風機節(jié)能潛力分析及主要對策

1、風機節(jié)能潛力分析及主要對策(一)徐常武 彭秀蔓/ 沈陽鼓風機（集團）有限公司石雪松/ 中國通用機械工業(yè)協(xié)會風機分會摘要：闡述了風機在節(jié)能中的地位和作用、風機節(jié)能的國內(nèi)外現(xiàn)狀、風機節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢；重點介紹了風機節(jié)能的途徑與潛力、風機的選型與節(jié)能、節(jié)能風機的研制與應用；最后提出了風機節(jié)能的潛力與主要對策。關(guān)鍵詞：風機；節(jié)能；對策中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A文章編號：1006-8155（2008）01-0063-07The Potential Analysis and Main Countermeasures for Energy-saving of Fan Abstract: This

2、 paper consists of three parts. The first part specifies the status and functions of fan on energy-saving, the domestic and overseas current situation of fan on energy-saving and the developing trend of energy-saving technique for fan. The second part introduces the means and potentials for energy-s

3、aving, the selection and energy-saving for fan, the research and application for energy-saving of fan. At last, the paper points out the potentials and main countermeasures for energy-saving of fan. Key words: fan; energy-saving; countermeasure 1 概述 風機產(chǎn)品的品種分為離心式壓縮機、軸流式壓縮機、離心式鼓風機、羅茨鼓風機、葉式鼓風機、離心式通風機和軸

4、流式通風機共七大類。雖然軸流式壓縮機和離心式壓縮機的功率較大，如國內(nèi)生產(chǎn)的軸流式壓縮機的功率最大可達38265kW，離心式壓縮機的最大功率可達16000 kW。但是臺數(shù)很少，以風機分會企業(yè)會員單位2005年度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例，全年生產(chǎn)的離心式壓縮機為159臺，軸流式壓縮機為90臺。而全年生產(chǎn)的各類風機總臺數(shù)為850770臺，各占總臺數(shù)的比例分別為0.186%和0.105%，可見其比例甚微。為此，可得出結(jié)論：風機的主要產(chǎn)品應該是量大面廣的通風機。所以，風機產(chǎn)品的節(jié)能潛力分析和對策，其重點亦放在通風機產(chǎn)品。1.1 風機在節(jié)能中的地位和作用據(jù)1990年不完全統(tǒng)計，全國風機的擁有量約400萬臺，正在使用

5、的約285萬臺。這些風機絕大多數(shù)采用電機驅(qū)動，素有“電老虎”之稱，因而風機的節(jié)能具有十分重要的意義。據(jù)1982年原機械工業(yè)部調(diào)查，風機用電約占全國發(fā)電量的10%；另據(jù)1988年原冶金部的規(guī)劃資料，我國金屬礦山的風機用電量占采礦用電的30%；鋼鐵工業(yè)的風機用電量占其生產(chǎn)用電的20%；煤炭工業(yè)的風機用電量占全國煤炭工業(yè)用電的17%。冶金工業(yè)以沈陽冶煉廠為例，風機用電量占該廠用電的25%。由此可見，風機節(jié)能在國民經(jīng)濟各部門中的地位和作用是舉足輕重的。1.2 風機節(jié)能的國內(nèi)外現(xiàn)狀 （1）制造廠的因素風機內(nèi)效率低。國內(nèi)風機行業(yè)生產(chǎn)的各類風機，大部分內(nèi)效率較低。風機系列型譜不全。由于風機，特別是通風機的系

6、列型譜不全，用戶選用風機時在產(chǎn)品目錄和樣本上找不到適宜的品種和機號，因而被迫選用代用型號的風機，結(jié)果導致了多耗電能。風機裝置效率低。一是風機的變速機構(gòu)比較落后，如V帶、蝸輪副等還廣泛應用于風機的傳動上，使風機的傳動效率低；二是調(diào)節(jié)方法比較落后，大部分還是采用調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)。由于上述原因，盡管有的風機內(nèi)效率較高（達86%），但其裝置效率并不甚高。(2) 非制造廠的因素 風機的實際工作點偏離最高效率工況點。例如，由于通風工程設(shè)計者對管網(wǎng)阻力計算不準確，選用風機的人員又擔心計算壓力和流量不能滿足工況需要，故選用過大的安全裕量，或者無適宜性能的風機規(guī)格可選而選用風機的高檔性能或高壓區(qū)。結(jié)果，由于層層加碼，

7、造成所選用風機的額定風量遠遠超過工況實需風量。這時風機操作者只好采用插板或調(diào)節(jié)門節(jié)流來增加阻力，以求減少風量，使之符合工況要求。由于人為的阻力增加，致使風機使用效率低，導致浪費電能。風機的配套電動機容量選取偏大。由于國產(chǎn)電動機的規(guī)格難以完全滿足風機的配套，采購時往往選取高檔額定功率的電動機，造成大馬拉小車，降低了電動機的負荷率，浪費了電能。管路系統(tǒng)設(shè)計不合理，增加了管網(wǎng)阻力，降低了風機使用效率。風機使用中采用了不適宜的或效率低的調(diào)節(jié)方法，降低了風機的調(diào)節(jié)效率。管理不善。無嚴格、科學地開停機規(guī)定及措施，過早開機或過晚停機都將造成電能的浪費。據(jù)某煤炭公司對148臺礦井主通風機的調(diào)查，運行效率在70

8、%以上的占10%左右；運行效率低于55%的竟達59%。據(jù)某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的調(diào)查，通風機的平均運行效率只有40%左右。某發(fā)電廠鍋爐鼓引風機的最高運行效率只有67.5%，最低僅為45.2%。 （1）推廣使用高效節(jié)能風機。改造低效的舊式風機，開發(fā)高效的系列化的節(jié)能風機，并在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域推廣使用，是風機節(jié)能的根本措施。 （2）更換使用中的舊風機。對使用效率低又沒有改造價值的風機，采取逐步淘汰的措施。 （3）盡可能地采用經(jīng)濟性好的調(diào)節(jié)方法。 （4）利用引進技術(shù)開發(fā)高效節(jié)能風機。經(jīng)過20多年的努力，風機制造企業(yè)對此已做了大量工作。例如，上海鼓風機廠和沈陽鼓風機廠分別引進了德國TLT公司和丹麥諾文科公司的

9、動葉可調(diào)軸流通風機技術(shù)；成都電力機械廠和沈陽鼓風機廠引進了德國KKK公司的靜葉可調(diào)軸流通風機技術(shù)；武漢鼓風機廠引進了日本三菱重工的動葉可調(diào)軸流通風機技術(shù)；廣州風機廠引進了丹麥諾文科通風設(shè)備有限公司的軸流和離心通風機技術(shù)；石家莊風機廠引進了日本荏原濱田送風機株式會社NEW3S 4個系列離心通風機產(chǎn)品技術(shù)及加工工藝技術(shù)；沈陽鼓風機廠引進了意大利新比隆公司MCL、BCL、PCL 3個系列的離心壓縮機及日本日立公司DH型離心壓縮機技術(shù)；陜西鼓風機廠引進了瑞士蘇爾壽公司的軸流壓縮機技術(shù)；長沙鼓風機廠引進了日本大晃機械工業(yè)株式會社的羅茨鼓風機技術(shù)。 （1）礦井主通風機節(jié)能。美國煤礦使用的主風機以軸流式為主

10、，目前已大量采用運行中可以改變?nèi)~片角度的液壓式動葉可調(diào)軸流式風機，節(jié)能效果好。德國以TLT（Turbo Lufttechnik）公司為代表，采用液壓式動葉調(diào)節(jié)的軸流通風機，其運行效率可保持在83%88%。俄羅斯是以使用離心式礦井風機為主的國家。由于致力于改進氣動性能，使其最大靜壓效率從72%增加到88%，平均靜壓效率從52%增至75%。 （2）礦用局部通風機（局扇）節(jié)能。以日本三井三池制作所為代表的低噪聲混流式局部通風機，可通過改變?nèi)~高和葉片安裝角度獲得所需要的性能。該風機的最高效率接近80%。 國外電廠鍋爐鼓、引風機以軸流式為主，其最低效率為84%，最高為90%。日本荏原公司生產(chǎn)的葉輪直徑為

11、5m的燒結(jié)引風機，其全壓效率可達90%；俄羅斯生產(chǎn)的燒結(jié)引風機最高效率可達83%。英國Sirocco公司生產(chǎn)的高溫風機，采用槳式葉輪（無蓋盤徑向直葉片葉輪），其全壓效率可達75%。德國的研究結(jié)果表明，為避免積灰，葉片宜采用弧面或斜面，葉片角控制在38°58°之內(nèi)。其全壓效率可達87%。 瑞士蘇爾壽公司生產(chǎn)的超大型離心式曝氣鼓風機，其調(diào)節(jié)范圍為額定流量的35%107%，多變效率達82%。日本川崎重工株式會社生產(chǎn)的GM型齒輪組裝式鼓風機，其調(diào)節(jié)范圍為65%100%，多變效率可達83%。 國外高爐鼓風機用的軸流式壓縮機，多變效率最高達90%，采用全靜葉可調(diào)機構(gòu)后使操作范圍擴大到額

12、定流量的55%110%。 有代表性的多軸組裝式壓縮機是美國英格索蘭公司制造的Centac型壓縮機，其等溫效率可達74%。日本日立公司生產(chǎn)的DH型離心壓縮機的等溫效率已達82%。 日本神戶制鋼所在引進美國VC型離心壓縮機的基礎(chǔ)上，經(jīng)過改進制成了大流量半開式三元葉輪，葉輪的絕熱效率為94%。1.3 風機節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢 通過應用葉輪、蝸殼等元件的研究成果，以及進一步提高制造精度，力求使各種通風機的效率平均提高5%10%。有的離心通風機已采用了三元葉輪，效率提高10%；大型離心通風機出現(xiàn)了采用較大直徑和較窄寬度葉輪、較高轉(zhuǎn)速的高效結(jié)構(gòu)，其最高效率可達87%以上；效率較高的軸流式通風機，最高效率已達

13、92%。從而使產(chǎn)品本身就是節(jié)能產(chǎn)品。 在運行中的調(diào)節(jié)節(jié)能方面，除了采用較先進的動葉可調(diào)、雙速電動機、液力耦合器及交流電動機的各種方法調(diào)速外，對大型通風機又出現(xiàn)了調(diào)速節(jié)能的新裝置多級液力變速傳動裝置MSVD（Multi Stage Variable Speed Drive）。 未來將會大力開展節(jié)能型鼓風機的研制工作。如日本對蝸殼及葉輪等通流部分的形狀做了適當改進，有效地防止了渦流及流動分離的產(chǎn)生，其絕熱效率比原來的鼓風機提高5%10%；瑞士制造的大流量離心式鼓風機，每級均設(shè)有進口導葉，其多變效率亦達82%；日本制造的多級離心式鼓風機，采用進口導葉連續(xù)自動調(diào)節(jié)后，節(jié)能率達20%；高速單級離心式鼓風

14、機采用高周速、高壓比、半開式徑向三元葉輪后，其效率可提高10%；還有的在鼓風機主軸的另一端設(shè)有尾氣透平，回收尾氣排放時的膨脹功來達到節(jié)能目的。 高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（Top Gas Pressure Recovery Turbine，簡稱TRT裝置），是利用高爐爐頂煤氣壓力能經(jīng)透平膨脹做功，驅(qū)動發(fā)電機的能量回收裝置。該裝置既節(jié)能，又符合環(huán)保要求。目前，該裝置發(fā)展最快、水平最高的是日本。 離心式壓縮機將會越來越多地采用三元流動葉輪，使效率平均提高2%5%。如美國研制出的管線壓縮機的3種大流量三元葉輪，葉輪效率可達94%95%；日本的單軸多級離心壓縮機的效率水平也進一步提高，其首級的大流量

15、半開式三元葉輪的絕熱效率達94%。 其調(diào)節(jié)方式將會更多地采用汽輪機或燃汽輪機驅(qū)動，以改變轉(zhuǎn)速來達到節(jié)能的目的。2 風機節(jié)能的途徑與潛力 風機節(jié)能的途徑與潛力總體上可分為兩大類。一類是從產(chǎn)品設(shè)計角度來提高風機在設(shè)計點和變工況區(qū)的效率，盡量使風機本身就是節(jié)能產(chǎn)品；另一類是從產(chǎn)品現(xiàn)場實際運行的情況來盡可能地提高其實際運行效率（有的稱其為裝置效率）。其總目標都是減少功耗。 從產(chǎn)品設(shè)計角度來挖掘風機節(jié)能潛力，其主要承擔者是風機制造廠、與風機專業(yè)有關(guān)的大專院校及科研院所。設(shè)計人員在設(shè)計風機新產(chǎn)品時最注重的性能指標就是效率（亦即節(jié)能）。從設(shè)計方面考慮，提高風機效率的方法有多種，但最主要的措施有如下幾點：（1

16、）采用三元流動葉輪，可使在同等流量、壓力條件下的風機效率提高5%10%；（2）新型風機設(shè)計好之后，為了驗證其設(shè)計效果，需要制造出風機模型進行試驗，若達不到預期效率目標，還要做設(shè)計修正、再試驗，直至滿意為止；（3）計算機技術(shù)普及之后，出現(xiàn)了模擬試驗研究的計算流體動力學方法CFD（Computation Fluid Dynamics），只需重新計算一次即可評估改進設(shè)計是否有效。雖然也需要一次性能試驗，則是為了進一步驗證所設(shè)計的產(chǎn)品的性能。 設(shè)計人員為了提高風機產(chǎn)品效率，哪怕為了提高1%2%，也要絞盡腦汁，想盡各種辦法。但這畢竟是余地很小，真正節(jié)能的巨大潛力還在廣大風機用戶。為此，筆者側(cè)重在用戶使用

17、過程中的節(jié)能潛力分析和對策方面。 風機用戶按風機的運行特征是恒速機組或變速機組分別歸納的節(jié)能措施如下。（1）恒速機組高效風機替換低效風機；小葉輪換大葉輪；截短葉輪外徑；減少級數(shù)，拆摘葉片減少其數(shù)目；前（中、后）導葉控制，靜葉可調(diào)；改變動葉安裝角，動葉可調(diào)；臺數(shù)組合控制，串-并聯(lián)；ON-OFF開關(guān)控制；進口或出口節(jié)流；變?nèi)~片寬度；變擴壓器安裝角；聯(lián)合調(diào)節(jié)及微機控制等。 （2）變速機組變頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、電磁調(diào)速、變極對數(shù)調(diào)速、串級調(diào)速（或轉(zhuǎn)子串電阻）、無換向器電動機調(diào)速、蒸汽輪機或燃汽輪機等原動機的變速、液力耦合器、液力調(diào)速離合器、機電一體化裝置（如微機控制等）、多級液力變速傳動裝置（MSVD）

18、及其它（如三角帶傳動等）。2.1 管道安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與節(jié)能風機及其系統(tǒng)的節(jié)能取決于風機必須是高效率的節(jié)能型風機；風機的運行工況必須在所預選的高效率工作區(qū)內(nèi)。因而，必須精確確定系統(tǒng)的阻力-流量關(guān)系，為風機給出正確的壓力和流量值。 在氣流轉(zhuǎn)彎前后，特別是在它的后面內(nèi)側(cè)，出現(xiàn)較大的渦區(qū)。流線彎曲受離心力的作用，破壞了緩變流條件，靜壓沿截面不再為常數(shù)，流速沿截面的分布就不均勻。在轉(zhuǎn)彎處裝設(shè)導葉能迫使氣流沿內(nèi)壁流動，從而防止了附面層脫體與渦流的產(chǎn)生。這樣，既可使流速沿截面的分布均勻，又可減少阻力。 風機使用現(xiàn)場常用的調(diào)節(jié)裝置有閘門、蝶閥等。除全開外，在它們之后都將出現(xiàn)渦區(qū)。開度越小，渦區(qū)越大，而且在主流區(qū)

19、沿截面上的流速分布也將出現(xiàn)嚴重地不均勻。 試驗表明，在進氣箱中用調(diào)節(jié)葉片（百葉窗式）調(diào)節(jié)時，風機性能曲線都有以下的共同特點： （1）當調(diào)節(jié)葉片安裝角在0°30°范圍內(nèi)，低風量時，諸壓力曲線與諸功率曲線都較接近；在中、大風量時，才顯示出差別來，但在0°20°間差別仍不大； （2）當調(diào)節(jié)葉片安裝角自0°向30°變化時，效率曲線略向左移，最高效率略有下降。 所有這些特點都是由于調(diào)節(jié)后葉輪進口處氣流獲得正預旋引起的。2.2 風機的運行調(diào)節(jié)與節(jié)能 根據(jù)流體力學理論，氣體的流動過程將伴隨著損失。例如，氣體流過節(jié)流裝置后，氣流的壓力會相應減少，也就

20、是它們損失了風機的有用功。由于這一切都是在風機輸送氣體的過程中發(fā)生的，也就是浪費了風機的能量。 風機工況點是風機在某一轉(zhuǎn)速下的性能曲線與管網(wǎng)阻力特性線的交點。風機實際運行時，并非永遠停留在設(shè)計工況點上。它將隨用戶的需求或外界條件的變化而變化，也就是風機實際上處于變工況下工作。要想使風機的風壓或風量達到某一目標值，就需要對風機或管網(wǎng)進行為人為地控制，亦稱調(diào)節(jié)。通過有效地調(diào)節(jié)，實現(xiàn)在保證風機能夠穩(wěn)定工作的條件下，既要滿足生產(chǎn)對流量或壓力的要求，又能最大限度地節(jié)能。簡言之，調(diào)節(jié)的目的就是滿足性能要求，擴大（穩(wěn)定）工況，實現(xiàn)節(jié)能，防止喘振。風機采用不同的調(diào)節(jié)方式都可達到同一目的，但節(jié)能效果各不相同。根

21、據(jù)理論分析及實踐證明，可得出如下4個方面的結(jié)論。 （1）對于鼓風機和壓縮機，出口節(jié)流調(diào)節(jié)方式耗功最多。盡管相對流量Qr（實際流量Q與設(shè)計流量Q0之比）減少時，功率亦相應減少。如當Q=0.65 Q0時，所對應的功率減少到原來的80%左右，但與其它調(diào)節(jié)方式相比，耗能仍居首位。 （2）如果相對流量變化不大時（或稱調(diào)節(jié)深度小時），幾種調(diào)節(jié)方式耗功差別不大。即調(diào)節(jié)方式對節(jié)能效果影響不大，甚至不僅不節(jié)能，反而因調(diào)節(jié)裝置的存在多耗功（如液力耦合器）。 （3）一般來說，調(diào)節(jié)深度越大，節(jié)能效果越顯著。因此，要慎重選擇調(diào)節(jié)方式，以期獲得最大效益。 （4）變速調(diào)節(jié)曲線接近理想曲線。所以，變速調(diào)節(jié)方式優(yōu)越，特別是采用

22、變頻電動機調(diào)速的節(jié)能方案為最佳，但需要增設(shè)變頻裝置。對于中小容量的變頻調(diào)速建議積極試用；由于大容量高電壓變頻調(diào)速裝置價格較高，應結(jié)合具體情況，綜合比較，決定取舍?？傊?，既要考慮調(diào)節(jié)性能，也要考慮設(shè)備初投資、可靠性及經(jīng)濟性等，全面評價調(diào)節(jié)方式的優(yōu)劣。2.3 管網(wǎng)的合理配置與導流葉片 管網(wǎng)配置和節(jié)能息息相關(guān)，管網(wǎng)布置得好壞，會直接影響到風機性能的發(fā)揮?，F(xiàn)場中，管網(wǎng)配置不合理現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 （1）多余的管件和流場的急變。管網(wǎng)是一個與風機用管件直接相接的管路系統(tǒng)，其中往往存在不少多余的管接頭、彎頭、三通及閥門等管件；在氣流流動中也存在不少不合理的通流截面，如突然擴大、突然縮小、突然分流、

23、變向或急轉(zhuǎn)彎等。 （2）漏風。在現(xiàn)場，漏風不僅是毫無意義的浪費，同時也是一個噪聲污染源。漏風的原因多種多樣，有的是工藝本身缺陷所造成的。在通常管網(wǎng)中，泄漏多發(fā)生在節(jié)流閥門（擋板）處、管路連接處以及風機站本身。（3）風機進出口管路布局不合理。由于布局不合理，人為地造成流場畸變，影響風機能力的發(fā)揮。例如，某鍋爐風機因進出口煙風道布置不合理，導致風機效率下降5%；更為嚴重的造成效率降低到50%。造成的原因可能是由于風機制造廠對風機進出口煙風道布置沒有提出明確的要求；也許是設(shè)計和安裝人員不大了解進氣流場質(zhì)量對風機性能影響較大；還因為布局的好壞不像“漏風”那樣直觀，不容易引起注意。某電廠對進口布置重新做

24、了合理安排，同時又改進了進口導流葉片，結(jié)果風機進口氣流流場顯著改善，與300MW電站配套的風機效率提高了20%之多，經(jīng)濟效益非?？捎^。進口管路不合理主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 （1）進口缺少必要地直管段，或通過漸擴變徑管與進口相連。 （2）風機進口與急彎管路直接相連。 （3）風機進口與突然收縮管相連，或進氣箱結(jié)構(gòu)不合理。 風機出口管路布置不合理表現(xiàn)在： （1）風機出口直接接90°彎管或逆向彎管； （2）風機出口直接接分支管路； （3）風機出口直接接突然擴大管。 如果在管網(wǎng)配置工作中注意糾正上述問題，基本上就算是布置合理了。需要指出的是，管網(wǎng)布置與工藝流程先進與否有關(guān)。否則，管網(wǎng)布置盡管

25、十分合理，但生產(chǎn)工藝本身是落后的，這種布置的合理性意義就顯得微不足道了。例如，金屬礦山通風系統(tǒng)，也可以看成是一個管網(wǎng)。由于過去采取集中統(tǒng)一通風系統(tǒng)，其結(jié)果造成管線長、漏風多及通風效果差?，F(xiàn)在采用分區(qū)供風、多級機站通風系統(tǒng)，使得管網(wǎng)布置容易做到合理，經(jīng)濟效益更加明顯。如某礦現(xiàn)有東、西、北3個采區(qū)，還計劃開采南采區(qū)，各采區(qū)所需風量、風壓相差較大。原計劃采用南、北兩臺礦井主通風機集中通風，電動機功率為630kW×2=1260 kW。新設(shè)計采用三級機站通風系統(tǒng)，選用K系列節(jié)能風機21臺，F(xiàn)Z系列節(jié)能風機15臺，裝機總?cè)萘恐恍?30 kW就足夠了，從而可節(jié)省功率730 kW。有關(guān)合理布置的主要

26、措施有以下幾個方面。（1）風機進口處要求流速比較均勻，無渦區(qū)。在風機進口前面若不接管道，空間也比較開闊，且鄰近無障礙物，就可以認為合理，達到了要求；如果接管道，則要求風機進口前有一段直管段，其長度L0不小于2.5De（De為進口當量直徑），而且通常是等直徑的或略帶收斂的，不宜采用擴壓形狀。盡量避免在進口前存在急轉(zhuǎn)彎，就是轉(zhuǎn)小彎的彎頭也不應離進口太近。如果非用不可，應采用雙吸入風機進氣箱的結(jié)構(gòu)。 通常，風機在出廠時，如果是直接吸入式，都已裝有進口集流器，可使損失顯著減少。在現(xiàn)場改造風機時，如果自制集流器有困難，加一小段小于15°的收斂管亦行。如果受到條件限制，風機進口直管長度不能滿足L

27、02.5De，可在管路中加裝分流板、均風板或整流網(wǎng)（柵）。如果無法甩掉進口彎管，則管的曲率半徑宜加大或加裝導流葉片。導流葉片與整流柵等均能消除或削弱渦流，起到使其進口氣流均勻化的功效。 （2）改善風機出口條件的最好辦法，亦是接一段直管段，其長度仍為L02.5De。如果不得不接彎管，則在其中加裝導流葉片是一個好方法。 （3）在管路上，應盡量少用管件；應選用合適的密封技術(shù)，把漏風減少到最低限度。 （4）盡量減少沿程和局部阻力。為此，應力求使管網(wǎng)布置最簡單，管線盡量短、管內(nèi)流速接近經(jīng)濟流速，以減少沿程損失。另一方面，截面不宜突變。若必須擴大截面，則采取漸擴管。 為減少彎曲管路中的流動損失，采用導流葉

28、片是一種行之有效的方法。 因為彎管內(nèi)壁與氣流分離及渦區(qū)產(chǎn)生、發(fā)展的關(guān)系較外壁密切，所以內(nèi)壁附近對減少阻力及流場均勻化影響大。因此，在導流葉片的布置上，靠內(nèi)壁附近密一些，外側(cè)則稀一些。利用內(nèi)密外疏的導流葉片布置方式不僅減少了阻力，還可以收到減少葉片數(shù)的效果。 由于導流葉片的作用，在彎管中的氣流趨向內(nèi)壁。若導流葉片尺寸、數(shù)量及安裝角選擇合理，可以削弱甚至防止氣流的分離和渦區(qū)的生產(chǎn)。導流的結(jié)果使轉(zhuǎn)過彎管的氣流流場得到改善，隨之減少了壓力損失。3 風機的選型與節(jié)能3.1 風機的選型 選型即用戶根據(jù)使用要求在已有的風機系列產(chǎn)品中選擇一種適用的風機。 風機一旦選定，它將在生產(chǎn)和生活中運行若干年。選型合理會

29、帶來方便和效益；選型不當則會造成浪費和煩惱。所以，風機選型是一項非常重要的慎重的工作。 (1) 要滿足系統(tǒng)的使用風壓和風量。系統(tǒng)使用的風壓和風量，必須經(jīng)過比較準確的分析和計算。如有可能，最好以實測值為基礎(chǔ)。如屬新建，可借鑒同類或相近系統(tǒng)的實際運行數(shù)值。最好使計算數(shù)據(jù)與實際運行值相差不超過10%。在此范圍內(nèi)，風機可以在高效區(qū)工作。除此之外，還需掌握系統(tǒng)可能使用的最大值與最小值，以便調(diào)節(jié)。 （2）根據(jù)負荷類型確定調(diào)節(jié)方案。因為負荷類型對風機調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性影響很大，所以首先需要明確所選風機的負荷屬于哪一種類型。 根據(jù)公式求出容量系數(shù)。式中N為工作負荷率（%）；T為運行時間比（%）。若90%就劃入高流量

30、型。這種類型不必采用變頻調(diào)速裝置，因為調(diào)速裝置本身效率也不過90%左右，況且還要付出一筆可觀的初投資；倘若接近100%，采用了不但不節(jié)能，而且多耗功。對于這種類型，首先要選好風機，使其工況點落在最高效率點附近；其次可采用進口節(jié)流或串級調(diào)速等作為輔助調(diào)節(jié)。 選擇風機的同時，還應考慮調(diào)節(jié)。 （3）按高效、節(jié)能及低噪的主次選型。通常，高效風機都稱為節(jié)能風機，然而選用了高效風機并不等于就是節(jié)能。因為還要看實際運行的工況是否處在風機性能曲線的最高效率點附近，如果運行中工況是變化的，還要看實際工況是否全部或大部分落入風機性能曲線的高效區(qū)域中；就是同一臺高效風機，若采用兩種不同的調(diào)節(jié)方式實現(xiàn)相同的目標，實際

31、節(jié)能效果也可能差異很大?；蛘哒f，即使在同一高效風機系列中，為達到同一目標，可以存在兩個或兩個以上型號的風機，但在實際運行中節(jié)能效果亦大不相同，其中效率高者不一定就是節(jié)能最多的。因此，選風機時首先要確定主次。通常，對于功率大的風機要特別重視節(jié)能和高效，高效讓位于節(jié)能；對于功率雖不大，但數(shù)量多的風機，選型時應注意高效風機；對于功率很小卻要求環(huán)境寧靜的，應優(yōu)先考慮低噪聲。在特殊場合，如醫(yī)院、影劇院及家庭中，低噪聲為主要指標，雖然也希望高效，但屬于次要地位。 （4）按環(huán)境、輸送介質(zhì)及特殊要求選型。例如，礦井風機中的主扇要求滿足“反風”的特殊要求；燒結(jié)鼓風機要求耐磨；輸送具有腐蝕性及潮濕氣體的風機需要防

32、腐；鍋爐引風機需要較大的調(diào)節(jié)深度；在易燃易爆環(huán)境中運行的風機要選防爆型等。此外，還要注意地域條件。如在高原地區(qū)使用，需要對風機性能參數(shù)進行換算，以確認是否滿足要求等。 自70年代以來，國內(nèi)已推出一批新型高效節(jié)能風機，但面臨全社會多樣化的要求，遠未滿足和適應。另一方面，從我國國情出發(fā)，在短時間內(nèi)要想使所有風機都用高效節(jié)能風機所取代，無論從人力、物力、財力及技術(shù)上都是不可能的。因此，結(jié)合實際情況，恰當?shù)剡M行現(xiàn)場風機的技術(shù)改造是必然的，而且是合理的。事實上，使用單位早已進行了大量嘗試，取得了不少寶貴經(jīng)驗和經(jīng)濟、社會效益。實踐證明，現(xiàn)場風機技術(shù)改造是風機節(jié)能工作行之有效的方法之一。 （1）新輪換舊輪：

33、葉輪是風機的核心部件，直接影響風機性能的優(yōu)劣。只要機殼等部件完好，以新型高效葉輪取代氣動性能差的舊式葉輪，會有良好的效果。例如，用4-72系列風機葉輪取代舊式9-57系列風機葉輪，會產(chǎn)生表1所示的節(jié)能效果。表1 新輪換舊輪效果風機型號 效率/% 輸入功率/kW 轉(zhuǎn)速/(r/min)9-57 59 117 5764-72 89 73 797 （2）大輪換小輪：由于選型不當或其它原因造成風機實際流量比所需流量大得多，而風機又是新型的，若采用調(diào)節(jié)的辦法又存在設(shè)備投資和經(jīng)濟性等問題，此時就可考慮采取小輪換大輪的方法。例如，鞍山鋼鐵公司曾將除塵風機G4-7320風機葉輪換成18葉輪，既滿足了生產(chǎn)的要求，又獲得每年每臺風機節(jié)電50萬kW·h的可觀效益。 截短或加長葉片是對風機的局部改造，嚴格來講，是不能用相似原理來計算改造后的參數(shù)的，但現(xiàn)場實踐證明，當尺寸變化小于原葉輪直徑的15%時，葉片的出口角和效率變化