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PVC水簾好_風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的選擇分析及節(jié)能應(yīng)用送風(fēng)機(jī)的工作原理與

前言：風(fēng)機(jī)是節(jié)能潛力巨大的通用設(shè)備，調(diào)速是其節(jié)能的重要途徑，調(diào)速技術(shù)的選擇事關(guān)投資效益，從性能價(jià)格比的角度出發(fā)，優(yōu)選機(jī)械調(diào)速裝置是較為明智的選擇。

一、風(fēng)機(jī)調(diào)速的意義

　　風(fēng)機(jī)是使用面廣、耗電量大的設(shè)備，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中普遍地存在的問(wèn)題：

    (1)設(shè)備陳舊，結(jié)構(gòu)落后，造成單機(jī)運(yùn)行效率低；

    (2)風(fēng)機(jī)或其配套電機(jī)選型設(shè)計(jì)裕量過(guò)大，形成系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率低。如某鋼鐵公司風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行效率僅為6%；

    (3)對(duì)于生產(chǎn)工藝參數(shù)不斷變化時(shí)，多采用落后的管道閘閥節(jié)流進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，白白地造成能源浪費(fèi)；

    (4)輸送管道設(shè)置不盡合理，管道阻力大，以及運(yùn)行管理粗放(如風(fēng)機(jī)放空)造成運(yùn)行中無(wú)效的功率損失等�？梢�(jiàn)，圍繞風(fēng)機(jī)存在著大量的節(jié)能潛力，而對(duì)于工藝參數(shù)變化大的大中型(50～500kW)風(fēng)機(jī)，其調(diào)速節(jié)能技術(shù)應(yīng)用具有廣闊前景。

　　風(fēng)機(jī)最大特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此如果在電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間加裝調(diào)速裝置，將電機(jī)輸出的固定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為根據(jù)流量需求的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即當(dāng)生產(chǎn)工藝參數(shù)需要變化時(shí)，采用改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的流量，就可節(jié)約大量的電能。

　　采用調(diào)速技術(shù)后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能效果的預(yù)測(cè)，如以閥門調(diào)節(jié)作為比較的基準(zhǔn)，當(dāng)流量在0.5～1.0的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)變化時(shí)，不同調(diào)節(jié)方式時(shí)功率消耗與流量的關(guān)系見(jiàn)圖1 。

可參照下式預(yù)測(cè)平均節(jié)約功率 ：

　　 △ P ＝ Pa - Pb ≈0.4 P0

　　 式中 P0 ——額定功率

　　 即在理想情況下，通過(guò)調(diào)速使風(fēng)機(jī)的流量由 50%連續(xù)不斷調(diào)節(jié)至100%時(shí)，調(diào)速調(diào)節(jié)比閥門調(diào)節(jié)可節(jié)省功率約為額定功率的40%。

二、風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)類別選擇及方案分析

   ,廠房屋頂電動(dòng)排氣設(shè)備; 2.1 風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)類別與比較

　　目前，風(fēng)機(jī)調(diào)速有兩種方式：一種是機(jī)械調(diào)速，最常用的是在電機(jī)和風(fēng)機(jī)間加裝調(diào)速型液力耦合器或液體粘性調(diào)速離合器；另一種是電氣調(diào)速裝置，其方法有串級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速、變極調(diào)速等。選擇機(jī)械調(diào)速用于風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行，具有傳動(dòng)效率高、過(guò)載保護(hù)性好、控制反應(yīng)快、成本低、體積小、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)且不受電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓等級(jí)等參數(shù)限制。而我國(guó)200kW以上的交流電機(jī)基本上全是高電壓電機(jī)，如此高等級(jí)電壓的調(diào)速，對(duì)各類電氣調(diào)速方式均難以達(dá)到。故我國(guó)目前高電壓中、大功率(200kW以上)的各類交流電機(jī)調(diào)速裝置均為液力耦合器或液粘調(diào)速離合器。以下針對(duì)液力耦合器和液粘調(diào)速離合器在風(fēng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域中的應(yīng)用特性進(jìn)行研究。

     2.2 液力調(diào)速傳動(dòng)與液粘調(diào)速傳動(dòng)特性的比較

　　以上針對(duì)風(fēng)機(jī)調(diào)速選擇進(jìn)行了分析，各有利弊，從性能價(jià)格比的角度出發(fā)，更傾向于機(jī)械調(diào)速裝置的應(yīng)用。調(diào)速型液力耦合器和液粘調(diào)速離合器其原理不同，應(yīng)用上有很多相同點(diǎn)，也有不同點(diǎn)。

      從原理上講，液力耦合器傳動(dòng)基于歐拉方程，以液體動(dòng)量矩的變化來(lái)傳遞動(dòng)力；液粘調(diào)速離合器傳動(dòng)基于牛頓內(nèi)摩擦定律 , 以液體的粘性(或油膜剪切力)來(lái)傳遞動(dòng)力。由于基本概念和工作原理的本質(zhì)不同，其調(diào)速裝置的主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯然不同。但工作介質(zhì)都是液體油，工作過(guò)程都有熱量產(chǎn)生，其操作控制系統(tǒng)都需要電控、液體循環(huán)和冷卻。

      調(diào)速型液力耦合器和液粘調(diào)速離合器在應(yīng)用特點(diǎn)上異同比較如下：

　　(1)都能使電機(jī)空載啟動(dòng)，縮短啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊時(shí)間；

　　(2)都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)節(jié)方便可靠，且易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制；

　　(3)液粘調(diào)速離合器可實(shí)現(xiàn)同步、調(diào)速和脫離3種工況運(yùn)行，且主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向不影響傳動(dòng)性能。在同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)無(wú)功率損失，傳動(dòng)效率(理論值)為100%；

　　(4)都可以緩和沖擊，衰減扭振，具有過(guò)載保護(hù)功能，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；

　　(5)液力耦合器相對(duì)維修復(fù)雜，結(jié)構(gòu)偏大，但調(diào)速技術(shù)較成熟可靠，能長(zhǎng)期無(wú)檢修運(yùn)行；液粘調(diào)速離合器結(jié)構(gòu)緊湊合理，在調(diào)速狀態(tài)下效率高于耦合器4%～5%, 節(jié)電率高于8%，但在轉(zhuǎn)速比0.9 以后至 1.0 區(qū)域內(nèi)易出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動(dòng)，故應(yīng)重視采用合理措施降低不穩(wěn)定區(qū)間或合理操作避開(kāi)不穩(wěn)定區(qū)工作；

　  (6)都適用與不同等級(jí)的高低電壓、中大容量電機(jī)配用，使電機(jī)始終以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)效率高，功率因數(shù)高，無(wú)諧波影響。

　　目前，國(guó)產(chǎn)調(diào)速型耦合器輸入轉(zhuǎn)速3000r/min ，最大功率可達(dá)6500kW ；液粘調(diào)速離合輸入轉(zhuǎn)速 3000r/min ，功率可達(dá)3200kW 。 @page@

      2.3 兩種機(jī)械調(diào)速節(jié)能裝置選擇方案的有關(guān)注意事項(xiàng):

　　(1)區(qū)別二者傳動(dòng)特點(diǎn)的異同有針對(duì)地選擇。調(diào)速型液力耦合器與液粘調(diào)速離合器在應(yīng)用特點(diǎn)上有很多相似之處，由于調(diào)速型液力耦合器技術(shù)成熟超前，應(yīng)用相對(duì)普遍；但液粘調(diào)速離合器有更高的傳動(dòng)效率，有同步傳動(dòng)，可方便進(jìn)行定速、調(diào)速切換運(yùn)行，寬泛了應(yīng)用范圍，經(jīng)濟(jì)投入也相對(duì)偏低，但其存在調(diào)速不穩(wěn)定區(qū)間是難于避免的，應(yīng)重視在技術(shù)上縮小速度不穩(wěn)定區(qū)，盡力擴(kuò)大轉(zhuǎn)速比的實(shí)際范圍。

　　(2)調(diào)速節(jié)能的立足點(diǎn)在“調(diào)速”，調(diào)速即調(diào)節(jié)了風(fēng)機(jī)的流量，只有存在流量變化工況需求時(shí)，才適于進(jìn)行調(diào)速。但考慮到風(fēng)機(jī)自身運(yùn)行的特性因素，應(yīng)有一個(gè)最佳的調(diào)速范圍。通常最低轉(zhuǎn)速不小于額定轉(zhuǎn)速的 50 %，一般為70%～90%之間。因?yàn)榈娃D(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)機(jī)本身效率明顯下降，是不經(jīng)濟(jì)的；在額定流量的 90%以上變化時(shí)，接近調(diào)速裝置本身效率(90%左右)，節(jié)能效果不再明顯，而接近 100 %流量運(yùn)行時(shí)，反而多耗能。

　　(3)大中型(50～ 500kW )的風(fēng)機(jī)最適合采用調(diào)速裝置節(jié)能。小功率風(fēng)機(jī)由于功率小，節(jié)能潛力小，加之小功率風(fēng)機(jī)往往工況參數(shù)變化范圍不大，采用調(diào)速投資的節(jié)能效益不大。

　　(4)調(diào)速范圍確定時(shí)，應(yīng)注意避開(kāi)機(jī)組的機(jī)械臨界共振轉(zhuǎn)速，否則調(diào)速至該諧振頻率時(shí)，將可能損壞機(jī)組。

三、風(fēng)機(jī)調(diào)速應(yīng)用實(shí)例與節(jié)能效益分析

　　調(diào)速型液力耦合器或液粘調(diào)速離合器均是風(fēng)機(jī)調(diào)速裝置的最佳選擇。對(duì)于新安裝風(fēng)機(jī)可選型調(diào)速裝置進(jìn)行成套設(shè)計(jì)，對(duì)老設(shè)備改造則需使電機(jī)后退重新制作設(shè)備基礎(chǔ)。

　　以下舉實(shí)例說(shuō)明機(jī)械調(diào)速裝置的應(yīng)用并分析節(jié)能效益。

      3.1 調(diào)速型液力耦合器應(yīng)用舉例

　　以煉鋼轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)為例。按煉鋼工藝要求，當(dāng)吹氧時(shí)風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行，引出煉鋼產(chǎn)生的煤氣回收利用。在非吹煉(出鋼、進(jìn)料)時(shí)間內(nèi)，不需要排煙除塵，但因大型電機(jī)不易頻繁啟停，仍然采用全速運(yùn)行方式，使風(fēng)機(jī)在不需要排煙除塵時(shí)改為抽引大氣而空耗電能。加裝調(diào)速型液力耦合器則可對(duì)風(fēng)機(jī)施以工況變速調(diào)節(jié)，從而大量節(jié)約電能。某鋼廠原來(lái)恒速運(yùn)行的 T18t 氬氧轉(zhuǎn)爐除塵風(fēng)機(jī)加裝調(diào)速型液力耦合器后實(shí)現(xiàn)了變速調(diào)節(jié)運(yùn)行，以下分析計(jì)算其節(jié)能效益。

　　該轉(zhuǎn)爐吹煉一爐鋼周期為2h，其中吹煉時(shí)間t1和出鋼進(jìn)料時(shí)間t2各占1h(圖2)。在恒速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)高速滿功率運(yùn)行，電機(jī)耗能為

      Wd = P1(t1 + t2)

　　采用液力耦合器變速調(diào)節(jié)運(yùn)行后，吹煉時(shí)風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行，出鋼、進(jìn)料時(shí)風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行。其電機(jī)耗能為

  　 Wo = P1 ,大型屋頂風(fēng)機(jī);t1 + P2 t2

      式中 P1 ——風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)電機(jī)消耗功率， kW

　　 P2 ——風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)電機(jī)消耗功率， kW

　　 t1 ——轉(zhuǎn)爐吹煉(風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行)時(shí)間， h

　　 t2 ——轉(zhuǎn)爐出鋼、進(jìn)料(風(fēng)機(jī)低速運(yùn)行)時(shí)間， h ； t1 = t2 =1h

　　 變速調(diào)節(jié)對(duì)風(fēng)機(jī)恒速運(yùn)行的節(jié)能量 WJ 為

       WJ = Wd－W o = P1(t1+ t2)－(P1t1 + P2t2)= (P1 － P2)t2

       式中(P1－P2)t2 是節(jié)省的能量，亦即圖2中的斜線部分。

    ａｄ在正常生產(chǎn)情況下實(shí)際計(jì)算(數(shù)字過(guò)程略)的年節(jié)電量為 637632kW·h ，年節(jié)電率為

    K = WJ／Wd=36.3%

　　上例說(shuō)明液力耦合器應(yīng)用于風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行節(jié)電效果明顯，有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

      3.2 液粘調(diào)速離合器應(yīng)用舉例

　　開(kāi)封火電廠1995 ～ 1999年先后在3＃鍋爐送風(fēng)機(jī)、4＃鍋爐送風(fēng)機(jī)和吸風(fēng)機(jī)甲乙兩側(cè)安裝了6臺(tái) YT80型液粘調(diào)速離合器成功應(yīng)用至今，年節(jié)電152萬(wàn) kW·h ，節(jié)電率為 25% 。將液粘調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于鍋爐送風(fēng)機(jī)，變擋板調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)流量為調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)流量，這在電力系統(tǒng)查無(wú)先例。

四、結(jié)束語(yǔ)

　　風(fēng)機(jī)是用量大、耗能大的通用設(shè)備，選擇合理的節(jié)能措施勢(shì)在必行。交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速效率高是主要優(yōu)勢(shì)，但其成本高設(shè)備較復(fù)雜，維護(hù)要求較高，在大容量高電壓時(shí)可靠性尚待進(jìn)一步提高。機(jī)械調(diào)速裝置初始投資小見(jiàn)效快，運(yùn)行可靠性高維修量小，投資回收率高。目前機(jī)械調(diào)速裝置在風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能中得到了較為廣泛的應(yīng)用且發(fā)展前景很好。對(duì)于液力耦合器和液粘調(diào)速離合器來(lái)講，前者應(yīng)用更為成熟廣泛些。雖然液粘調(diào)速技術(shù)起步較晚，但由于其結(jié)構(gòu)合理，性能寬泛，操作維護(hù)簡(jiǎn)易而具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。


送風(fēng)機(jī)的工作原理是通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生提升力。將空氣沿著中軸從吸入側(cè)吸入，然后輸送到風(fēng)道，隨后輸出。送風(fēng)機(jī)多為變頻器可調(diào)式風(fēng)機(jī)，在建筑物和工廠中，送風(fēng)機(jī)被大量的使用。

風(fēng)機(jī)外殼:送風(fēng)機(jī)外殼由鋼板制成，直徑為2000，呈圓筒形。為了便于檢修，風(fēng)機(jī)外殼做成水平中分式結(jié)構(gòu)，葉輪及軸承位于風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)，風(fēng)機(jī)的外殼對(duì)葉輪起支承作用。

軸承箱:送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由軸承箱內(nèi)的軸承支承，軸承箱內(nèi)共有三列軸承

進(jìn)氣箱:送風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣箱由鋼板制成，其作用是使介質(zhì)在風(fēng)機(jī)的入口處轉(zhuǎn)向，減少阻力損失，進(jìn)氣箱的一端通過(guò)膨脹節(jié)與風(fēng)機(jī)的外殼相連，另一端與風(fēng)道相連,負(fù)壓風(fēng)機(jī)工程。

轉(zhuǎn)子:轉(zhuǎn)子是送風(fēng)機(jī)的主要部件，轉(zhuǎn)子包括主軸、葉輪、液壓缸、控制頭等

主軸:主軸的作用是將電動(dòng)機(jī)的功率傳遞給葉輪對(duì)介質(zhì)做功，主軸橫穿軸承箱，由三盤軸承支承，主軸的一端是葉輪，另一端借助聯(lián)軸器與空心軸相連，主軸的長(zhǎng)度為1283.5mm。

葉輪:葉輪為焊接結(jié)構(gòu)，因此葉輪質(zhì)量較輕，慣性矩較小。葉輪套裝在主軸上通過(guò)鍵固定，并由鎖母鎖緊，葉輪自徑為1000。

標(biāo)簽: 送風(fēng)機(jī)
本文鏈接: 送風(fēng)機(jī)的工作原理與組成
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