山宇變頻器水泥行業(yè)風機變頻節(jié)能的解決方案

一 引言      在水泥行業(yè)的立窯、回轉(zhuǎn)窯風機這樣的設備，耗電量極大，起動電流很高，要求變壓器有足夠大的富余量，同時用電動閥門、擋風板等裝置來調(diào)節(jié)風量，在風道系統(tǒng)設計時，為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，必須留有余量，因此風機的風量和壓力往往偏大，功率的偏大設計必然造成能量的浪費。       在傳統(tǒng)的情況中，都是采用閥門來調(diào)節(jié)風量的，有些也采用旁通閥或者回流閥來解決流量和壓力余量過大的題目，這些方法都存在著很大的能量消耗，很多的風機有30～70%的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的，不僅造成電能的浪費，工作效率低，而且開動閥門時，還發(fā)出嘯聲和振動，經(jīng)常發(fā)生事故,降溫設備。       近幾年來變頻技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了這一狀況，實踐證實在風機的系統(tǒng)中接進變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風量和壓力的變化用來取代閥門控制風量，能取得明顯的節(jié)能效果。    二． 節(jié)能原理    立窯、回轉(zhuǎn)窯上的風機的運行工況由立窯、回轉(zhuǎn)窯的負荷情況決定，根據(jù)流體力學理論，電機軸功率P和風量Q、壓力H之間的關(guān)系為：     P=K＊H＊Q/η     其中K為常數(shù)；     η為效率。     它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為：     Q1/Q2=N1/N2     H1/H2=（N1/N2）2     P1/P2=（N1/N2）3                 圖中曲線1為風機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風阻特性（閥門開度為100%）。假設風機在設計時工作在A點的效率最高，輸出風量Q1為100%，此時的軸功率P1=Q1＊H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如70%）時，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為2曲線3，系統(tǒng)由原來的工況A點變到新的工況B點運行，由圖中可以看出，風壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少未幾。       假如采用變頻調(diào)速控制方式，將風機轉(zhuǎn)速由N1降到N2，根據(jù)風機的比例定律，可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3將大幅度降低，功率P3（相即是面積CH30Q2）也隨著明顯減少，節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明顯的。       由流體力學可知，風量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當風量減少，風機轉(zhuǎn)速下降時，起功率下降很多。       例如風量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%； 如風量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當然由于實際工況的影響，節(jié)能的實際值不會有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。   因此在有風機、水泵的機械設備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風量和流量，在節(jié)能上是一個最有效的方法。      三． 節(jié)能系統(tǒng)       綜上所述，只要正常生產(chǎn)過程中電動閥門的開度在85%以下，在安裝節(jié)能系統(tǒng)之后，我們預計節(jié)能率應在30%以上。同時節(jié)能系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點： 1． 采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，可靠性，精確度，穩(wěn)定性都有很大進步。 2． 實現(xiàn)電機軟起動，消除電機起動電流的沖擊，延長機械設備的使用壽命。 3． 運行平穩(wěn)，減低噪音，改善工作環(huán)境。

離心風機和軸流風機區(qū)別

風的流向和軸是平行的就叫軸流風機,(比如消防的排煙風機)反之就是離心風機,(比如風機盤管的風機).組合空調(diào)機組是一種大型的風機盤管,它附帶了一些功能.加濕.過濾.等.風冷冷水機組是空調(diào)主機的一種,分風冷和水冷兩種.風機盤管是一種換熱設備,和家用空調(diào)的室內(nèi)機一個道理.軸流風機和柜式離心風機的根本區(qū)別在風機的機械結(jié)構(gòu)上，軸流風機的葉片直徑局限于外殼的直徑，而離心風機就沒有這方面的局限，可以采用葉片前傾或后傾葉片，對風量風壓的要求適應更廣。而且柜內(nèi)能做消聲處理，在噪聲指標上有很明顯的優(yōu)勢。由于一般采用電機的轉(zhuǎn)數(shù)較低，電機功率大，耗電相多多些。如果平時常用通風系統(tǒng)，盡量采用柜式離心風機，消防排煙不常用的系統(tǒng)，采用高溫軸流風機更經(jīng)濟合理些！ 　　風機的葉片和電機組合多數(shù)都可以根據(jù)風量風壓來選型，進口的產(chǎn)品多模塊化生產(chǎn)，可通過電腦選型使風機工作在教高的效率上！一般離心風機比軸流風機在大風量和大風壓的組合選擇上更有優(yōu)勢(主要指風機效率和噪聲指標上) 　　離心風機和軸流風機區(qū)別在于： 　　1、離心風機改變了風管內(nèi)介質(zhì)的流向，而軸流風機不改變風管內(nèi)介質(zhì)的流向；2、前者風量和風壓都很大，后者風量和風壓都很低；3、前者安裝較復雜，后者安裝較簡單；4、前者電機與風機一般是通過軸連接的，后者電機一般在風機內(nèi)；5、前者常安裝在空調(diào)機組進、出口處，鍋爐鼓、引風機，等等，后者常安裝在風管當中、或風管出口前端。

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收錄時間:2011年01月07日 00:23:10 來源:ccen 作者:

 風力機葉片的制造已建立于熱固性復合材料技術(shù)的基礎上。但熱塑性復合材料能賦予可回收性和其他優(yōu)點。當增強熱塑性塑料用于生產(chǎn)風輪葉片時，與熱固性塑料相比，它可提供重大的優(yōu)勢。首先，熱塑性塑料在加熱時有可塑性，并且保持塑性，而不像熱固性塑料永久堅硬。因此，在使用壽命的后期，熱塑性葉片能通過加熱成型一些東西，進行回收再利用。假定葉片制造現(xiàn)在每年要使用幾十萬噸復合材料，這就將形成一個越來越重要的市場效益。

    1.優(yōu)勢與劣勢

　　優(yōu)勢一：可回收再利用

　　在使用壽命的后期，熱塑性葉片能通過加熱成型一些東西，進行回收再利用。

　　優(yōu)勢二：固化周期短

　　熱塑性塑料還能解決固化周期的障礙，這種障礙現(xiàn)在減慢了熱固性葉片的生產(chǎn)速度。成型的葉片可以在加熱下脫模，進一步加速生產(chǎn)過程。部件可以通過加熱局部界面和焊接來共固化或連接。小部件能采用粒料注射成型。

　　優(yōu)勢三：強度、剛度更高

　　增強熱塑性塑料在相同重量下可以比熱固性塑料強度更高，這樣就能形成更輕的結(jié)構(gòu)。對這些塑料進行葉片設計優(yōu)化可以形成不同構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。例如，通過設計一個葉片，使它更像一個飛機機翼，用肋板和梁來加強，設計人員就能省掉許多目前用于葉片中的結(jié)構(gòu)芯材。泡沫和其他芯材吸收樹脂，增加重量和成本，而且必須加工成形。

　　在使用中，其抗雨、雪等的侵蝕要優(yōu)于熱固性塑料，并且通常具有更高的損傷容限，裂縫生長較慢。由于更具延長性，因此熱塑性塑料抗沖擊強度更佳，往往損傷顯示為可見凹痕，而不像熱固性復合材料，是藏于層板中，表面看不出缺陷。

　　劣勢一：抗疲勞性能差

　　增強熱塑性塑料的疲勞性能相當差，這是因為纖維和塑料基體之間較弱的連接。兩者間的連接是機械性的，是纖維四周的基體樹脂在固化過程中的收縮形成的，而不是化學連接。普通的偶聯(lián)劑用來提高玻纖、碳纖和熱固性樹脂的粘接，但對熱塑性樹脂不大起作用。

　　劣勢二：熱/濕性能一般比熱固性樹脂差

　　熱/濕性能一般比熱固性樹脂差，這是由于熱的濕氣會膨脹基體，松動機械連接，使基體分子鏈沿纖維滑動。此外，大多數(shù)熱塑性樹脂加工困難，在熔融狀態(tài)其較高的粘性意味著需要較高的加工溫度和固化壓力，才能確保樹脂能完全地滲透入長纖維連續(xù)纖維。由于需要金屬模具，且能耗較高，因此成本上升。

　　2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　國外：EireComposites的綠色葉片(GreenBlade)項目

　　在愛爾蘭，Galway國立大學的復合材料研究單位、Limerick大學的研究小組和商業(yè)公司EireComposites已進一步研究了這項最新技術(shù)。兩所大學廣泛研究了APLC-12復合材料，而EireComposites公司積極開發(fā)液體成型技術(shù)，用于生產(chǎn)熱塑性復合材料風力機葉片和機艙罩。在綠色葉片(GreenBlade)項目中，EireComposites正牽頭進行一項合作(通過其子公司EireCompositeTeo)，該合作包括三菱重工、Ahlstrom玻纖公司和Cyclics公司，共同開發(fā)制造一片12.6米長的葉片樣品，并進行測試。這項工作將自然而然導致未來對全尺寸熱塑性復合材料葉片的開發(fā)和認證。

　　國外：丹麥LM公司新葉片技術(shù)開發(fā)項目BladeKing

　　在幾大葉片制造商中，密切關(guān)注該項工作的有丹麥LM公司,負壓風機工程，它是世界上最大的風力機葉片制造商。該公司在正常情況下幾乎不能使葉片生產(chǎn)足夠快來滿足要求，因此它想把目前的生產(chǎn)周期縮短一半，并作為其最新葉片技術(shù)開發(fā)項目BladeKing的一部分。該公司已被熱塑性塑料能降低生產(chǎn)周期所吸引，它可以作為一個可能的關(guān)鍵，到2016年把新品種塑料推到市場。為了生產(chǎn)超大型葉片用于未來海上風力機，高水平的自動化也是所需要的。這是BladeKing項目關(guān)注的另一焦點：使用自動化纖維鋪層或帶鋪層，加快纖維在模具中的鋪層速度。RisoDTU和Aalborg大學與LM公司一起進行BladeKing項目研究工作，丹麥國家先進技術(shù)基金提供部分贊助。

　　國內(nèi)：中科恒源與RTP公司合作研發(fā)長纖維增強熱塑性葉片

　　湖南中科恒源風電產(chǎn)業(yè)科技有限公司設計和制造了適用于未由電網(wǎng)供電地區(qū)的小型風力渦輪機。該公司使用美國RTP公司的長玻璃纖維增強熱塑性塑料來注射成型風輪葉片。據(jù)介紹，該公司與RTP公司合作研發(fā)使用很長纖維增強的產(chǎn)品，因為它們在注塑材料中具有最高的強度/重量比。長玻璃纖維增強材料提供高模量和抗沖擊性，不管環(huán)境條件如何，都能保持葉片形狀不變。卓越的尺寸穩(wěn)定性可有效防止葉片改變迎風角度，從而大大提高渦輪機的效率，尤其是在非常潮濕和非常干燥的條件下。

　　3.總結(jié)

　　全球風電市場的加速發(fā)展，使葉片供應商不僅要擴能，而且要尋找加快生產(chǎn)過程的技術(shù)，以滿足未來的需求。熱塑性樹脂有潛在的優(yōu)勢可以幫助他們做到這點，同時還加強了超大型葉片的結(jié)構(gòu)可行性，并解決葉片退役后的可再生問題。對于風能領域，由于其需求逐漸加劇，因此這些真正的塑料可以證明是一種變革的技術(shù)。
 

 對于離心式通風機，一般制造廠提供的是模擬試驗的無因次性能曲線(類型特性曲線)。圖25為國產(chǎn)4-72型離心式通風機的無因次性能曲線。 =f( )， =f( )、η=f( )。所以必須將現(xiàn)場測定中實測的有因次參數(shù)換算為無因次參數(shù)。然后繪成曲線，才能與之對比，換算可按下列公式進行：

評級類別 無  EPS預測 2010年  2011年  2012年  成長性 10-11年  11-12年  評級變動 無        59.3%  49.64%  報告日昨收盤價: 31.53  目標價: 42.7  上漲空間: 35.43%  價值評級 預計公司 10-12 年EPS 分別為0.86/1.37/2.05 元，目標價為42.7 元。  公司產(chǎn)品的主要市場為鐵路線路、鐵路車輛和風電。受益于我國鐵
路投資快速增長，公司鐵路線路用產(chǎn)品銷售將快速增長，鐵路車輛用產(chǎn)
品將穩(wěn)步增長。由于鐵路市場的特殊性，市場參與者較少、競爭環(huán)境較
好。公司部分產(chǎn)品市場占有率較高，如公司車載彈性元件在機車、客車
和貨車市場的占有率分別為 80%、50%和 10%。
公司風機葉片快速放量。09 年公司風機葉片出貨量為 100 套，預計
10-12 年出貨量分別為 400 套、800 套和 1000 套。公司風機葉片業(yè)務的
目標是銷售額 10 億元以上，同時進入國內(nèi)前三強。
未來增長點頗多。公司近期業(yè)績增長點主要是鐵路建設拉動和風機
葉片的放量，長期增長點為高鐵用彈性元件出口、汽車用工程塑料和彈
性元件、建筑減震器和污水處理用膜元件等。我們認為，公司有望保持
長期較快增長。
非公開發(fā)行緩解產(chǎn)能約束來源：

    中國風機產(chǎn)業(yè)網(wǎng)  從風機實測通用特特性看，部分靜葉安裝角關(guān)小角度后，軸流風機流量減少，喘振壓比也有所下降。在相同的轉(zhuǎn)速下，部分靜葉安裝角關(guān)小的角度越大，喘振壓比下降得越多。此外，在不同的轉(zhuǎn)速下,工廠降溫設備，改變部分靜葉安裝角對壓比的影響是不同的：在低轉(zhuǎn)速時，改變部分靜葉安裝角對壓比的影響較少，而在高轉(zhuǎn)速時，改變靜葉安裝角對風機壓比的影響較大。

    低轉(zhuǎn)速喘振壓比隨靜葉安裝角關(guān)小角度變化理論計算時，部分靜葉安裝角開大角度后，軸流風機流量增加，同時喘振壓比將提高。由于軸流風機在高轉(zhuǎn)速時，軸流風機特性線喘振壓比很高，而這時軸流風機因驅(qū)動機汽輪機功率的限制或設備其他條件的限制，性能試驗時，軸流風機在高轉(zhuǎn)速時的喘振壓比無法測到，又加上高爐的大流量高壓比運行工況離風機的喘振邊界很遠即喘振裕度很大，況且風機設有壓力保護線，運行區(qū)域壓比都在壓力保護線以下，而高轉(zhuǎn)速時的喘振壓比遠遠高于壓力保護線，所以軸流風機性能測試時，一般不測也不必測高轉(zhuǎn)速時的特性線喘振點。

    通過軸流風機部分靜葉轉(zhuǎn)角度對性能影響的分析，靜葉轉(zhuǎn)動時，壓力隨靜葉安裝角的變化相對較少，而流量變化則相對較大，其結(jié)果使得風機的工作范圍變寬。部分靜葉可調(diào)軸流風機的喘振壓比變化和流量變化綜合影響著軸流風機的喘振邊界：在低轉(zhuǎn)速時，減小靜葉安裝角度，比純粹靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時，喘振壓比隨流量減小相對較慢，喘振邊界向小流量方向移，特性線變得比較平緩；而在高轉(zhuǎn)速時，部分靜葉可調(diào)軸流風機可以通過開大靜葉安裝角度，使風機特性線向大流量方向移。這樣就使部分靜葉可調(diào)軸流風機運行的范圍較寬，性能得到很大改善。

   

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