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冶金行業(yè)除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的節(jié)電改造

一、現(xiàn)狀 自進(jìn)進(jìn)二十一世紀(jì)以來，冶金行業(yè)進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造，根據(jù)國家的環(huán)保要求，其煙塵治理已達(dá)到新的水平： 1、 各生產(chǎn)工段已普遍采用除塵設(shè)備（布袋除塵器或電除塵器），除塵系統(tǒng)運行基本良好，滿足了環(huán)保要求； 2 、除塵系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率容量大，液力偶合器、變頻器等調(diào)速裝置已普遍應(yīng)用于風(fēng)機(jī)的啟動、調(diào)速運行； 3 、一些斷續(xù)生產(chǎn)的工段，根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，自動控制除塵系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)高速、低速運行，具有良好的節(jié)電效果；如焦化除塵、高爐除塵、轉(zhuǎn)爐一次除塵等; 4 、另一些斷續(xù)生產(chǎn)的工段，由于自動控制較復(fù)雜,水簾降溫生產(chǎn)廠家，運行方式以最大煙塵量設(shè)定風(fēng)機(jī)參數(shù)長期運行，耗電量大，調(diào)速裝置未達(dá)到最佳應(yīng)用狀態(tài)；如電爐除塵、轉(zhuǎn)爐二次除塵等。 5、一些連續(xù)生產(chǎn)工段，煙塵排放點比較多，但每個排放點煙塵量較小，除塵系統(tǒng)煙塵撲集罩較分散，采用一套除塵系統(tǒng)收塵，除塵系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)以最大風(fēng)量長期運行，采用調(diào)節(jié)風(fēng)管閥門控制風(fēng)量來滿足煙塵排放點的收塵，此運行方式耗電量也比較大。 根據(jù)以上情況，深進(jìn)分析實際的生產(chǎn)工藝，利用現(xiàn)有設(shè)備，采用有效的自動控制手段，可進(jìn)一步降低除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的耗電量，達(dá)到最佳的節(jié)電效果。 二、節(jié)電方案 1、 加強(qiáng)除塵系統(tǒng)設(shè)備的治理，保證除塵系統(tǒng)管道及除塵設(shè)備的阻力參數(shù)在答應(yīng)的范圍內(nèi)運行, 盡量維持風(fēng)機(jī)以較低轉(zhuǎn)速運行； 2、 根據(jù)生產(chǎn)工藝過程的要求，通過檢測煙塵撲集罩內(nèi)的有關(guān)參數(shù)及生產(chǎn)工藝過程的其它參數(shù)，自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)機(jī)功率與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的3次方成正比的關(guān)系，盡量降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到最佳的節(jié)電效果。  三、自動控制方案 方案一： 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，除塵風(fēng)機(jī)與相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)鎖，開爐時自動達(dá)到風(fēng)機(jī)低速位，閉爐冶煉時自動使風(fēng)機(jī)達(dá)到高速位，該開關(guān)量信號的傳送可采用控制電纜送至風(fēng)機(jī)控制計算機(jī)或PLC，另外，亦可采用無線傳輸設(shè)備進(jìn)行信號的傳送。 方案二： ,彩鋼瓦車間高溫處理設(shè)備;檢測煙塵撲集罩的有關(guān)煙氣參數(shù)及工藝參數(shù)，根據(jù)其參數(shù)值自動調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而達(dá)到節(jié)電的目的，信號傳送可采用電纜或無線傳送。 四、具體方案分析 1、電爐車間負(fù)壓風(fēng)機(jī)哪家好除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)節(jié)電方案分析： （1）工藝過程 某鋼廠電爐為擴(kuò)容的70t ABB交流電弧爐, 除塵器系統(tǒng)采用布袋式除塵器，設(shè)計過濾面積11985m2，最大除塵風(fēng)量450000 m3／h。 電爐煉鋼周期為70～85分鐘左右，其中裝料6～10%，送電熔化25～30%，吹氧30～35%，還原期15～20%，沖渣出鋼6～8%。在不同的生產(chǎn)工藝階段，電爐產(chǎn)生的煙氣量和煙氣溫度不同，且差異較大。加料過程中,主要是裝料時廢鋼及渣料產(chǎn)生的揚(yáng)塵，需要的除塵風(fēng)量不大，要求粉塵不擴(kuò)散，不污染電爐周邊工作環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)。送電過程中是原料送電拉弧加熱，引發(fā)可燃廢棄物燃燒產(chǎn)生廢氣。此時，電爐需要將爐料加熱至熔化狀態(tài)，要求煙塵能夠及時排出，又不能過多的帶走爐體熱量以保證煉鋼周期。而在吹氧期間，不僅要求除塵系統(tǒng)能夠及時迅速的將廢氣和粉塵排走，又必須保證爐體有合適的吹煉溫度，確保終點溫度。因此，對除塵系統(tǒng)要求較高。進(jìn)進(jìn)還原期，吹氧告一段落，粉塵度再一次降低。在沖渣出鋼時，主要排放物是沖渣產(chǎn)生的水蒸汽和少量廢氣。 　　通過對冶煉工藝的分析：電爐在煉鋼過程的不同階段對除塵風(fēng)量的大小有明顯的不同，以吹氧冶煉為最大，加料除塵為最低。原電爐車間已配置一次除塵系統(tǒng), 二次除塵系統(tǒng)、精練爐除塵系統(tǒng)；除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)均配置了液力偶合器調(diào)速裝置。鑒于電爐除塵系統(tǒng)中除塵風(fēng)機(jī)的運行方式和設(shè)備特點，對除塵風(fēng)機(jī)的控制制定如下方案。 （2）系統(tǒng)控制方案 由于不同工藝階段的煙氣溫度有明顯差異，因此溫度的高低直接反映了電爐的 運行工況。采集煙道進(jìn)口溫度作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)的基本參量，從工程角度講，溫度變送器可以在惡劣的產(chǎn)業(yè)場合應(yīng)用，抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定性好、控制精度高、安全可靠、免維護(hù)且價格便宜。基于此原因，選用除塵煙道進(jìn)口煙氣溫度作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)的基本參量，同時以吹氧量和冷風(fēng)門開度作為除塵風(fēng)量的修整參量；通過ROLCOX多變量控制器進(jìn)行除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動控制，控制系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、控制品質(zhì)高,從而可實現(xiàn)除塵風(fēng)量的自動控制，達(dá)到良好的除塵效果,降低運行職員勞動強(qiáng)度,進(jìn)步系統(tǒng)效率，控制邏輯見圖一所示。          圖一 為了保證系統(tǒng)的可靠性，另外增加除塵風(fēng)量手動控制回路，對除塵風(fēng)量的控制 采用分段調(diào)速的方式由爐前操縱臺控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)不同運行工況下的風(fēng)量調(diào)節(jié)。控制邏輯圖如下。          圖二  （3）控制系統(tǒng)特點 a、 除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功耗隨電爐煉鋼生產(chǎn)工藝變負(fù)荷運行，進(jìn)步了系統(tǒng)效率；實現(xiàn)了除塵系統(tǒng)的最佳工況運行。可取得明顯的節(jié)能效果。 b、大大有效降低了除塵系統(tǒng)負(fù)荷率，延長了除塵器、除塵風(fēng)機(jī)、除塵電機(jī)、煙道等設(shè)備的使用壽命。 c、對降低爐內(nèi)熱量損失，公道控制過程溫度，確保終點溫度起到一定的作用。 d、對除塵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速改造，有助于改善爐內(nèi)吹煉工況，縮短煉鋼時間，進(jìn)步鋼產(chǎn)量改善出鋼品質(zhì)。 e、降低補(bǔ)爐期間的能耗和爐襯散熱損失。 2、轉(zhuǎn)爐車間除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)節(jié)電方案分析： （1）工藝過程 某鋼廠轉(zhuǎn)爐吹煉工藝周期對除塵風(fēng)機(jī)的工藝要求如下          圖三 A到B為兌鐵加廢鋼時間,  B到C為風(fēng)機(jī)升速時間，  C到D為吹氧時間， D點風(fēng)機(jī)開始減速， D到E為倒?fàn)t測溫取樣時間， E到F為出鋼時間， F到G為濺渣時間， 整個吹煉工藝周期約40分鐘，其中風(fēng)機(jī)高速運行時間（C到D）15分鐘,其他時間風(fēng)機(jī)低速運行。 （2）系統(tǒng)控制方案 在上圖B點，將爐前、爐后和氧氣流量信號送到除塵系統(tǒng)PLC站，通過用戶程序處理后，輸出到繼電器，由繼電器提供一對閉合節(jié)點（繼電器吸合時，風(fēng)機(jī)高速運轉(zhuǎn)；繼電器開釋時，風(fēng)機(jī)低速運行），當(dāng)在爐前操縱并有氧流量時，繼電器吸合，風(fēng)機(jī)開始從低速向高速升速，在C點現(xiàn)場操縱工進(jìn)行吹煉。在D點，預(yù)備出鋼; 爐前工轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到爐后或沒有吹煉的時間超過15分鐘，繼電器開釋，風(fēng)機(jī)開始降速，降速時間不作具體要求，但在減速過程中假如需要提速，風(fēng)機(jī)應(yīng)能滿足提速要求。          圖四 一般轉(zhuǎn)爐車間一次除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)已經(jīng)按以上工藝進(jìn)行控制,但是二次除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)等是不調(diào)速運行，浪費大量電能。 2X45T轉(zhuǎn)爐車間二次除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)如下:          圖五 3、多煙塵撲集罩除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)節(jié)電方案分析： （1）工藝過程 大型高爐一般設(shè)2個以上出鐵口，輪換出鐵操縱，出鐵口的大量煙塵通 過煙塵撲集罩送至同一除塵系統(tǒng)排出，出鐵口工作時打開煙罩閥門，非工作時封閉閥門；除塵系統(tǒng)的總風(fēng)量應(yīng)即是或大于所有出鐵口工作打開煙罩閥門時風(fēng)量的總和。除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)一直以最大風(fēng)量運行，不調(diào)速,消耗大量電能。 在滿足各出鐵口煙塵撲集罩正常吸塵風(fēng)量的情況下，假如采用開閉閥門與 除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速相結(jié)合的控制方式，盡量降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則可達(dá)到節(jié)約電能的目的。 （2）系統(tǒng)控制方案 當(dāng)所有的出鐵口煙塵撲集罩閥門全部打開時，風(fēng)機(jī)以最高轉(zhuǎn)速運行，其它 情況在保證每一煙罩除塵效果的條件下，根據(jù)煙罩閥門的開、關(guān)情況自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，盡量降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 控制系統(tǒng)圖如下（以三個出鐵口為例）:          圖六 五、節(jié)電效益分析 以某鋼廠90T電爐除塵系統(tǒng)為例: 1、除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)配置： 一次除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功率 2700KW 額定轉(zhuǎn)速 996RPM（液力偶合器調(diào)速） 二次除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功率 1600KW 額定轉(zhuǎn)速 990RPM（液力偶合器調(diào)速） 精練爐除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功率 500KW 額定轉(zhuǎn)速 1491RPM（液力偶合器調(diào)速） 2、運行狀況 一次除塵系統(tǒng) 風(fēng)機(jī)電流 121A 轉(zhuǎn)速 750RPM（不調(diào)速） 二次除塵系統(tǒng) 風(fēng)機(jī)電流 46A 轉(zhuǎn)速 666RPM（不調(diào)速） 精練爐除塵系統(tǒng) 風(fēng)機(jī)電流 23A 轉(zhuǎn)速 1150RPM（不調(diào)速） 3、節(jié)電分析 采用以上的控制方案，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以均勻下降20%，天天運行10小時，其它時間按現(xiàn)狀況轉(zhuǎn)速運行，每年運行330天，電費0.68元/度,根據(jù)風(fēng)機(jī)功率與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的3次方成正比進(jìn)行計算: 電爐一次除塵系統(tǒng)、二次除塵系統(tǒng)、精練爐除塵系統(tǒng)每年合計可節(jié)電300萬度,節(jié)約電費200余萬元。 假如風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速均勻下降30%，天天運行10小時，其它時間按現(xiàn)狀況轉(zhuǎn)速運行，每年運行330天，電費0.68元/度, 除塵系統(tǒng)每年合計可節(jié)電400余萬度,節(jié)約電費275萬元。 六、投資 （一套除塵系統(tǒng)） 1、一次檢測元件及信號傳輸設(shè)備和電纜 3.8萬元； 2、除塵系統(tǒng)PLC增加ROLCOX控制模塊 6.8萬元； 3、軟件編程、安裝、調(diào)試 8.8萬元； 4、其它 2.0萬元 合計:21.4 萬元； 七、節(jié)電方案實施步驟 1、了解現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的運行方式，統(tǒng)計、檢測除塵系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)。 2、根據(jù)實際的運行情況選擇控制方案，購置設(shè)備。 3、設(shè)備安裝、調(diào)試、運行、檢測。 八、結(jié)論 在冶金行業(yè)的一些生產(chǎn)工段, 除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)固然配置有調(diào)速設(shè)備,但是生產(chǎn)過程中一直以較高風(fēng)速運行,浪費大量電能.在深進(jìn)分析實際生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的調(diào)速設(shè)備，采用有效的自動控制方案，增加極少的改造用度，即可進(jìn)一步降低除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的耗電量，達(dá)到最佳的節(jié)電效果.

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變頻調(diào)速器在鼓風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用研究

1系統(tǒng)概況 曝氣池是污水處理系統(tǒng)的核心設(shè)備，鼓風(fēng)機(jī)'>風(fēng)機(jī)將壓縮空氣通過管道送進(jìn)曝氣池，使空氣中的氧溶解在污水中，供給活性污泥中的微生物。污水中的含氧量必須保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，否則微生物就會缺乏活性，起不到降解作用。由于鼓風(fēng)機(jī)'>風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是一定的，風(fēng)量只能靠出氣閥調(diào)節(jié)，實際生產(chǎn)運行中出氣閥開度一般在50％～70％。因此，在上述過程中假如應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)控制風(fēng)量，即可滿足工藝要求又可達(dá)到節(jié)能效果。 2節(jié)能原理 離心式鼓風(fēng)機(jī)屬典型的平方率負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，即 T=KtN2(Kt為轉(zhuǎn)矩常數(shù))(1) P=KtN3/9550=KpN3(KP為功率常數(shù))(2) 平方律負(fù)載的功率P與轉(zhuǎn)速N的三次方成正比，即 因此，在工藝答應(yīng)的范圍內(nèi)盡可能的降低轉(zhuǎn)速才會取得最佳節(jié)能效果。 3應(yīng)用中出現(xiàn)的題目 (1)最佳節(jié)能效果 現(xiàn)代變頻器'>變頻器有很多先進(jìn)的功能，公道的選擇利用會取得更好的效果。如圖1所示，曲線0是平方律負(fù)載的機(jī)械特性，曲線1是電動機(jī)在V/F控制方式下的轉(zhuǎn)矩曲線。當(dāng)轉(zhuǎn)速為Nx時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為Tx，電機(jī)轉(zhuǎn)矩為Tmx，可以看出，在低頻運行時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相比，仍高出很多，也就是說該系統(tǒng)還有很大的節(jié)能潛力。因此公道的選擇變頻器'>變頻器的V/F曲線，可取得進(jìn)一步的節(jié)能效果。但是在減低V/F曲線時，要留意低頻時的啟動題目。如圖1中的曲線0和曲線3相交于S點，顯然在S點以下系統(tǒng)不能啟動。 (2)喘震題目 在實際應(yīng)用中會發(fā)現(xiàn)，假如變頻器運行于41Hz左右時，系統(tǒng)就會發(fā)生嚴(yán)重的震蕩，電流大幅變化，電機(jī)發(fā)出刺耳的噪音。 原因分析，如圖2所示，鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)道出口位于曝氣池底部，曝氣池水位h是固定不變的，只有風(fēng)道壓力Pf大于水體對風(fēng)道的壓力Ps即Pf-Ps>0時空氣才能順利送進(jìn)池中。當(dāng)Ps與Pf非常接近時，由于Ps和Pf總有微小的波動，這時它們之差就時而大于0，時而小于0，因此壓縮空氣流呈斷續(xù)狀態(tài)，這就導(dǎo)致電流大幅波動，從而發(fā)生喘震現(xiàn)象。此時的頻率稱為喘震頻率Nc。為避免喘震現(xiàn)象的發(fā)生，可以在選擇V/F曲線時使S點對應(yīng)的頻率Nmin>Nc，并且變頻器下限頻率設(shè)定為Nmin即可解決題目，而此時的節(jié)電效果恰恰也是最好的。 (3)上限頻率 由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，假如實際轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速，負(fù)載轉(zhuǎn)矩可能大大超過額定轉(zhuǎn)矩。另外變頻器一般具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能，當(dāng)變頻器顯示50Hz時，實在際轉(zhuǎn)速一般高于50Hz，從而引起電機(jī)過載、軸承加速損壞等題目，因此應(yīng)設(shè)定上限頻率為49Hz。 4改造效果 (1)風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為110kW，實際丈量改造前電流為120～130A，采用FUJI110kW變頻器改造后電流為70～80A，頻率基本穩(wěn)定在43Hz，應(yīng)用公式(2)計算，月節(jié)電18000kW?h。以每年運行11個月，每度電0.45元計算，每年可節(jié)約電費9萬余元。 (2)應(yīng)用變頻調(diào)速后，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，軸承等機(jī)械磨損減少，壽命延長，維修工作量減少。 (3)應(yīng)用變頻調(diào)速后，電機(jī)可以軟起動，起動電壓降減少，對電網(wǎng)的沖擊大幅減少。

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收錄時間:2011年02月16日 04:42:47 來源:中華電力網(wǎng) 作者:

以國內(nèi)首個千萬千瓦級風(fēng)電基地為標(biāo)志，我國風(fēng)電裝機(jī)快速發(fā)展。酒泉風(fēng)電基地每天以2萬千瓦以上的速度完成裝機(jī)，一定程度上反映了我國風(fēng)電建設(shè)的速度和勢頭。

　　從小步慢跑到“風(fēng)速”發(fā)展

　　記者了解到，2009年，全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量3831萬千瓦，累計超過1.6億千瓦。相關(guān)公司股票走勢

　　中材科技52.87+0.370.70%金風(fēng)科技23.64-1.31-5.25%中國水電工程顧問集團(tuán)公司專家委員會委員施鵬飛說，其中我國是新增風(fēng)電裝機(jī)最多的國家，達(dá)到了1380萬千瓦，2009年累計實現(xiàn)風(fēng)電裝機(jī)2601萬千瓦，居世界第一，連續(xù)4年實現(xiàn)100%增長。2009年，中國風(fēng)電運營總?cè)萘?613萬千瓦，同比增長92.26%。

　　“從1999年到2008年，世界風(fēng)電裝機(jī)十年年均增長31.8%，而中國十年年均增長70%。”中國國家發(fā)改委能源研究所周鳳起說。

　　事實上，甘肅風(fēng)電發(fā)展的歷程，及其表現(xiàn)出的厚積薄發(fā)的強(qiáng)勁態(tài)勢，是我國風(fēng)電發(fā)展的縮影。

　　1996年3月，甘肅大型風(fēng)電場建設(shè)開始起步。記者了解到，當(dāng)時，甘肅潔源公司在玉門市三十里井子風(fēng)電場投資建設(shè)了裝機(jī)1200K W試驗風(fēng)電項目，安裝了4臺丹麥N O R T A N K 300kw的風(fēng)機(jī)，于當(dāng)年6月建成投產(chǎn)。這是甘肅省的第一個實驗性風(fēng)電場。

　　經(jīng)過10年發(fā)展，2006年甘肅風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘?1萬千瓦。此后，風(fēng)電裝機(jī)快速增長，2008年裝機(jī)總?cè)萘客黄?00萬千瓦，2009年達(dá)到220萬千瓦，2010年已經(jīng)完成516萬千瓦。“實現(xiàn)兩年增長10倍的目標(biāo)。”酒泉市委書記李建華說。

　　“一開始是小步慢走，近年來的快速增長是壓抑了幾十年的潛能釋放。”甘肅風(fēng)電創(chuàng)始者、原國電龍源集團(tuán)總經(jīng)理助理王自緒說，“要有一個快的過程，否則國內(nèi)風(fēng)電市場推動不了”。

　　不僅是甘肅，全國風(fēng)電裝機(jī)也在“風(fēng)速增長”。記者了解到，2007年我國新增風(fēng)電裝機(jī)容量340萬千瓦，超過過去10多年裝機(jī)容量總和；2008年突破1200萬千瓦，位居全球第五；2009年累計達(dá)到2600萬千瓦，僅次于美國的3516萬千瓦，位居全球第二。中國水電工程顧問集團(tuán)公司專家委員會委員施鵬飛說，2009年，我國風(fēng)電電量達(dá)到了269億千瓦時，同比增長105.86%，占總供電量的0.75%。

　　三大推力促風(fēng)電快跑

　　綜合業(yè)內(nèi)人士和專家們的觀點，我國風(fēng)電市場的快速發(fā)展有三大推動力：

　　一是政策推動。2003年，國家發(fā)改委推行5萬千瓦以上風(fēng)電場的特許權(quán)招標(biāo)，帶動了大規(guī)模風(fēng)電投資和風(fēng)場建設(shè)。2005年《可再生能源法》頒布直接促使風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模躍增254%。2007年《可再生能源中長期規(guī)劃》中提出2010年我國實現(xiàn)500萬風(fēng)電裝機(jī)目標(biāo)，實際上到2008年底已達(dá)到1215萬千瓦，超額143%提前突破目標(biāo)。

　　與此同時，在風(fēng)電上網(wǎng)電價方面，也有了扶持政策。施鵬飛說，2009年8月1日起，國家按照風(fēng)能資源分地區(qū)制定了風(fēng)電的上網(wǎng)標(biāo)桿電價，對于經(jīng)營期(至少20年)是固定的，比特許權(quán)項目中標(biāo)電價有較大提高。據(jù)悉，我國風(fēng)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價按地級市行政邊界分地區(qū)分別定為0.51、0.54、0.58和0.61元/kW h，投資者據(jù)此可以自己判斷風(fēng)電項目的效益。

　　另外，為了補(bǔ)償風(fēng)電與火電之間的差價，繼2006年在用戶消費電價中征收每千瓦時1厘錢的可再生能源附加以后，2008年又加征了每千瓦時1厘錢。2009年11月20日，國家又將可再生能源電價附加標(biāo)準(zhǔn)提高到每千瓦時4厘錢。

　　二是新能源比例和減排承諾的硬約束。這主要是指按我國能源發(fā)展規(guī)劃，到2020年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占比達(dá)到15%，以及我國政府向世界宣布到2020年單位G D P二氧化碳排放比2005年下降40%—45%。“這是一個大國負(fù)責(zé)任的承諾，甘肅風(fēng)電基地建設(shè)就是為實現(xiàn)這一目標(biāo)積累經(jīng)驗。”甘肅省發(fā)改委副主任陳春明說。

　　三是市場推動。記者了解到，10年前，全國能生產(chǎn)風(fēng)電整機(jī)的生產(chǎn)廠家不過三、四家，2001年甘肅潔源公司定購金風(fēng)科技公司22臺風(fēng)機(jī)，這相當(dāng)于它全年的銷量。到2009年，我國風(fēng)電機(jī)組整機(jī)制造企業(yè)超過80家。施鵬飛說，風(fēng)電制造企業(yè)將面臨激烈競爭，2009年80家風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)，每家最低經(jīng)濟(jì)規(guī)模年產(chǎn)50萬千瓦計算，合計產(chǎn)能也要達(dá)到3500萬千瓦。風(fēng)電整機(jī)產(chǎn)能的擴(kuò)大緩解了近兩年我國風(fēng)電機(jī)組供不應(yīng)求的局面，也預(yù)示風(fēng)電整機(jī)制造業(yè)的白熱化競爭即將來臨。

　　未來風(fēng)電設(shè)備需求增速減緩

　　施鵬飛認(rèn)為，未來風(fēng)電設(shè)備需求增速減緩，市場容量有限。即使按照國家規(guī)劃風(fēng)電累計裝機(jī)容量2020年達(dá)到1.5億千瓦，平均每年新增1200萬千瓦，而目前僅金風(fēng)、華銳、東汽3家企業(yè)2009年產(chǎn)量就達(dá)到800萬千瓦，其他60多家要競爭另一個400萬千瓦,屋頂排風(fēng)機(jī)，形勢嚴(yán)峻。

　　記者了解到，風(fēng)電設(shè)備的競爭使風(fēng)電投資出現(xiàn)了大幅度的下降。按照業(yè)內(nèi)一般概算，建立一座1萬千瓦風(fēng)電場的總投資約1億元。實際上，“目前的行情每月都在變”，中節(jié)能港建(甘肅)風(fēng)力發(fā)電有限公司管理部經(jīng)理苗青強(qiáng)說。中節(jié)能位于玉門市的昌馬風(fēng)電場去年建成投產(chǎn)，目前裝機(jī)20萬千瓦，但總投資僅為17億多元。

　　“回過頭看，風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)發(fā)展不起來，不是企業(yè)不行，而是市場沒培育起來。”王自緒說。

　　國產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備初占先機(jī)

　　記者最近在我國首座千萬千瓦級風(fēng)電基地甘肅酒泉調(diào)研時了解到，在目前當(dāng)?shù)匾呀ǔ傻?20萬千瓦風(fēng)電裝機(jī)和今年在建的近300萬千瓦裝機(jī)中，基本使用的是國產(chǎn)設(shè)備。這意味著在我國快速發(fā)展的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)市場中，國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)在競爭中初占先機(jī)。

　　業(yè)內(nèi)人士和專家們指出，國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)目前雖然占據(jù)了較大市場份額，但是中外企業(yè)未來的競爭可能會更加激烈，前景仍不容樂觀。

　　風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)產(chǎn)銷兩旺

　　國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)目前產(chǎn)銷兩旺。甘肅金風(fēng)風(fēng)電設(shè)備制造有限公司總裝調(diào)度李超說：“公司去年生產(chǎn)了200臺(套)整機(jī)，今年將實現(xiàn)日產(chǎn)60臺(套)，而且全部是訂單式生產(chǎn)。”目前國內(nèi)風(fēng)機(jī)制造排名前三的華銳科技、金風(fēng)科技和東汽集團(tuán)均已在酒泉投資建廠。“去年一期日生產(chǎn)能力是1.5兆瓦風(fēng)機(jī)10臺，二期正在設(shè)計階段，計劃在今年完成擴(kuò)建投資。今年已確定訂單的生產(chǎn)計劃是100萬千瓦。”華銳風(fēng)電科技公司酒泉風(fēng)機(jī)總裝項目生產(chǎn)主管婁彥富說。

　　與風(fēng)機(jī)整機(jī)制造密切相連的風(fēng)機(jī)葉片制造企業(yè)也是產(chǎn)銷兩旺。國內(nèi)風(fēng)機(jī)葉片制造企業(yè)排名前三的中復(fù)連眾、中航惠騰、中材科技也已在酒泉投資建廠。中材科技(酒泉)風(fēng)電葉片有限公司副總經(jīng)理李永國說：“千萬千瓦級風(fēng)電基地建設(shè)就意味著上千億的設(shè)備市場需求，而且酒泉地區(qū)的風(fēng)能資源適合大型風(fēng)機(jī)運營，公司目前生產(chǎn)的是1.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片，3兆瓦葉片生產(chǎn)線正在規(guī)劃論證之中，擴(kuò)建生產(chǎn)線的土地都已經(jīng)準(zhǔn)備好了。”

　　國內(nèi)風(fēng)電裝備市場份額超80%

　　業(yè)內(nèi)人士和專家們認(rèn)為，國內(nèi)風(fēng)電裝備制造業(yè)的快速成長主要得益于兩大因素：一是政策因素。國家在《可再生能源中長期規(guī)劃》中明確提出了風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率要達(dá)到70%以上的政策性要求。中節(jié)能港建(甘肅)風(fēng)力發(fā)電有限公司管理部經(jīng)理苗青強(qiáng)坦言，基本采購國內(nèi)廠家的風(fēng)電設(shè)備，是因為支持國內(nèi)風(fēng)電裝備企業(yè)發(fā)展，而且國內(nèi)設(shè)備近年來技術(shù)引進(jìn)更新很快，已在性能、價格上具有與國外企業(yè)競爭的優(yōu)勢。

　　二是市場因素。甘肅首座風(fēng)電場創(chuàng)始人王自緒認(rèn)為，國內(nèi)風(fēng)電市場發(fā)展起來了，就必然拉動風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的快速增長。酒泉市發(fā)改委主任王建新分析，風(fēng)電是資本密集型產(chǎn)業(yè)，風(fēng)電投資目前主要不是運行成本高，而是建設(shè)成本高，建設(shè)成本高是因為設(shè)備成本高，設(shè)備成本高是因為我國風(fēng)電制造業(yè)是從無到有，購買國外技術(shù)轉(zhuǎn)化吸收而成。

　　“現(xiàn)在的狀況是風(fēng)電投資市場做大了，刺激風(fēng)電裝備制造業(yè)技術(shù)不斷創(chuàng)新，規(guī)模效益不斷擴(kuò)大，市場競爭能力尤其是成本優(yōu)勢不斷增強(qiáng)。”王建新說。

　　在我國風(fēng)電投資快速啟動的2005年，當(dāng)年風(fēng)力發(fā)電設(shè)備新增市場份額中，國內(nèi)產(chǎn)品占28%，進(jìn)口產(chǎn)品占72%。2008年，內(nèi)資及合資企業(yè)占據(jù)國內(nèi)風(fēng)機(jī)市場份額的76%。2009年業(yè)內(nèi)估計份額超過80%。

　　洋巨頭看好中國風(fēng)電市場

　　但是，政策因素的變動和國外風(fēng)電制造企業(yè)的投入加大將在日益增大的中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)市場中增加不確定性。今年1月，國家能源局已宣布取消風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率70%的要求，《風(fēng)電設(shè)備制造行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)》3月底已面向社會公開征求意見。這些重大政策變動因素將使國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的國內(nèi)競爭和國際競爭局面更加激烈。

　　此外，國外風(fēng)機(jī)制造巨頭仍在不斷加大對國內(nèi)風(fēng)電市場的投入，不斷調(diào)整產(chǎn)品方向和營銷策略。世界最大的風(fēng)電設(shè)備制造商丹麥維斯塔斯(V estas)2009年斥資30億元投入中國，分別在內(nèi)蒙古呼和浩特、天津和江蘇徐州建廠。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，洋巨頭除了看好中國風(fēng)電市場外，還有一個重要目標(biāo)就是在中國打造面向全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的裝備制造基地。

　　全球風(fēng)能理事會已提出，到2020年全球風(fēng)電裝機(jī)不少于4.5億千瓦，是2009年的3倍。而在全球風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)市場，仍由丹麥、德國、美國和西班牙等國的企業(yè)壟斷，四國風(fēng)機(jī)出口占全球份額的90%以上。

　　甘肅省發(fā)改委副主任陳春明介紹，酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地建設(shè)也曾有國外企業(yè)前來洽談，而且蘭州電機(jī)廠也跟德國一家企業(yè)合作在共同開發(fā)新產(chǎn)品，目標(biāo)是達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　突破關(guān)鍵技術(shù)是關(guān)鍵

　　王自緒認(rèn)為，中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)市場已具有較大規(guī)模，而且還在不斷增長，這就必然帶來一場風(fēng)電設(shè)備性價比的大競爭，也會從相當(dāng)大的程度上刺激國內(nèi)企業(yè)加快對風(fēng)機(jī)關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新和研發(fā)。

　　電網(wǎng)企業(yè)對國產(chǎn)化風(fēng)機(jī)設(shè)備也存在一定的擔(dān)憂。國家電網(wǎng)甘肅省電力公司副總工程師王永平認(rèn)為，電網(wǎng)接入風(fēng)電的安全性與風(fēng)機(jī)的核心技術(shù)比如低電壓穿越能力等密切相關(guān)，但是現(xiàn)在國產(chǎn)風(fēng)機(jī)還不能說完全掌握和實現(xiàn)了技術(shù)達(dá)標(biāo)。

　　甘肅省社科院原經(jīng)濟(jì)研究所所長安江林認(rèn)為，風(fēng)電投資成本能否下降，決定因素是國內(nèi)風(fēng)機(jī)制造企業(yè)能否實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破。“一個產(chǎn)業(yè)的生命力，最重要的是市場競爭力。”

　　質(zhì)疑聲中隱藏巨大利益博弈

　　我國新能源的發(fā)展代表，無疑屬于風(fēng)電，風(fēng)電已經(jīng)成為我國新能源的“馬前卒”。

　　但是，記者了解到，近年來，風(fēng)電裝機(jī)的“風(fēng)速增長”引發(fā)了諸多層面的質(zhì)疑：一是裝機(jī)增長速度太快，被稱為“風(fēng)電發(fā)瘋”。二是因電網(wǎng)建設(shè)不同步導(dǎo)致已建成風(fēng)機(jī)不能并網(wǎng)發(fā)電，設(shè)備閑置，被指巨大浪費。三是風(fēng)電企業(yè)吸納巨額國家補(bǔ)貼，享受諸多優(yōu)惠政策，被稱為“長不大的產(chǎn)業(yè)”。

　　實際上，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)一直在質(zhì)疑聲中成長。從企業(yè)“跑馬圈風(fēng)”搶資源，到特許權(quán)招標(biāo)低價中標(biāo)，再到產(chǎn)能過剩、風(fēng)電過熱，甚至被指能源企業(yè)集體“綁架”政府。

　　風(fēng)電產(chǎn)業(yè)內(nèi)人士和干部們認(rèn)為，風(fēng)電發(fā)展畢竟是新生事物，在發(fā)展過程中有不同聲音，有爭論，很正常。“發(fā)展中的問題只能在發(fā)展中去逐步解決，沒有一個現(xiàn)成的完美理想模式。”甘肅省發(fā)改委副主任陳春明說。

　　記者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電發(fā)展遭遇的諸多質(zhì)疑背后，其實隱藏著巨大的利益博弈：一是風(fēng)電企業(yè)和地方政府的利益博弈。目前投資風(fēng)電的企業(yè)大都為國有企業(yè)，而風(fēng)電投資在設(shè)備采購、土地征用、稅收上繳、上網(wǎng)電價等方面享受諸多優(yōu)惠。例如，在酒泉風(fēng)電基地，風(fēng)電企業(yè)征地時，都采取的是“點”式法，即按照每個風(fēng)車實際占地面積來征地。“采取這種征地法，風(fēng)車之間的地雖然沒有征，但也無法用做他途，實際上就是‘以點征面’，企業(yè)少支出征地費。”酒泉風(fēng)電基地的一位干部說。地方政府實際獲利并不多，而企業(yè)可以通過國家補(bǔ)貼、稅收減免、成本控制、上市融資、出售碳減排指標(biāo)等諸多手段獲利。

　　二是風(fēng)電企業(yè)、地方政府和電網(wǎng)企業(yè)的利益博弈。風(fēng)電企業(yè)在地方政府的鼓勵下加快裝機(jī)，并結(jié)成同盟，力圖實現(xiàn)“以風(fēng)電促網(wǎng)架、促調(diào)峰電站建設(shè)、促裝備制造和能源轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)”的目標(biāo)。但是對電網(wǎng)企業(yè)來說，超高壓和特高壓輸電線路投資巨大，而上網(wǎng)價格較高，利潤空間較小，其間缺乏明確的利益平衡和補(bǔ)償機(jī)制。

　　酒泉風(fēng)電遭遇“成長的煩惱”

　　作為一種新能源，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)近兩年在我國“風(fēng)速”發(fā)展，無論從風(fēng)電投資規(guī)模、裝機(jī)容量，還是其帶動的風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)，以及倒逼的電網(wǎng)建設(shè)層次來看，風(fēng)電均已經(jīng)成為我國新能源領(lǐng)域中最熱點的產(chǎn)業(yè)，因而也不可避免地成為問題較多的新興產(chǎn)業(yè)。記者在甘肅酒泉風(fēng)電基地采訪了解到，這些懸疑，既有來自風(fēng)電自身的問題，也有來自政策滯后的問題，還有來自產(chǎn)業(yè)之外的困擾。

　　甘肅酒泉千萬千瓦級風(fēng)電基地快速發(fā)展過程中顯現(xiàn)出來的諸多問題，也是我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展所面臨問題的縮影。業(yè)內(nèi)投資者、專家和地方干部們建議，從國家層面進(jìn)一步盡快完善風(fēng)電等新能源產(chǎn)業(yè)政策，逐步化解風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的“成長煩惱”。

　　首先要加快電網(wǎng)配套建設(shè)。相對于風(fēng)電等新能源規(guī)劃建設(shè)速度，目前電源與電網(wǎng)配套建設(shè)規(guī)劃不同步，電網(wǎng)建設(shè)相對滯后于風(fēng)電建設(shè)。中節(jié)能港建(甘肅)風(fēng)力發(fā)電有限公司管理部經(jīng)理苗青強(qiáng)說：“輸出電網(wǎng)的速度跟不上風(fēng)電場建設(shè)速度已是普遍情況。”

　　國家電網(wǎng)甘肅省電力公司副總工程師王永平說：“風(fēng)電輸送是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，是一個產(chǎn)業(yè)鏈的問題。”整個風(fēng)電產(chǎn)業(yè)由風(fēng)機(jī)制造、電網(wǎng)電源同步規(guī)劃、風(fēng)電接納、配套調(diào)峰、電力消納、電網(wǎng)建設(shè)補(bǔ)貼機(jī)制和配套的可再生能源政策等組成。但是現(xiàn)在是“風(fēng)電規(guī)劃沒有與國家扶持政策同步，沒有與核心技術(shù)(包括風(fēng)機(jī)核心技術(shù)和接入核心技術(shù))研發(fā)同步”。

　　其次要加快新能源技術(shù)整體研發(fā)，加大技術(shù)投入扶持力度。風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)和風(fēng)電投資的快速成長，目前主要靠資本驅(qū)動。實際上，風(fēng)機(jī)核心技術(shù)、電網(wǎng)接入核心技術(shù)和控制技術(shù)等仍未被掌握，或正在研發(fā)之中。“從經(jīng)濟(jì)角度看，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)市場的快速成長也創(chuàng)造出了巨大技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)需求。”甘肅省社科院原經(jīng)濟(jì)研究所所長安江林說。

　　第三是盡快完善新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體扶持政策。我國目前已建立可再生能源電價附加資金制度，一度電收取2厘錢，一年約征收40億元，以扶持可再生能源發(fā)展。但是業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源快速發(fā)展，這個資金規(guī)模可能很快就會不夠。

　　第四是盡快調(diào)整全國能源布局，建立清潔能源的配額調(diào)配機(jī)制。目前，甘肅省內(nèi)水電、火電項目大批投產(chǎn)，發(fā)電量增長迅速而用電量增長相對減緩。如果要將風(fēng)電全部送出，就必須依靠整個西北電網(wǎng)進(jìn)行消納。而到2016年和2020年，風(fēng)電發(fā)電量分別約為250億千瓦時和420億千瓦時，如此巨大的電量，則必須依靠全國電力市場來消納。

　　第五，統(tǒng)籌考慮風(fēng)電基地的配套調(diào)峰電源建設(shè)。目前酒泉千萬千瓦風(fēng)電基地的配套調(diào)峰電源建設(shè)是按最低1：1配套建設(shè)火電。酒泉市發(fā)改委主任王建新透露，市級上報火電配套規(guī)模是1360萬千瓦，省級意見是920萬千瓦，電網(wǎng)部門傾向于800萬千瓦，現(xiàn)在方案已上報國家發(fā)改委，等待核準(zhǔn)批復(fù)。甘肅省社科院能源研究專家安江林認(rèn)為，若大規(guī)模配套火電，風(fēng)電、光電作為清潔能源的生態(tài)效益、社會效益都會大打折扣，酒泉一帶配套核電建設(shè)有基礎(chǔ)、有條件。

　　第六是盡快制定出臺支持地方加快新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套政策。瓜州、玉門等主要風(fēng)電基地的干部們反映，由于國家增值稅轉(zhuǎn)型改革，風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模越大，地方財政減收越多。據(jù)瓜州縣測算，到2016年完成825萬千瓦風(fēng)電裝機(jī)，動態(tài)投資為784億元(按2009年新增的800萬千瓦計算)，產(chǎn)生進(jìn)項稅87.7億元；達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)后，年實現(xiàn)銷售收入95.8億元，產(chǎn)生銷項稅13.9億元，預(yù)計企業(yè)6年后方可抵扣完。按目前增值稅分享比例，預(yù)計6年將少收12 .84億元。

　　第七，將新能源產(chǎn)業(yè)作為扶持西部地區(qū)特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。

　　第八，盡快建立風(fēng)電等新能源產(chǎn)業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)和檢測機(jī)構(gòu)。主要包括風(fēng)電場接入電網(wǎng)有關(guān)技術(shù)規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)機(jī)和風(fēng)電場檢測標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及盡快明確實施風(fēng)電等新能源監(jiān)測的機(jī)構(gòu)。

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離心式通風(fēng)機(jī)作為流體機(jī)械的一種重要類型，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個部門, 是主要的耗能機(jī)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(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計水平,是提高離心通風(fēng)機(jī)效率、擴(kuò)大其工況范圍的關(guān)鍵。本文將從離心通風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計和利用邊界層控制技術(shù)提高離心通風(fēng)機(jī)葉輪性能這兩個方面，對近年來提出的提高離心通風(fēng)機(jī)性能的方法和途徑的研究進(jìn)行歸納分析。
離心通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的核心氣動部件，葉輪內(nèi)部流動的好壞直接決定著整機(jī)的性能和效率。因此國內(nèi)外學(xué)者為了了解葉輪內(nèi)部的真實流動狀況，改進(jìn)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)，但是，大部分情況下，設(shè)計的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn)，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(jìn)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(fēng)機(jī)輪蓋加工難度大，成本高，很難用于大型風(fēng)機(jī)和非標(biāo)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)。另外一個重要方面就是改進(jìn)葉片設(shè)計，對于二元葉片的改進(jìn)方法主要為采用等減速方法和等擴(kuò)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(jìn)而提高葉輪效率；等擴(kuò)張度方法是為了避免局部
地區(qū)過大的擴(kuò)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(fù)雜的數(shù)值計算。
隨著數(shù)值計算以及電子計算機(jī)的高速發(fā)展，可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計離心通風(fēng)機(jī)葉片。苗水淼等運用“全可控渦”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(jìn)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(jìn)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(jī)械。對于整個子午面上可控渦的確定，可以采用rCu沿輪盤、輪蓋的給定，可以通過線性插值的方法確定rCu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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)葉片還不能直接應(yīng)用。但數(shù)值計算顯示，離心通風(fēng)機(jī)的二元葉片內(nèi)部流動的結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的三維流動。因此，如何利用三維流場計算方法進(jìn)一步來設(shè)計高效二元離心葉輪是提高離心通風(fēng)機(jī)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(jìn)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(jī)類優(yōu)化方法尋優(yōu)時計算量過大的問題，應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)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(zhǔn)確性的方法。在近似模型方法應(yīng)用于葉輪機(jī)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(dāng)一部分工作[12-14] ,其中以響應(yīng)面和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用居多。如何有效地將近似模型方法應(yīng)用于多學(xué)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(jī)械氣動優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)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(biāo)對應(yīng)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(yīng)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(zhǔn)確地洞察設(shè)計量和設(shè)計目標(biāo)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(biāo)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(xué)分析 ,可以加速設(shè)計過程 ,降低設(shè)計成本�；�于統(tǒng)計學(xué)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(xué)分析的葉輪機(jī)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(yīng)面方法、Kriging方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功地應(yīng)用于葉輪機(jī)械部件的優(yōu)化設(shè)計中，在離心壓縮機(jī)葉片擴(kuò)壓器、葉輪和混流泵葉輪設(shè)計等問題中得到了成功應(yīng)用,展示了廣闊的工程應(yīng)用前景。目前，席光課題組已經(jīng)建立了離心壓縮機(jī)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(yīng)用于離心通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)參數(shù)，根據(jù)正交性準(zhǔn)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(jìn)行優(yōu)化組合，并結(jié)合基于流體動力學(xué)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)效率的研究，將會更好的應(yīng)用于工程實際中。
改善離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)葉輪流動的方法
葉輪是離心風(fēng)機(jī)的心臟，離心風(fēng)機(jī)葉輪的內(nèi)部流動是一個非常復(fù)雜的逆壓過程，葉輪的高速旋轉(zhuǎn)和葉道復(fù)雜幾何形狀都使其內(nèi)部流動變成了非常復(fù)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(dǎo)致輪盤壓力大于輪蓋壓力也形成了二次流，這一般會導(dǎo)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(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)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(jī)進(jìn)氣段選擇性布置渦流發(fā)生器，從而改變?nèi)~輪進(jìn)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(jī)性能進(jìn)行對比分析[18]。該文章對渦流發(fā)生器應(yīng)用于離心葉輪內(nèi)流動控制的效果進(jìn)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(dá)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(fù)雜，而且需要外加控制設(shè)備和能量，對要求經(jīng)濟(jì)耐用的離心通風(fēng)機(jī)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(yīng)邊界層控制技術(shù)。1999年，黃東濤等人提出了離心通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)效率，但對小流量效果不明顯。文獻(xiàn)[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(jī)葉輪[20]內(nèi)沒有獲得效率提高的效果，但從文獻(xiàn)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(yīng)，而沒有研究串聯(lián)葉片的徑向位置的變化影響導(dǎo)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(qiáng)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(fēng)機(jī)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(dá)到了提高離心葉輪性能和整機(jī)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(fēng)機(jī)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(dǎo)致的射流-尾跡結(jié)構(gòu)，并可用于消除或解決部分負(fù)荷時,常發(fā)生的離心葉輪的積灰問題。通過對離心風(fēng)機(jī)整機(jī)的數(shù)值試驗，發(fā)現(xiàn)輪蓋開孔后，在設(shè)計點附近的風(fēng)機(jī)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(jī)性能，如果結(jié)合離心葉輪串列葉柵自適應(yīng)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(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動的研究取得了明顯進(jìn)展, 有些研究成果已經(jīng)應(yīng)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(fēng)機(jī)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(rèn)為可在如下方面進(jìn)行進(jìn)一步研究：
（1）如何將近似模型方法在通風(fēng)機(jī)方面的應(yīng)用進(jìn)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(yīng)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(fēng)機(jī)葉輪的性能，提高離心風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(jī)械內(nèi)部流動的非定�，F(xiàn)象及其機(jī)理將越來越清楚, 將非定常的研究成果應(yīng)用于設(shè)計工作中是非常重要的方面。



鋒速達(dá)負(fù)壓風(fēng)機(jī)-大北農(nóng)集團(tuán)巨農(nóng)種豬示范基地風(fēng)機(jī)設(shè)備水簾設(shè)備供應(yīng)商！臺灣九龍灣負(fù)壓風(fēng)機(jī)配件供應(yīng)商！ 主要產(chǎn)品豬舍通風(fēng)降溫,豬棚通風(fēng)降溫,豬場通風(fēng)降溫,豬舍風(fēng)機(jī),養(yǎng)殖地溝風(fēng)機(jī),豬舍地溝風(fēng)機(jī),豬舍多少臺風(fēng)機(jī),廠房多少臺風(fēng)機(jī),車間多少臺風(fēng)機(jī),豬舍什么風(fēng)機(jī)好,廠房什么風(fēng)機(jī)好,車間什么風(fēng)機(jī)好,多少平方水簾,多大的風(fēng)機(jī),哪個型號的風(fēng)機(jī) 相關(guān)的主題文章:

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