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(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門, 是主要的耗能機(jī)械之一，也是節(jié)能減排的一個(gè)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(jì)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(jì)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(gè)方面，對(duì)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(jì)方法簡(jiǎn)述
如何設(shè)計(jì)高效、工藝簡(jiǎn)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(jì)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(dòng)部件，葉輪內(nèi)部流動(dòng)的好壞直接決定著整機(jī)的性能和效率。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者為了了解葉輪內(nèi)部的真實(shí)流動(dòng)狀況，改進(jìn)葉輪設(shè)計(jì)以提高葉輪的性能和效率，作了大量的工作。
為了設(shè)計(jì)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(dòng)規(guī)律, 尋求最佳的葉輪設(shè)計(jì)方法。最早使用的是一元設(shè)計(jì)方法[1]，通過大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心通風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面氣動(dòng)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(jiǎn)單地通過對(duì)風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面的平均速度計(jì)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(jiǎn)單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計(jì)人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)可以獲得性能不錯(cuò)的風(fēng)機(jī)，但是，大部分情況下，設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn)，研究人員對(duì)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(jì)[2-3] ，如此設(shè)計(jì)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(jì)的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計(jì)方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計(jì)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(gè)重要方面就是改進(jìn)葉片設(shè)計(jì)，對(duì)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(duì)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(duì)速度在葉輪流道內(nèi)的流動(dòng)過程中以同一速率均勻變化，能減少流動(dòng)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(duì)速度W沿平均流線m的分布是通過控制相對(duì)平均流速沿流線m的變化規(guī)律，通過簡(jiǎn)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(jiǎn)單，但也需要比較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。
隨著數(shù)值計(jì)算以及電子計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計(jì)離心通風(fēng)機(jī)葉片。苗水淼等運(yùn)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(jì)的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)經(jīng)驗(yàn)；另一方面也需要在設(shè)計(jì)過程中對(duì)設(shè)計(jì)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(jì)出高效率的葉輪機(jī)械。對(duì)于整個(gè)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(gè)子午面上的分布[8-9]，也可以通過經(jīng)驗(yàn)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(jì)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(jì)出的是三元離心葉片，對(duì)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(jì)算顯示，離心通風(fēng)機(jī)的二元葉片內(nèi)部流動(dòng)的結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的三維流動(dòng)。因此，如何利用三維流場(chǎng)計(jì)算方法進(jìn)一步來設(shè)計(jì)高效二元離心葉輪是提高離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵。
隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，三維粘性流場(chǎng)計(jì)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(duì)在工程中完全采用隨機(jī)類優(yōu)化方法尋優(yōu)時(shí)計(jì)算量過大的問題，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，提出的一種計(jì)算量小、在一定程度上可以保證設(shè)計(jì)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(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面,國(guó)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(jì)參數(shù)覆蓋更大的實(shí)際設(shè)計(jì)空間,是一個(gè)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(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[15]。近似模型的建立過程主要包括: （1）選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法并布置樣本點(diǎn),在樣本點(diǎn)上產(chǎn)生設(shè)計(jì)變量和設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)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(jì)量和設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的關(guān)系，而且用近似模型來取代計(jì)算費(fèi)時(shí)的評(píng)估目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算分析程序，可以為工程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供快速的空間探測(cè)分析工具，降低了計(jì)算成本。在氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，用該模型取代耗時(shí)的高精度的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析 ,可以加速設(shè)計(jì)過程 ,降低設(shè)計(jì)成本。基于統(tǒng)計(jì)學(xué)理論提出的近似模型方法，有效地平衡了基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析的葉輪機(jī)械氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中計(jì)算成本和計(jì)算精度這一對(duì)矛盾。該近似模型方法在試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)系統(tǒng)，并在工程設(shè)計(jì)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(duì)平均速度優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)。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(jì)分布，設(shè)計(jì)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(dòng)力學(xué)分析軟件的數(shù)值模擬，最終成功開發(fā)了與全國(guó)推廣產(chǎn)品9-19同樣設(shè)計(jì)參數(shù)和葉輪大小的離心通風(fēng)機(jī)模型，計(jì)算全壓效率提高了4%以上。該方法簡(jiǎn)單易行、合理可靠，得到了很高的設(shè)計(jì)開發(fā)效率。
隨著理論研究的不斷深入和設(shè)計(jì)方法的不斷提高，對(duì)于降低葉輪氣動(dòng)損失、改善葉輪氣動(dòng)性能的措施，提高離心風(fēng)機(jī)效率的研究，將會(huì)更好的應(yīng)用于工程實(shí)際中。
改善離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)葉輪流動(dòng)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(dòng)是一個(gè)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(dòng)變成了非常復(fù)雜的三維湍流流動(dòng)。由于壓差，葉片通道內(nèi)一般會(huì)存在葉片壓力面向吸力面的二次流動(dòng)，同時(shí)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(huì)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(dòng)狀況，提高葉輪效率，一個(gè)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(diǎn)研究方向。
2007年，劉小民等人采用邊界層主動(dòng)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(chǎng), 通過數(shù)值計(jì)算對(duì)不同配置參數(shù)下離心壓縮機(jī)性能進(jìn)行對(duì)比分析[18]。該文章對(duì)渦流發(fā)生器應(yīng)用于離心葉輪內(nèi)流動(dòng)控制的效果進(jìn)行了初步的驗(yàn)證和研究, 通過數(shù)值分析表明這種方法確實(shí)可以改善葉輪內(nèi)部流動(dòng), 達(dá)到提高葉輪性能的效果。但是該主動(dòng)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(duì)要求經(jīng)濟(jì)耐用的離心通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品不具有競(jìng)爭(zhēng)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(jì)中采用長(zhǎng)短葉片開縫方法[19-20],廠房通風(fēng)，該方法采用的串列葉柵技術(shù)，綜合了長(zhǎng)短葉片和邊界層吹氣兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，利用邊界層吹氣技術(shù)抑制邊界層的增長(zhǎng)，提高效率，而且試驗(yàn)結(jié)果表明[20]，該方法可以有效的提高設(shè)計(jì)和大流量下的風(fēng)機(jī)效率，但對(duì)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(jì)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(yàn)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(shí)，尾跡處于吸力面，設(shè)計(jì)流量時(shí)，尾跡處于吸力面和輪蓋交界處。為了提高設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)流道速度和葉輪內(nèi)部相對(duì)速度分布更加均勻，且最大絕對(duì)速度明顯減小的結(jié)果。這種方法改善了葉輪內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)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(shí),常發(fā)生的離心葉輪的積灰問題。通過對(duì)離心風(fēng)機(jī)整機(jī)的數(shù)值試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輪蓋開孔后，在設(shè)計(jì)點(diǎn)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(shí)壓力提高了1.5％，效率提高了2.1％。在設(shè)計(jì)流量和小流量時(shí)，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(dòng)，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(dòng)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(jì)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(duì)離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)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(shí)際設(shè)計(jì)中，并獲得令人滿意的結(jié)果。目前, 對(duì)離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)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(jì)技術(shù)，探索更加高效快速的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)方法研究。目前，研究離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部的流動(dòng)均仍以定常計(jì)算為主，隨著動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和數(shù)值模擬的發(fā)展, 人們對(duì)于葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)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(jì)工作中是非常重要的方面

    中國(guó)風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)  風(fēng)機(jī)購買后應(yīng)如何安裝和使用它呢?不同的風(fēng)機(jī)安裝的方式不同，這需要根據(jù)很多因素來決定的因此選擇一個(gè)合適的安裝方式能讓風(fēng)機(jī)更好的發(fā)揮效果，有些安裝方法確實(shí)能給用戶帶來很好的效果。本人在風(fēng)機(jī)社區(qū)了解到：

    首先要準(zhǔn)備好風(fēng)機(jī)的安裝環(huán)境，在安裝風(fēng)機(jī)前對(duì)安裝環(huán)境和安裝前的一些準(zhǔn)備工作都要做充足了。然后安裝標(biāo)記不可忘記，因?yàn)樗�可能幫助用戶更好的識(shí)別風(fēng)機(jī)的各個(gè)組成部分以及安裝過程中注意的一些小細(xì)節(jié)。通�！癆”、“B”號(hào)各位一臺(tái)，就位前注意區(qū)分與進(jìn)出口風(fēng)管的關(guān)系、葉輪旋向等。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)組找平、找正，這個(gè)還是有一定的辦法可以用的，將磁力座貼在主軸上，將百分表表頭指向軸承外圈或軸承座彈位端面上(既上端蓋加工面上);此時(shí)旋轉(zhuǎn)主軸一周以上其表針讀數(shù)不大于0.15mm即可，此讀數(shù)值為該軸承座與主軸的垂直情況。

    然后檢查地基的外形尺寸、各預(yù)留空洞的中心尺寸;地基外型尺寸偏差應(yīng)在±20mm范圍內(nèi)，各預(yù)留空洞的中心尺寸偏差應(yīng)在±10mm之間;基礎(chǔ)劃線，以主廠房建筑基點(diǎn)或鍋爐縱橫中心線為基準(zhǔn)，在數(shù)據(jù)上一定要做到精益求精，這樣才能把安裝誤差降到最低。

    除了這兩點(diǎn)之外，安裝風(fēng)機(jī)的過程中還要注意電動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境，一般情況下風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)需要找平、找正，調(diào)整風(fēng)機(jī)與電機(jī)主軸同軸度(既聯(lián)軸器找平找正)。用三塊百分表找正，軸向兩塊、徑向一塊;每盤動(dòng)軸90度，記錄數(shù)據(jù)，測(cè)量其上下左右的讀數(shù)，調(diào)整同軸度，使其誤差≤0.05mm;且兩靠背輪之間應(yīng)有10mm間隙。

    直連式安裝大概就這些需要注意的要點(diǎn)，當(dāng)然在安裝進(jìn)氣箱等其他組件時(shí)也需要非常謹(jǐn)慎，盡可能的把一些故障解決在安裝中，這樣也能為風(fēng)機(jī)的正式使用提供更好的基礎(chǔ)�？傊�只有正確地安裝好風(fēng)機(jī)才能使后期長(zhǎng)久地使用。

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(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門 , 是主要的耗能機(jī)械之一，也是節(jié)能減排的一個(gè)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(jì)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(jì)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(gè)方面，對(duì)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(jì)方法簡(jiǎn)述
　如何設(shè)計(jì)高效、工藝簡(jiǎn)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(jì)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(dòng)部件，葉輪內(nèi)部流動(dòng)的好壞直接決定著整機(jī)的性能和效率。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者為了了解葉輪內(nèi)部的真實(shí)流動(dòng)狀況，改進(jìn)葉輪設(shè)計(jì)以提高葉輪的性能和效率，作了大量的工作。
　為了設(shè)計(jì)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(dòng)規(guī)律 , 尋求最佳的葉輪設(shè)計(jì)方法。最早使用的是一元設(shè)計(jì)方法，通過大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心通風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面氣動(dòng)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(jiǎn)單地通過對(duì)風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面的平均速度計(jì)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(jiǎn)單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計(jì)人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)可以獲得性能不錯(cuò)的風(fēng)機(jī)，但是，大部分情況下，設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn)，研究人員對(duì)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(jì) ，如此設(shè)計(jì)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(jì)的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計(jì)方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計(jì)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(gè)重要方面就是改進(jìn)葉片設(shè)計(jì)，對(duì)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 還有 采用給定葉輪內(nèi)相對(duì)速度沿平均流線 分布的方法。 等減速方法 從損失的角度考慮， 氣流相對(duì)速度在葉輪流道內(nèi)的流動(dòng)過程中以同一速率均勻變化，能減少流動(dòng)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(duì)速度 沿平均流線 的分布是通過控制相對(duì)平均流速沿流線 的變化規(guī)律，通過簡(jiǎn)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(jiǎn)單，但也需要比較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。
　隨著數(shù)值計(jì)算以及電子計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計(jì)離心通風(fēng)機(jī)葉片 。 苗水淼等 運(yùn)用“全可控渦”概念, 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(jì)的設(shè)計(jì)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。但是此方法中決定葉輪設(shè)計(jì)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(jì)經(jīng)驗(yàn)；另一方面也需要在設(shè)計(jì)過程中對(duì)設(shè)計(jì)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(jì)出高效率的葉輪機(jī)械。對(duì)于整個(gè)子午面上可控渦的確定，可以采用 沿輪盤、輪蓋的給定，可以通過線性插值的方法確定 在整個(gè)子午面上的分布 ，也可以通過經(jīng)驗(yàn)公式確定可控渦的分布 ，也有 利用給定葉片載荷法  設(shè)計(jì)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(jì)出的是三元離心葉片，對(duì)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(jì)算顯示，離心通風(fēng)機(jī)的二元葉片內(nèi)部流動(dòng)的結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的三維流動(dòng)。因此，如何利用三維流場(chǎng)計(jì)算方法進(jìn)一步來設(shè)計(jì)高效二元離心葉輪是提高離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的關(guān)鍵。
　隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，三維粘性流場(chǎng)計(jì)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(duì)在工程中完全采用隨機(jī)類優(yōu)化方法尋優(yōu)時(shí)計(jì)算量過大的問題， 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法， 提出的一種 計(jì)算量小、在一定程度上可以保證設(shè)計(jì)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(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面 , 國(guó)內(nèi)外研究者們已經(jīng)做了相當(dāng)一部分工作 , 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(jì)參數(shù)覆蓋更大的實(shí)際設(shè)計(jì)空間 , 是一個(gè)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(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 。 近似模型的建立過程主要包括 : （ 1 ）選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法并布置樣本點(diǎn) , 在樣本點(diǎn)上產(chǎn)生設(shè)計(jì)變量和設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)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(jì)量和設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的關(guān)系，而且用近似模型來取代計(jì)算費(fèi)時(shí)的評(píng)估目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算分析程序，可以為工程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供快速的空間探測(cè)分析工具，降低了計(jì)算成本。 在氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，用該模型取代耗時(shí)的高精度的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析 , 可以加速設(shè)計(jì)過程 , 降低設(shè)計(jì)成本。基于統(tǒng)計(jì)學(xué)理論提出的近似模型方法，有效地平衡了基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析的葉輪機(jī)械氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中計(jì)算成本和計(jì)算精度這一對(duì)矛盾。該近似模型方法在試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)系統(tǒng)，并在工程設(shè)計(jì)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(duì)平均速度優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，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(jì)。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(jì)分布，設(shè)計(jì)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(dòng)力學(xué)分析軟件的數(shù)值模擬，最終 成功開發(fā)了與全國(guó)推廣產(chǎn)品 9-19 同樣設(shè)計(jì)參數(shù)和葉輪大小的離心通風(fēng)機(jī)模型，計(jì)算全壓效率提高了 4% 以上 。該方法 簡(jiǎn)單易行、合理可靠， 得到了很高的設(shè)計(jì)開發(fā)效率。

　隨著理論研究的不斷深入和設(shè)計(jì)方法的不斷提高，對(duì)于 降低葉輪氣動(dòng)損失、改善葉輪氣動(dòng)性能的措施， 提高離心風(fēng)機(jī)效率的研究，將會(huì)更好的應(yīng)用于工程實(shí)際中。
   改善離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)葉輪流動(dòng)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(dòng) 是一個(gè) 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(dòng)變成了非常復(fù)雜的三維湍流流動(dòng) 。由于壓差，葉片通道內(nèi)一般會(huì)存在葉片壓力面向吸力面的二次流動(dòng)，同時(shí)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(huì)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) 。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(dòng)狀況，提高葉輪效率，一個(gè)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(diǎn)研究方向。
　2007 年，劉小民等人采用邊界層主動(dòng)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(chǎng) , 通過數(shù)值計(jì)算對(duì)不同配置參數(shù)下離心壓縮機(jī)性能進(jìn)行對(duì)比分析 。 該文章對(duì)渦流發(fā)生器應(yīng)用于離心葉輪內(nèi)流動(dòng)控制的效果進(jìn)行了初步的驗(yàn)證和研究 , 通過數(shù)值分析表明這種方法確實(shí)可以改善葉輪內(nèi)部流動(dòng) , 達(dá)到提高葉輪性能的效果。但是 該主動(dòng)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(duì)要求經(jīng)濟(jì)耐用的離心通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品不具有競(jìng)爭(zhēng)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(jì)中采用長(zhǎng)短葉片開縫方法 ，該方法 采用的串列葉柵技術(shù)， 綜合了長(zhǎng)短葉片和邊界層吹氣兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) ，利用邊界層吹氣技術(shù)抑制邊界層的增長(zhǎng)，提高效率，而且試驗(yàn)結(jié)果表明  ，該方法可以有效的提高設(shè)計(jì)和大流量下的風(fēng)機(jī)效率，但對(duì)小流量效果不明顯。文獻(xiàn)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)葉輪內(nèi)沒有獲得效率提高的效果，但從文獻(xiàn)內(nèi)容看，估計(jì)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(yàn)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(shí)，尾跡處于吸力面，設(shè)計(jì)流量時(shí)，尾跡處于吸力面和輪蓋交界處。為了提高設(shè)計(jì)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) ，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(jì)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(gè)流道速度和葉輪內(nèi)部相對(duì)速度分布更加均勻，且最大絕對(duì)速度明顯減小的結(jié)果。這種方法改善了葉輪內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)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 ，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(shí) , 常發(fā)生的離心葉輪的積灰問題。通過對(duì)離心風(fēng)機(jī)整機(jī)的數(shù)值試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn) 輪蓋開孔后，在設(shè)計(jì)點(diǎn)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(shí)壓力提高了 1.5 ％，效率提高了 2.1 ％。在設(shè)計(jì)流量和小流量時(shí)，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(dòng)，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(dòng)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(jì)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。
  結(jié)論
　綜上所述 , 近年來 對(duì)離心 通 風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)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(shí)際設(shè)計(jì)中，并獲得令人滿意的結(jié)果。目前 , 對(duì)離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)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(jì)技術(shù)，探索更加高效快速的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)方法研究。目前，研究離心 通 風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部的流動(dòng)均仍以定常計(jì)算為主，隨著動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和數(shù)值模擬的發(fā)展 , 人們對(duì)于葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)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(jì)工作中是非常重要的方面。

網(wǎng)易財(cái)經(jīng)6月1日訊 在國(guó)家首輪海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目特許權(quán)招標(biāo)啟動(dòng)之際，明陽風(fēng)電與國(guó)內(nèi)風(fēng)電龍頭企業(yè)華銳風(fēng)電站到了同一個(gè)起跑線上。

“作為國(guó)家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)振興與改造項(xiàng)目，全球首臺(tái)3兆瓦超緊湊型（SCD）風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)在公司下線�！睆V東明陽風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴網(wǎng)易財(cái)經(jīng)。

據(jù)介紹，3兆瓦超緊湊型風(fēng)機(jī)專門針對(duì)近岸型和海上風(fēng)電的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，發(fā)電量是明陽傳統(tǒng)1.5兆瓦風(fēng)機(jī)的兩倍，但重量卻輕了近1/3。“齒輪箱避免了傳統(tǒng)高速齒輪箱故障率較高的弊端，發(fā)電機(jī)則比傳統(tǒng)機(jī)器體積小了許多，但低電壓穿越能力和電網(wǎng)支撐能力保留了下來�！泵麝栵L(fēng)電董事長(zhǎng)張傳衛(wèi)說。

此前，擁有3兆瓦系列風(fēng)電機(jī)組開發(fā)能力的國(guó)內(nèi)風(fēng)電企業(yè)只有華銳風(fēng)電，2009年3月20日，由該公司生產(chǎn)的中國(guó)第一臺(tái)3兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在上海東海大橋風(fēng)電場(chǎng)一次性吊裝成功。

早在2008年，華銳風(fēng)電就以22%的市場(chǎng)份額超越金風(fēng)科技成為國(guó)內(nèi)最大的風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)，并排名全球第七。風(fēng)電行業(yè)世界權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)BTM今年3月發(fā)布的《世界風(fēng)能發(fā)展》報(bào)告則顯示，華銳風(fēng)電2009年憑借新增裝機(jī)容量351萬千瓦名列全球第三，全球市場(chǎng)份額也由2008年的5.0%躍升至9.2%。

目前1.5-3兆瓦系列產(chǎn)品年產(chǎn)500萬千瓦的明陽風(fēng)電雖然不能與華銳風(fēng)電分庭抗禮，但3兆瓦海上風(fēng)機(jī)卻為其搶得了市場(chǎng)先機(jī)。“首批兩臺(tái)超緊湊型3兆瓦風(fēng)機(jī)將在徐聞和南通風(fēng)場(chǎng)啟用�！睆垈餍l(wèi)說。

廣東湛江徐聞海上風(fēng)電場(chǎng)是華南首個(gè)海上風(fēng)電示范工程，已被廣東省發(fā)改委列為2009年省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，由明陽風(fēng)電和廣東粵電集團(tuán)共同建設(shè)，計(jì)劃于今年開工；南通風(fēng)場(chǎng)即國(guó)電集團(tuán)旗下龍?jiān)唇�蘇如東潮間帶試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)，是世界首個(gè)海上潮間帶試驗(yàn)風(fēng)場(chǎng)，已經(jīng)于2009年10月20日并網(wǎng)發(fā)電成功,廠房降溫負(fù)壓風(fēng)機(jī)，該風(fēng)場(chǎng)使用的兩臺(tái)海上型1.5MW 風(fēng)機(jī)即出自明陽風(fēng)電之手。

依托一南一北兩大電力集團(tuán)，明陽風(fēng)電參與競(jìng)標(biāo)海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目特許權(quán)就會(huì)順暢得多。據(jù)悉，5月18日啟動(dòng)的國(guó)家首輪海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目特許權(quán)招標(biāo)，主要位于江蘇和山東兩個(gè)省內(nèi)，將分別選擇兩個(gè)30萬千瓦的近海風(fēng)電場(chǎng)和兩個(gè)20萬千瓦的灘涂風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目。

“而且，此次海上風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)，將采取‘捆綁式’招標(biāo)的方式進(jìn)行，即將項(xiàng)目開發(fā)商、風(fēng)電設(shè)備商和專業(yè)安裝公司三者聯(lián)合招標(biāo)�！眹�(guó)家發(fā)改委能源研究所副所長(zhǎng)李俊峰說。

風(fēng)電發(fā)電量現(xiàn)居全國(guó)第一的國(guó)電集團(tuán)，目前利潤(rùn)的三分之一來自風(fēng)電，自然對(duì)此次招標(biāo)格外重視。而早在2006年就與之開展合作的明陽風(fēng)電，無疑會(huì)在未來的招標(biāo)中受益。

“2009年中國(guó)已成為第一大風(fēng)電裝機(jī)市場(chǎng)，為滿足未來的市場(chǎng)需求，我們投資30億元建設(shè)的生產(chǎn)基地將于今年8月正式投產(chǎn)，屆時(shí)將形成年產(chǎn)300臺(tái)3兆瓦超緊湊型風(fēng)機(jī)的能力�！泵麝栵L(fēng)電有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴網(wǎng)易財(cái)經(jīng)。

 

國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在發(fā)電廠吸風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

題目的提出 　　中國(guó)大唐團(tuán)體公司陡河電廠#2發(fā)電機(jī)組（125MW）屬于調(diào)峰機(jī)組,機(jī)組運(yùn)行時(shí)基本帶70-80%負(fù)荷,兩臺(tái)吸風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口擋板調(diào)節(jié)。為了保證電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，選用的風(fēng)機(jī)電機(jī)的備用容量較大。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，吸風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度約60%，機(jī)組調(diào)峰時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度約40%左右，能量損失大，風(fēng)機(jī)效率低。為了進(jìn)一步適應(yīng)廠網(wǎng)分開、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的電力體制，節(jié)約能源，降低廠用電率，保護(hù)環(huán)境，簡(jiǎn)化運(yùn)行方式，減少轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的磨損等，我公司決定在陡河電廠、下花園電廠及張家口電廠對(duì)部分風(fēng)機(jī)、水泵采用高壓變頻器調(diào)速裝置，我公司在國(guó)際上公然招標(biāo)采購高壓變頻器。北京利德華福電氣技術(shù)有限公司為國(guó)內(nèi)唯一中標(biāo)單位，并一舉中標(biāo)8臺(tái)高壓變頻器。其中陡河電廠#2爐2臺(tái)吸風(fēng)機(jī)電機(jī)上分別加裝一套北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的6 kV/1000 kW高壓變頻器裝置。                    1、HARSVERT-A06/105型高壓變頻裝置原理  　　變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù)，6KV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。6KV系列有21個(gè)功率單元，每7個(gè)功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。          　　每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)以及電氣性能完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)見圖2，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制，可得到如圖3所示的波形。                    　　每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)見圖2，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制，可得到如圖3所示的波形。                    　　輸進(jìn)側(cè)由移相變壓器給每個(gè)單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，構(gòu)成42脈沖整流方式；這種多級(jí)移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。          　　另外，由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率單元的主回路相對(duì)獨(dú)立，每個(gè)功率單元等效為一臺(tái)單相低壓變頻器。          　　輸出側(cè)由每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接成星型接法直接給高壓電機(jī)供電，通過對(duì)每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行重組，可得到如圖4所示的門路正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對(duì)電纜和電機(jī)的盡緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸出電纜長(zhǎng)度很長(zhǎng)，電機(jī)不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造；同時(shí)，電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機(jī)械振動(dòng)，減小了軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力。          　　當(dāng)某一個(gè)單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過使圖2中的軟開關(guān)節(jié)點(diǎn)K導(dǎo)通，可將此單元旁路出系統(tǒng)而不影響其他單元的運(yùn)行，變頻器可持續(xù)降額運(yùn)行，可減少很多場(chǎng)合下停機(jī)造成的損失。                   2、變頻改造方案簡(jiǎn)介 　　#2爐引風(fēng)機(jī)是兩臺(tái)雙側(cè)布置，目前其引風(fēng)機(jī)的出力調(diào)節(jié)由人工調(diào)節(jié)擋板來實(shí)現(xiàn)。由于引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)冗余功率較大，加上風(fēng)量控制采用檔風(fēng)板引起的阻力損耗，造成廠用電率高，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 電動(dòng)機(jī)參數(shù) 　　　　　　　 引風(fēng)機(jī)參數(shù) 型號(hào)：Y1000-8 　 　　　　 型號(hào)： G4-73-11-28D 額定功率：1000kW 　　　   額定風(fēng)量：455000m3/h 額定電壓：6kV 　　　　　  額定風(fēng)壓： 6460Pa  額定電流：119A 　　　　　 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 742rpm 額定頻率：50Hz 額定轉(zhuǎn)速：743r/min 　　為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，為變頻器同時(shí)加裝工頻旁路裝置，變頻器異常時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，電機(jī)可以直接手動(dòng)切換到工頻下運(yùn)行。工頻旁路由3個(gè)高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成（見圖，其中QF為甲方原有高壓開關(guān)）。要求QS2不能與QS3同時(shí)閉合，在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí)，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運(yùn)行時(shí)，QS3閉合，QS1和QS2斷開。                   　　為了實(shí)現(xiàn)變頻器故障的保護(hù)，變頻器對(duì)6KV開關(guān)QF進(jìn)行聯(lián)鎖，一旦變頻器故障，變頻器跳開QF，要求甲方對(duì)QF的合分閘電路進(jìn)行適當(dāng)改造。工頻旁路時(shí)，變頻器應(yīng)答應(yīng)QF合閘，撤消對(duì)QF的跳閘信號(hào)，使電性能正常通過QF合閘工頻啟動(dòng)。          3、變頻裝置調(diào)試數(shù)據(jù)對(duì)比     中國(guó)電力科學(xué)研究院對(duì)相關(guān)參數(shù)的丈量結(jié)果如下 表1 工頻擋板調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速調(diào)節(jié)2臺(tái)吸風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的綜合輸進(jìn)功率對(duì)比機(jī)組負(fù)荷          機(jī)組負(fù)荷 （MW） 工頻擋板調(diào)節(jié) （kW） 變頻調(diào)速調(diào)節(jié) （kW） 減少的綜合輸進(jìn)功率 （kW） 90 962 391 571 100 995 523 472 110 1062 573 489 125 1126 606 520              圖6 機(jī)組負(fù)荷90MW時(shí)變頻器輸出電壓（波形較電流差）電流波形          圖7 變頻啟動(dòng)時(shí)變頻器輸出電壓（上）和電流（下）波形           　　測(cè)試結(jié)果表明，72%負(fù)荷時(shí)節(jié)能率為59%，滿負(fù)荷時(shí)節(jié)能率也高達(dá)46%。同時(shí)，電機(jī)變頻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流平穩(wěn)上升,電機(jī)啟動(dòng)非常平穩(wěn)。           4、變頻改造后的效益計(jì)算  1） 全年滿負(fù)荷時(shí)，投進(jìn)2臺(tái)變頻器后，估算年節(jié)電量為：         520kW＊5500h=2860000 kWh  　 年至少節(jié)省電費(fèi)：2860000 kWh＊0.326元/kW.h=93.2萬元 2） 全年72%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，投進(jìn)2臺(tái)變頻器后，估算年節(jié)電量為：         571kW＊5500h=3140500 kWh 　 年至少節(jié)省電費(fèi)：3140500 kWh＊0.326元/kW.h=102.4萬元          　　可見，在滿負(fù)荷全年運(yùn)行或者72%負(fù)荷全年運(yùn)行情況下，投進(jìn)2臺(tái)北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)高壓變頻器后，我公司全年節(jié)約電費(fèi)均可達(dá)100萬元左右。另外，由于北京利德華福電氣技術(shù)有限公司系列變頻器功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，大于電機(jī)功率因數(shù)0.85，減少大量無功。并且實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，可避免因大電流啟動(dòng)沖擊造成對(duì)電機(jī)盡緣的影響，減少電機(jī)維護(hù)量，節(jié)約檢驗(yàn)維護(hù)用度，同時(shí)電機(jī)壽命大幅度延長(zhǎng)。           5、結(jié)束語     高壓變頻裝置由于其節(jié)能效果明顯，采用變頻調(diào)速后，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)電機(jī)的壽命，引風(fēng)機(jī)擋板全開，也減少了風(fēng)道的振動(dòng)與磨損�？傊�，以北京利德華福公司為代表生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)高壓變頻器的可靠運(yùn)行性能及良好的節(jié)能效果為我公司創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得大力推薦和應(yīng)用。

關(guān)于風(fēng)幕機(jī)、風(fēng)機(jī)、換氣扇等通風(fēng)產(chǎn)品選型的意見與參考

風(fēng)幕機(jī)的作用： 風(fēng)幕機(jī)用于電子、儀表、紡織、醫(yī)院、大型商場(chǎng)、超市、賓館、酒店、劇院及冷藏食品庫便于敞開場(chǎng)所。根據(jù)不同場(chǎng)所選用不同型號(hào)、規(guī)格產(chǎn)品，具休根據(jù)用戶的門洞寬度和高度來確定其用量，可采用二臺(tái)或三臺(tái)以上聯(lián)接。本機(jī)有快、慢檔的控制線路功能，客戶可根據(jù)氣溫自行調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)流角度，獲得合適的風(fēng)度。          風(fēng)幕機(jī)的選型： 選用風(fēng)幕機(jī)應(yīng)根據(jù)門的實(shí)際寬度和高度，參照風(fēng)幕機(jī)的技術(shù)參數(shù)來選擇。 1、風(fēng)幕機(jī)的長(zhǎng)度應(yīng)略長(zhǎng)于門的寬度，可采用多臺(tái)連接使用。 2、門的高度應(yīng)在風(fēng)幕機(jī)的有效隔斷距離之內(nèi)，如果安裝的實(shí)際環(huán)境不同，例如靠近公路或處于風(fēng)沙較大的地區(qū)，應(yīng)選用風(fēng)幕機(jī)的有效隔斷距離大于門的高度的風(fēng)幕機(jī)。 3、門的高度較高時(shí)，應(yīng)盡量選用遙控型的。 4、在油煙濃度大的地方，如：廚房，應(yīng)選用金屬風(fēng)輪的風(fēng)幕機(jī)。          風(fēng)機(jī)選型　　風(fēng)機(jī)的選型一般按下述步驟進(jìn)行: 1、計(jì)算確定隧道內(nèi)所需的通風(fēng)量; 2、計(jì)算所需總推力It It=△P×At(N) 其中,At:隧道橫截面積(m2) △ P:各項(xiàng)阻力之和(Pa);一般應(yīng)計(jì)及下列4項(xiàng): 1) 隧道進(jìn)風(fēng)口阻力與出風(fēng)口阻力; 2) 隧道表面摩擦阻力,懸吊風(fēng)機(jī)裝置、支架及路標(biāo)等引起的阻力; 3) 交通阻力; 4) 隧道進(jìn)出口之間因溫度、氣壓、風(fēng)速不同而生的壓力差所產(chǎn)生的阻力. 3、確定風(fēng)機(jī)布置的總體方案 根據(jù)隧道長(zhǎng)度、所需總推力以及射流風(fēng)機(jī)提供推力的范圍,初步確定在隧道總長(zhǎng)上共布置m組風(fēng)機(jī),每組n臺(tái),每臺(tái)風(fēng)機(jī)的推力為T. 滿足m×n×T≥Tt的總推力要求,同時(shí)考慮下列限制條件: 1) n臺(tái)風(fēng)機(jī)并列時(shí),其中心線橫向間距應(yīng)大于2倍風(fēng)機(jī)直徑 2) m組(臺(tái))風(fēng)機(jī)串列時(shí),縱向間距應(yīng)大于10倍隧道直徑 4、單臺(tái)風(fēng)機(jī)參數(shù)的確定 射流風(fēng)機(jī)的性能以其施加于氣流的推力來衡量,風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的推力在理論上等于風(fēng)機(jī)進(jìn)出口氣流的動(dòng)量差(動(dòng)量等于氣流質(zhì)量流量與流速的乘積),在風(fēng)機(jī)測(cè)試條件先,進(jìn)口氣流的動(dòng)量為零,所以可以計(jì)算出在測(cè)試條件下,風(fēng)機(jī)的理論推力: 理論推力=p×Q×V=pQ2/A(N) P:空氣密度(kg/m3) Q:風(fēng)量(m3/s) A:風(fēng)機(jī)出口面積(m2) 試驗(yàn)臺(tái)架量測(cè)推力T1一般為理論推力的0.85-1.05倍.取決于流場(chǎng)分布與風(fēng)機(jī)內(nèi)部及*的結(jié)構(gòu).風(fēng)機(jī)性能參數(shù)圖表中所給出的風(fēng)機(jī)推力數(shù)據(jù)均以試驗(yàn)臺(tái)架量測(cè)推力為準(zhǔn),但量測(cè)推力還不等于風(fēng)機(jī)裝在隧道內(nèi)所能產(chǎn)生的可用推力T,這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)吊裝在隧道中時(shí)會(huì)受到隧道中氣流速度產(chǎn)生的卸荷作用的影響(柯達(dá)恩效應(yīng)),可用推力減少.影響的程度可用系數(shù)K1和K2來表示和計(jì)算: T=T1×K1×K2或T1=T(K1×K2) 其中T:安裝在隧道中的射流風(fēng)機(jī)可用推力(N) T1: 試驗(yàn)臺(tái)架量測(cè)推力(N) K1:隧道中平均氣流速度以及風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速對(duì)風(fēng)機(jī)推力的影響系數(shù) K2:風(fēng)機(jī)軸流離隧道壁之間距離的影響系數(shù) 以下場(chǎng)合風(fēng)機(jī)選型使用分析 倉庫通風(fēng) 首先，看倉儲(chǔ)貨品是否是易燃易爆貨品，如：油漆倉庫等，必須選擇防爆系列風(fēng)機(jī)�！∑浯危�看噪聲要求高低，可以選擇屋頂風(fēng)機(jī)或環(huán)保式離心風(fēng)機(jī)，(而且有款屋頂風(fēng)機(jī)是風(fēng)力啟動(dòng)，更可以省電呢。 最后，看倉庫空氣所需換氣量的大小，可以選擇最常規(guī)的軸流風(fēng)機(jī)SF型或排風(fēng)扇FA型。 廚房排風(fēng) 首先，對(duì)于室內(nèi)直排油煙的廚房(即排風(fēng)口在室內(nèi)墻上)，可以根據(jù)油煙大小選擇SF型軸流風(fēng)機(jī)或FA型排氣風(fēng)扇。 其次，對(duì)于油煙大，且油煙需要經(jīng)由長(zhǎng)管道，并管道里有打彎處理的廚房，強(qiáng)烈建議使用離心風(fēng)機(jī)(4-72離心風(fēng)機(jī)最為通用，11-62低噪聲環(huán)保型離心風(fēng)機(jī)也很實(shí)用)，這是因?yàn)殡x心風(fēng)機(jī)的壓力較軸流風(fēng)機(jī)大，且油煙不經(jīng)過電機(jī)，對(duì)電機(jī)的保養(yǎng)和換洗更容易。　最后，建議油煙強(qiáng)烈的廚房選用以上兩種方案并用，效果更佳。 高檔場(chǎng)所通風(fēng) 對(duì)于酒店、茶坊、咖啡吧、棋牌室、卡拉OK廳等高檔場(chǎng)所通風(fēng)，就不適宜用常規(guī)風(fēng)機(jī)了。 首先，對(duì)于小室的通風(fēng)，使通風(fēng)管道連接中央通風(fēng)管的房間，可以在兼顧外觀與噪聲基礎(chǔ)上，選擇FZY系列小型軸流風(fēng)機(jī)，它體積小，塑料或鋁制外觀，低噪聲與高風(fēng)量并存。 其次，對(duì)風(fēng)量與噪聲要求更嚴(yán)格的角度說，風(fēng)機(jī)箱是最好選擇。箱體內(nèi)部有消音棉，外接中央通風(fēng)管道后可以達(dá)到減噪的顯著效果。 最后，補(bǔ)充一下，對(duì)于健身房的室內(nèi)吹風(fēng)，務(wù)必選則大風(fēng)量的FS型工業(yè)電風(fēng)扇，而非SF型崗位式軸流風(fēng)機(jī)。這是從外觀及安全性方面考慮。             換氣扇按進(jìn)排氣口分為隔墻型（隔墻孔的兩側(cè)都是自由空間，從隔墻的一側(cè)向另一側(cè)換氣）、導(dǎo)管排氣型(一側(cè)從自由空間進(jìn)氣，而另一側(cè)通過導(dǎo)管排氣)、導(dǎo)管進(jìn)氣型(一側(cè)通過導(dǎo)管進(jìn)氣,而另一側(cè)向自由空間排氣)、全導(dǎo)管型（換氣扇兩側(cè)均安置導(dǎo)管,通過導(dǎo)管進(jìn)氣和排氣）。按氣流形式分為離心式（空氣由平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向進(jìn)入，垂直于軸的方向排出）、軸流式（空氣由平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向進(jìn)入，仍平行于軸的方向排出）和橫流式（空氣的進(jìn)入和排出均垂直于軸的方向）。            由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣流，使室內(nèi)外空氣交換的一類空氣調(diào)節(jié)電器。又稱通風(fēng)扇。換氣的目的就是要除去室內(nèi)的污濁空氣，調(diào)節(jié)溫度、濕度和感覺效果。換氣扇廣泛應(yīng)用于家庭及公共場(chǎng)所。 早期的產(chǎn)品只能單向排氣，稱為排氣（風(fēng)）扇。1964年出現(xiàn)百葉窗式換氣扇。中國(guó)廣東省江門市家用電器工業(yè)公司于1974年首次生產(chǎn)200mm開敞式排氣扇。沈陽市排風(fēng)扇廠于 1976年開始生產(chǎn)300mm金屬型百葉窗式排氣扇，1979年生產(chǎn)300mm雙向百葉窗式換氣扇。          二、換氣扇的分類　 換氣扇按進(jìn)排氣口分為隔墻型（隔墻孔的兩側(cè)都是自由空間，從隔墻的一側(cè)向另一側(cè)換氣）、導(dǎo)管排氣型(一側(cè)從自由空間進(jìn)氣，而另一側(cè)通過導(dǎo)管排氣)、導(dǎo)管進(jìn)氣型(一側(cè)通過導(dǎo)管進(jìn)氣,而另一側(cè)向自由空間排氣)、全導(dǎo)管型（換氣扇兩側(cè)均安置導(dǎo)管,通過導(dǎo)管進(jìn)氣和排氣）。按氣流形式分為離心式（空氣由平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向進(jìn)入，垂直于軸的方向排出）、軸流式（空氣由平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向進(jìn)入，仍平行于軸的方向排出）和橫流式（空氣的進(jìn)入和排出均垂直于軸的方向）。          三、換氣扇換氣方式 換氣扇的換氣方式有排出式、吸入式、并用式三種。排出式從自然進(jìn)氣口進(jìn)入空氣，通過換氣扇排出污濁空氣；吸入式通過換氣扇吸入新鮮空氣，從自然排氣口排出污濁空氣；并用式是吸氣與排氣均由換氣扇來完成。 換氣量不同場(chǎng)所需要換氣量和換氣次數(shù)不同。一個(gè)人或每平方米所需的新鮮空氣量，稱為所需換氣量。在1小時(shí)內(nèi)更換新鮮空氣的次數(shù),稱為換氣次數(shù)。 結(jié)構(gòu)百葉窗式換氣扇是使用最廣泛的換氣扇，主要由電動(dòng)機(jī)、扇葉、風(fēng)框、面板、百葉窗以及專用的拉線開關(guān)等附屬元件組成。電動(dòng)機(jī)一般采用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)。 150mm規(guī)格以下的換氣扇也采用罩極式電動(dòng)機(jī)。扇葉一般用 ABS、AS塑料注塑成型，重量輕而強(qiáng)度高。風(fēng)框通常用薄鋼板沖壓和點(diǎn)焊制成，也有采用塑料注塑成型。面板采用塑料注塑成型。百葉窗通常采用薄鋼板或馬口鐵沖壓成型。 換氣扇的規(guī)格按其扇葉直徑分為 100、150、200、250、300、350、400、450和500mm。             ,車間排煙系統(tǒng);

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收錄時(shí)間:2011年03月10日 23:24:12 來源:ccen 作者:

???? 1．透風(fēng)機(jī)和管道的安裝，應(yīng)保持在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下穩(wěn)定牢固。不得露天安裝，作業(yè)場(chǎng)地必須有防火 設(shè)備 。 2．風(fēng)管接頭應(yīng)嚴(yán)密，口徑不同的風(fēng)管不得混合連接，風(fēng)管轉(zhuǎn)角處應(yīng)做成大圓角。風(fēng)管出風(fēng)口距工作面宜為6～10m。風(fēng)管安裝不應(yīng)妨礙職員行走及車輛通行；若排擠安裝，支點(diǎn)及懸掛應(yīng)牢固可靠。隧道工作面四周的管道應(yīng)采取保護(hù)措施，防止放炮砸壞。 3．透風(fēng)機(jī)及透風(fēng)管應(yīng)裝有風(fēng)壓水柱表，并應(yīng)隨時(shí)檢查透風(fēng)情況。 4．啟動(dòng)前應(yīng)檢查并確認(rèn)主機(jī)和管件的連接符合要求，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、電器部分包括電流過載繼電保護(hù)裝置均齊全后，方可啟動(dòng)。 5．運(yùn)行中，運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)無異響，如發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢驗(yàn)。 6．運(yùn)行中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)溫升超過銘牌規(guī)定時(shí)，應(yīng)停機(jī)降溫。 7．運(yùn)行中不得檢驗(yàn)。對(duì)無逆止裝置的透風(fēng)機(jī)，應(yīng)待風(fēng)道回風(fēng)消失后方可檢驗(yàn)。 8．嚴(yán)禁在透風(fēng)機(jī)和透風(fēng)管上放置或懸掛任何物件。 9．作業(yè)后，應(yīng)切斷電源。長(zhǎng)期停用時(shí)，應(yīng)放置在干燥的室內(nèi)。 相關(guān)閱讀:

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