(yōu)點，又能達到顯著的節(jié)電效果，是風機交流調(diào)速節(jié)能的理想方法。由于風機的功率較大、工作時間較長、節(jié)能效果非常顯著，實際測得離心引風機實際電流為44A，直接啟動電流為56A，如果按一年工作360天，調(diào)頻30～50Hz，用隨機分布來計算，可節(jié)約：37kW&imes;24h&imes;360d&imes;44A/56A=251177kW&middo;h，按每kW&middo;h0.25元計算每年每臺可節(jié)約62794元，則每年可以節(jié)約62794&imes;36＝2260584元。

一、通風機的選用原則 1)在選擇通風機前,應了解國內(nèi)通風機的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量情況,如生產(chǎn)的通風機品種、規(guī)格和各種產(chǎn)品的特殊用途,以及部優(yōu)、國優(yōu)產(chǎn)品、淘汰或?qū)⒁蕴a(chǎn)品、新產(chǎn)品的發(fā)展和推情況等,還應充分考慮環(huán)保的要求,以便擇優(yōu)選用風機。 2)根據(jù)通風機輸送氣體的物理、化學性質(zhì)的不同,選擇不問用途的通風機。如輸送有爆炸和易燃氣體的應選防爆通風機;排塵或輸送煤粉的應選擇排塵或煤粉通風機;輸送有腐蝕性氣體的應選擇防腐通風機;在高溫場合下作或輸送高溫氣體的應選擇高溫通風機等。 3)在通風機選擇性能圖表上査得有種以上的通風機可供選擇時,應優(yōu)先選擇效率較高機導較小:調(diào)節(jié)范固較大的一種,當然還應加以比較,權(quán)衡利弊而決定。 4)如果選定的風機葉輪直徑較原有風機的葉輪直徑偏大很多時,為了利用原有電動機軸、軸承及支座等,必須對電動機啟動時間、風機原有部件的強度及軸的臨界轉(zhuǎn)速等進行核算。 5)選擇離心式通風機時,當其配用的電機功率小于或等于75kW時,可不裝設(shè)僅為席動用的閥門。當排送高溫煙氣或空氣而選擇離心鍋爐引風機時,應設(shè)啟動用的門,以防冷態(tài)運轉(zhuǎn)時造成過載。 6)對有消聲要求的通風系統(tǒng),應首先選擇效率高、葉輪圓周速度低的通風機,且使其在最高效率點工作;還應根據(jù)通風系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲和振動的傳播方式,采取相應的消聲和減振措施。通風機和電動機的減振措艙,一般可采用減振基礎(chǔ),如彈簧減振器或橡膠減振器等 7)在選擇通風機時,應盡量避免采用通風機并聯(lián)或串聯(lián)「作。當不可避免時,應選擇同型號、同性能的通風機聯(lián)合[作。當采用串聯(lián)時,第一級通風機到第二級通風機之間應有一定的管路聯(lián)結(jié)。 8)所選用的新風機應考慮充分利用原有設(shè)備、適合現(xiàn)場制作交裝及安余運行等冋題。 二、通風機的選型方法 3.2.1選型前的準備 1)確定流所需要的流量和壓力。最好在系統(tǒng)額定負荷時進行實際測定,如屬新建,可用理論計算的方法求得,或借鑒同類或相近系統(tǒng)的實際運行數(shù)值為依埽,計算數(shù)據(jù)與實際運行值相差不應超過10%,在這樣范內(nèi),風機可以獲得在高效區(qū)運作,另外還需掌握系統(tǒng)可能使用的最大值和最小值,以便調(diào)節(jié)。 2)介質(zhì)溫度應選用平時運行中的最高溫度、在選用前必須經(jīng)過實際測量或査以往運行記錄； 3)對原有送、引風機葉輪外徑進行實測,(可潤備品)或進一步核對圖紙。 4)如果仍利用原有電動機時,應查對原有電動機的轉(zhuǎn)速和容量。 5)在實測原有風機的流量、壓力時,應測定原有風機的運行效率,以便作經(jīng)濟比較。 6)根據(jù)原有風機歷年來的運行情況和存在問題,對以上.原始數(shù)值進行分析和多方面分析考核,最后確定風機的設(shè)計參數(shù),以避免采用新型風機時所選用的流量、壓力不能滿足實際運行的需要。但也要防止過大的富裕量,以致使風機長期處在不經(jīng)濟的低效率區(qū)運行,下表給出風量風壓富裕量的選取范圍.

   鈦是一種金屬元素，灰色，原子序數(shù)22，相對原子質(zhì)量47.87。能在氮氣中燃燒，熔點高。鈍鈦和以鈦為主的合金是新型的結(jié)構(gòu)材料，主要用于航天工業(yè)和航海工業(yè)。 鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔點1668±4℃，熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子，沸點3260±20℃，汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子，臨界溫度4350℃，臨界壓力1130大氣壓。鈦的導熱性和導電性能較差，近似或略低于不銹鋼，鈦具有超導性，純鈦的超導臨界溫度為0.38-0.4K。在25℃時，鈦的熱容為0.126卡/克原子&middo;度，熱焓1149卡/克原子，熵為7.33卡/克原子&middo;度，金屬鈦是順磁性物質(zhì)，導磁率為1.00004。   鈦具有可塑性，高純鈦的延伸率可達50-60%，斷面收縮率可達70-80%，但強度低，不宜作結(jié)構(gòu)材料。鈦中雜質(zhì)的存在，對其機械性能影響極大，特別是間隙雜質(zhì)（氧、氮、碳）可大大提高鈦的強度，顯著降低其塑性。鈦作為結(jié)構(gòu)材料所具有的良好機械性能，就是通過嚴格控制其中適當?shù)碾s質(zhì)含量和添加合金元素而達到的。  鈦的性能  1.密度小，比強度高 金屬鈦的密度為4.51g/cm3，高于鋁而低于鐵、銅、鎳，但比強度位于金屬之首， 2.耐腐蝕性能 鈦是一種非?；顫姷慕饘伲淦胶怆娢缓艿?，在介質(zhì)中的熱力學腐蝕傾向大，但實際上鈦在許多介質(zhì)中很穩(wěn)定，如鈦在氧化性、中性和弱還原性介質(zhì)中是耐腐蝕性的。這是因為鈦和氧有很大的親和力，在空氣中或含氧的介質(zhì)中，鈦表面生成一種致密的、附著力強、惰性大的氧化膜，保護了鈦基體不被腐蝕，即使由于機械磨損也會很快自愈或重新再生。這表明了鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬。介質(zhì)溫度在315*c以下鈦的氧化膜始終保持這一特性。  為了提高鈦的耐蝕性，研究出氧化、電鍍、等離子噴涂、離子氮化、離子注入和激光處理等表面處理技術(shù)。對鈦的氧化膜起到了增強保護性作用。獲得了所希望的耐腐蝕效果。針對在硫酸、鹽酸、甲胺溶液、高溫濕氯氣和高溫氯化物等生產(chǎn)中對金屬材料的需要，開發(fā)出鈦-鉬，鈦-鈀，鈦-鉬-鎳等一系列耐蝕鈦合金。鈦鑄件使用了鈦-32鉬合金，對常發(fā)生縫隙腐蝕或點蝕的環(huán)境使用了鈦-0.3鉬-0.8鎳合金或鈦設(shè)備的局部使用了鈦-0.2鈀合金，均獲得了很好的使用效果。  3.耐熱性能好 新型鈦合金能在600*C或更高的溫度下長期使用。 4.耐低溫性能好 其強度隨溫度的降低而提高，但塑性變化卻不大，在-196-253*c低溫下保持良好的延性及韌性。避免了金屬冷脆性，是低溫容器，貯箱等設(shè)備的理想材料。  5.抗阻尼性能強。 金屬鈦受到機械振動，電振動后，與鋼、銅金屬相比，其自身振動衰減時間最長，利用鈦的這一性能可做音叉、醫(yī)學上的超聲粉碎機振動元件和高級音響揚聲器的振動薄膜等。  6.無磁性、無毒鈦是無磁性金屬，在很大的磁場中也不會被磁化，無毒且與人體組織及血液有好的相容性，所以被醫(yī)療界采用。  7.抗拉強度與其屈服強度接近 鈦的這一性能說明了其屈強比（抗拉強度/屈服強度）高，表示了金屬太材料在成型是塑性變形差，由于鈦的屈服極限與彈性膜量的比值大，使鈦成型時的回彈能力大。  8.換熱性能好 金屬態(tài)的導熱系數(shù)雖然比碳鋼和銅低，但由于鈦優(yōu)異的耐腐蝕性能，使用壁厚可以大大減薄，而且表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝，減少了熱阻，鈦表面不結(jié)垢也可減少熱阻， 9.彈性模量低 鈦的彈性模量在常溫時為106.4GMPa，為鋼的57%。 10.吸氣性能 鈦是一種化學性能非常活波的金屬，在高溫下可與許多元素和化合物發(fā)生反應。鈦吸氣主要指高溫下與碳、氫、氧發(fā)生反應。 鈦材應用   　　鈦及其合金具有重量輕、強度大、耐熱性強、耐腐蝕等許多優(yōu)特性，被譽為“未來的金屬&dquo;，是具有發(fā)展前途的新型結(jié)構(gòu)材料。鈦及其合金不僅在航空、宇宙航行工業(yè)中有著十分重要的應用，而且已經(jīng)開始在化工、石油、輕工、冶金、發(fā)電等許多工業(yè)部門中廣泛應用。 1．鈦在化工等部門的應用 　　鈦的另一個顯著特點是耐腐蝕性強，這是由于它對氧的親合力特別大，能在其表面上生成一層致密的氧化膜，可保護鈦不受介質(zhì)腐蝕。金屬鈦在大多數(shù)水溶液中，都能在表面生成鈍化氧化膜。因此，鈦在酸性、堿性、中性鹽水溶液中和氧化性介質(zhì)中具有很好的穩(wěn)定性，比現(xiàn)有的不銹鋼和其它有色金屬的耐腐蝕性都好，甚至可與鉑比美。但是，如果在某種介質(zhì)中，能連續(xù)溶解鈦表面氧化膜時，則鈦在這種介質(zhì)中便會受到腐蝕。例如，鈦在氫氟酸、濃的或熱的鹽酸、硫酸和磷酸中，由于這些溶液溶解鈦表面氧化膜，所以鈦被腐蝕。如果在這些溶液中加入氧化劑或某些金屬離子時，則鈦表面氧化膜便會受到保護，此時鈦的穩(wěn)定屬于增加。 一．化學工業(yè)     　　鈦在各種酸、堿、鹽介質(zhì)中，除上述四種無機酸和腐蝕性很強的氯化鋁外，都具有很好的穩(wěn)定性。所以，鈦是化學工業(yè)中優(yōu)良的抗腐蝕材料，得到了越來越廣泛的應用。例如，在氯堿工業(yè)中使用鈦金屬陽極和鈦制濕氯氣冷卻器，收到很好的經(jīng)濟效果，被譽為氯堿工業(yè)中的一大革命。 二．石油工業(yè)     　　鈦在有機化合物中，除了溫度較高下的五種有機酸（甲酸、乙酸、草酸、三氯乙酸和三氟乙酸）外，都具有非常好的穩(wěn)定性。因此，鈦是石油煉制和石油化工中優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，可以用來制作各種熱交換器、反應器、高壓容器和蒸餾塔等。三．冶金工業(yè)    鈦屬活性金屬，具有良好的吸氣性能，是煉鋼工業(yè)中優(yōu)良的脫氣劑，它能化合鋼在冷卻時析出的氧和氮。在鋼中加入少量的鈦（&l;0.1%）可使鋼堅韌而富有彈性。鈦也是煉鋼，煉鋁等工業(yè)中重要的合金添加劑。鈦具有超導性，是一種常見的超導材料。另外，鈦在含有金屬離子的酸性溶液中具有很好的穩(wěn)定性，因此鈦在濕法冶金工業(yè)中，如銅、鎳、鈷、錳等有色金屬的電解生產(chǎn)中，有著十分廣泛的應用。 四．化肥工業(yè)     　　尿素是重要的化肥，在生產(chǎn)過程中尿素、氨、氨基甲酸銨和它們的混合液，在高溫高壓的條件下腐蝕性很強，使用鈦取代不銹鋼后設(shè)備壽命大大增加，檢修時間大大減少。因此目前尿素生產(chǎn)中的主要設(shè)備都使用鈦材。 五．海水淡化和造船工業(yè)     六．電力工業(yè) 　鈦在含有氯化物、硫化物等許多腐蝕性較強的熱水中具有較好的穩(wěn)定性，因此鈦已經(jīng)大量在火力發(fā)電廠中用作為熱交換器的冷卻管。用薄壁鈦管取代銅鎳合金管后，不僅大大提高了使用壽命，而且大大減少了檢修時間，經(jīng)濟效果十分顯著。 七．造紙和紡織工業(yè)     　　鈦對二氧化氯、亞氯酸、亞氯酸鹽等漂白劑具有特殊的抗腐蝕性能。因此，鈦在紡織印染工業(yè)、造紙工業(yè)的漂白設(shè)備中有著重要的應用。例如，鈦材制造的亞漂機使用效果很好。同時，還有合成纖維等工業(yè)中用作噴絲頭。 八．其它方面     　　鈦能抵抗人體的腐蝕，并對人體無害。因此可以廣泛用于工醫(yī)療和制藥工業(yè)部門。鈦有著良好的吸氣性能，也在電子真空技術(shù)中和高真空技術(shù)中有廣泛的應用。   鈦在石油、化工等部門的應用     使用部門用    途 石油化工反應器、壓力容器、熱交換器、分離器配管、蒸餾塔頂凝縮器內(nèi)襯等。 化學工業(yè)蒸餾塔、反應器、壓力容器、熱交換器、過濾器、測量儀器、汽輪機葉片、泵、閥、管道、氯堿生產(chǎn)電極、合成塔內(nèi)襯、其它耐酸設(shè)備內(nèi)襯。 造紙工業(yè)攪拌器、漂白塔、加熱鍋、反應塔配管。 紡織工業(yè)連續(xù)漂白機、蒸餾塔、反應槽、冷凝器、熱交換管、離心分離機、噴絲頭、閥、泵。 冶金工業(yè)煉鋼吸氣劑、合金添加劑、超導合金材料、電解高純金屬（如鈉、鎳、鈷）的陰極板和電鍍槽等。 海水淡化和發(fā)電廠熱交換器、冷凝器、供水加熱器、管道、其它接觸海水的設(shè)備。 艦艇工業(yè)艦艇外殼、甲板、閥、翼、快艇推進器、傳動軸、蒸汽機、深潛艇壓力艙、開發(fā)海洋設(shè)備。 其    它超高真空鈦泵、醫(yī)療和矯形器械、人工關(guān)節(jié)、制藥和食品工業(yè)設(shè)備。 2．鈦材在航空工業(yè)中的應用 　　鈦及其合金的比強度（強度與重量比）在金屬結(jié)構(gòu)材料中是很高的，它的強度與鋼材相當，但其重量僅為鋼材的57%。另外，鈦及其合金的耐熱性很強，在500℃的大氣中仍能保持良好的強度和穩(wěn)定性，短時間工作溫度甚至還可更高些。而鋁在150℃，不銹鋼在310℃，就失去原有的機械性能。當飛機、導彈、火箭高速飛行時，其發(fā)動機和表面溫度相當高，鋁合金已不能勝任，應用鈦合金是十分合適的。正是由于鈦及其合金具有強度大、重量輕、耐熱性強的綜合優(yōu)良性能，在飛機制造中用它來代替其它金屬時，不僅可延長飛機的使用壽命，而且可以減輕其重量，從而大大提高其飛行性能。所以，鈦是航空工業(yè)和宇宙航空工業(yè)中最有前途的結(jié)構(gòu)材料之一。鈦及其合金在航空工業(yè)中主要用于制造飛機發(fā)動機和機身。一般來講，馬赫數(shù)小于2的飛機，其發(fā)動機使用一部分鈦及其合金，機身一般用鋁合金。馬赫數(shù)在于2的飛機，其發(fā)動機用鈦量增加，而且機身也部分需要用鈦。馬赫數(shù)大于3.5的飛機，其發(fā)動機入口溫度已很高，就不能用鈦合金而需用超級合金了，但其機身用鈦量則顯著增加。鈦及其合金還具有良好的耐低溫性能，即使在-250℃的超低溫下，它仍具有較高的沖擊強度，可耐高壓抗震動。因此，鈦及其合金在火箭、導彈和宇宙飛船上不僅用于制造發(fā)動機外殼和結(jié)構(gòu)部件，而且用于制造高壓容器，如高壓氣瓶、低溫液態(tài)燃料箱等。另外，鈦及其合金在原子能反應堆和軍用武器上都有應用。   機身也部分需要用鈦。馬赫數(shù)大于3.5的飛機，其發(fā)動機入口溫度已很高，就不能用鈦合金而需用超級合金了，但其機身用鈦量則顯著增加。鈦及其合金還具有良好的耐低溫性能，即使在-250℃的超低溫下，它仍具有較高的沖擊強度，可耐高壓抗震動。因此，鈦及其合金在火箭、導彈和宇宙飛船上不僅用于制造發(fā)動機外殼和結(jié)構(gòu)部件，而且用于制造高壓容器，如高壓氣瓶、低溫液態(tài)燃料箱等。另外，鈦及其合金在原子能反應堆和軍用武器上都有應用。     鈦在航空工業(yè)等部門的應用   使用部門用    途 航空式業(yè)飛機機身和蒙皮、發(fā)動機、尾錐、噴管、彈射艙、防火壁、夾層結(jié)構(gòu)機身機架、連結(jié)件和其它零件。 宇宙航行工業(yè)飛船的液體燃料貯箱、高壓容器、船艙、蒙皮、結(jié)構(gòu)骨架、制動火箭主起落架，火箭、導彈高壓容器、液體燃料貯箱、外殼、噴嘴、火箭發(fā)動機。 其  它原子能反應堆的結(jié)構(gòu)材料、坦克天窗、炮筒和輕便常規(guī)武器等。