風(fēng)機系統(tǒng)培訓(xùn)資料

1、風(fēng)機系統(tǒng)培訓(xùn)資料Define Process Needs風(fēng)機系統(tǒng)應(yīng)用 Transport 運輸 Feed 進(jìn)料 Shape 成型 Ventilate 通風(fēng) Grind 打磨Heat 加熱Cool 冷卻Clean 清潔Dry 干燥Mix 混合Efficiency 能效%100% 100 輸入輸出效率InputOutputFan System Efficiency風(fēng)機系統(tǒng)效率Plant Power 100%95% Left90% Left58% Left29% LeftMotor Loss 5%Drive Loss 5%Fan Loss 35%System Damper Loss 50%Motor

2、Belt DriveFanProcess工廠總功率 剩余95% 剩余90100% 剩余58%剩余29%電機損失5%驅(qū)動損失5%風(fēng)機損失35%系統(tǒng)擋板損失50%電機 皮帶傳動 風(fēng)機 工藝 Typical Plant System典型的工廠系統(tǒng)Input EnergyProcess Needs輸入能源工藝需求浪費的能源Achieving a Match實現(xiàn)匹配Input EnergyProcess Needs工藝需要輸入能源Energy Law能量守恒定律Energy Cannot BeCreated or Destroyed能量既不能創(chuàng)造也不能消滅能量既不能創(chuàng)造也不能消滅Destructive

3、Energy無用能量Heat & Vapor 熱和蒸汽Vibration & Noise震動和噪音Dollar Costs of Destructive Energy 無用能量的經(jīng)濟(jì)代價 Equipment breakdowns設(shè)備故障 Idle workers 工人沒活干 More rejects 廢品增加 Reduced productivity 生產(chǎn)力下降 Higher maintenance and repair costs 維修工作量及維修費增大 Priority shipping charges 急件運輸費增加 Spoiled product cleanup and

4、 disposal 報廢產(chǎn)品清理和處理費用 Higher energy cost 能源成本提高Human Costs of Destructive Energy無用能源的人力代價 Fatigued or unhappy workers 造成工人疲乏或不舒適 Workers with hearing damage 損害工人聽力 Disrupted family life of mechanics w/beepers 打亂了配有警報器的機修工的家庭生活 Disrupted schedule 造成倒班混亂 Late delivery, angry customers 遲交貨，客戶不滿意 Spoile

5、d product mess to cleanup and dispose of 報廢產(chǎn)品清理和處理 Fan System Costs風(fēng)機系統(tǒng)成本 Labor 勞動力 Repair 維修 Capital 投資 Energy 能源 Breakdown losses 故障損失Low 低Low 低Medium 中High 高Very High非常高Quick Payback Fan Opportunities風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能投資回收期短的機會Look for 尋找Fixed position damper 固定擋板Throttle control 節(jié)流控制Paddle-wheel fans 葉輪風(fēng)機Po

6、or duct connections 風(fēng)管連接不當(dāng) Fan Types and Applications風(fēng)機類型及應(yīng)用Propeller Fans葉輪風(fēng)機Commonly used in Low pressure, Low volume applications通常用于低壓通常用于低壓,小風(fēng)量應(yīng)用場合小風(fēng)量應(yīng)用場合Cooling towerWall exhaustRoof exhaustHome window冷卻塔墻壁排風(fēng)屋頂排風(fēng)房間窗戶排風(fēng)Not very efficientNoisyNot able to generate much pressure效率不是非常高效率不是非常高存在噪音存

7、在噪音不能產(chǎn)生太高的壓力不能產(chǎn)生太高的壓力Diagram Courtesy AMCA 該圖表為AMCA版權(quán)所有VaneAxial Fans葉片軸流風(fēng)機Used where large quantities of air are needed at modest pressures用于中壓，大空氣流量的場合用于中壓，大空氣流量的場合Tunnel ventilationLarge building ventilation Process Air隧道通風(fēng)隧道通風(fēng)大型建筑通風(fēng)大型建筑通風(fēng)工藝需要的空氣工藝需要的空氣 Can be very EfficientCan be Variable pitch效

8、率可以非常高效率可以非常高 可變節(jié)距調(diào)整可變節(jié)距調(diào)整Diagram Courtesy AMCA 該圖表為AMCA版權(quán)所有Vane Axial fansInstall With Diffuser if Possible葉片軸流風(fēng)機盡可能安裝擴(kuò)壓器Centrifugal Fans離心風(fēng)機Can develop Relatively high pressures - 5000 Pa and higherSingle or double inletVariety of bearing and motor configurationVariety of pressure classes能夠產(chǎn)生相對高的壓

9、力能夠產(chǎn)生相對高的壓力 - 5000 Pa及及更高更高單進(jìn)氣口或雙進(jìn)氣口單進(jìn)氣口或雙進(jìn)氣口可以配置各種軸承和電動機可以配置各種軸承和電動機具有各種壓力等級具有各種壓力等級Diagram Courtesy AMCA 該圖表為AMCA版權(quán)所有Centrifugal Fan Efficiencies離心風(fēng)機效率 Radial blade50-60% 徑向葉片 Radial tip50-65% 徑向葉尖 Forward curved45-65% 前曲葉片 Backward inclined55-70% 后傾葉片Backward curved55-70 后曲葉片Airfoil60-75% 翼型葉片Dou

10、ble Width Centrifugal Fan雙寬度離心風(fēng)機 Can handle larger volumes of air Impeller forces balanced (no thrust) Makes ducted inlets trickier可以處理更大流量的空氣可以處理更大流量的空氣葉輪的各個作用力得到平衡葉輪的各個作用力得到平衡 (無推力無推力)使管道連接的進(jìn)口更先進(jìn)使管道連接的進(jìn)口更先進(jìn)Diagram Courtesy AMCA 該圖表為AMCA版權(quán)所有Radial Bladed Impeller徑向葉片狀葉輪Simple to buildLeast expensiv

11、eCan handle material in the airstreamvery high pressure capabilityLowest efficiency 50-60%結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單成本最低廉成本最低廉可以處理空氣流中的物質(zhì)可以處理空氣流中的物質(zhì)能夠產(chǎn)生非常高的壓力能夠產(chǎn)生非常高的壓力 效率最低，只有效率最低，只有50-60%Forward Curved Impeller前曲葉輪Usually 24 to 64 shallow cup-shaped bladesSensitive to dirtVery inexpensiveCommonly found in residenti

12、al air systems 通常情況下為通常情況下為24 到到 64 個淺杯個淺杯形葉片。形葉片。對污垢非常敏感對污垢非常敏感不十分昂貴不十分昂貴通常用于民用通風(fēng)系統(tǒng)通常用于民用通風(fēng)系統(tǒng) Backward Curved Impeller后曲葉輪Efficiency nearly as high as Airfoil fans9-16 Single thickness bladesCan tolerate some dirtVery similar to backward inclined 效率高，接近翼形風(fēng)機效率高，接近翼形風(fēng)機9-16個單厚度葉片個單厚度葉片可以耐受一定程度的污垢可以耐受一

13、定程度的污垢具有后傾葉輪的特點具有后傾葉輪的特點 Backward Inclined Impeller后傾葉輪 Similar in performance to the backward curved impeller性能與后曲葉輪相似Airfoil Impeller翼形葉輪Most efficient of all centrifugal fan designs9-16 blades Self-limiting on power at high flowdouble thickness blades expensive to construct Needs clean air所有離心風(fēng)機機

14、型中效率最高的所有離心風(fēng)機機型中效率最高的9-16 個葉片個葉片 在高流量是自限制功率在高流量是自限制功率雙厚度的葉片，建造成本較高。雙厚度的葉片，建造成本較高。 需要清潔的空氣需要清潔的空氣Radial Bladed Blowers徑向葉片鼓風(fēng)機 Blowers typically generate over 5000 Pa pressure Often single inlet Basically same as a radial bladed fan except higher speed通常情況下能夠產(chǎn)生通常情況下能夠產(chǎn)生5000Pa以上的壓以上的壓力力 通常采用單進(jìn)氣口通常采用單進(jìn)氣

15、口 與徑向葉片風(fēng)機基本相同，與徑向葉片風(fēng)機基本相同， 但速度更高。但速度更高。Multi-Stage Centrifugal多級離心風(fēng)機Used in tank aeration and other applications that require high pressure Can easily develop 50,000 Pa (and higher) pressureHighly sophisticated high speed machinesAvoid Surge用于槽罐的通風(fēng)（加氣）以及其它需要高用于槽罐的通風(fēng)（加氣）以及其它需要高壓力的使用場合。壓力的使用場合。能夠輕易產(chǎn)生能

16、夠輕易產(chǎn)生50,000 Pa (以及更高的以及更高的) 壓力。壓力。技術(shù)先進(jìn)，運行速度更高的機械。技術(shù)先進(jìn)，運行速度更高的機械。防止出現(xiàn)喘振防止出現(xiàn)喘振Aeration Tank加氣池 (3.5m deep)（3.5米深）Positive Displacement Blower正排量鼓風(fēng)機 Can generate very high pressure needs relief valveNot a centrifugal load 能夠產(chǎn)生非常高的壓能夠產(chǎn)生非常高的壓力力 需要安裝減壓閥需要安裝減壓閥 不是離心負(fù)荷不是離心負(fù)荷Fan Flow, Pressure Power and Effi

17、ciency風(fēng)機的流量、壓力、功率和效率Fan Power Law風(fēng)機功率定律pKPQHHKPQpFan Curve風(fēng)機性能曲線Pressure壓力壓力 Flow流量流量PQFan Curve風(fēng)機性能曲線Fan Curve風(fēng)機性風(fēng)機性能曲線能曲線Pressure 壓力壓力Flow 流量流量PQFan Power Curve風(fēng)機功率曲線Power功率功率Flow流量流量Fan Performance風(fēng)機性能曲線Diagram Courtesy AMCAPtPstsHAffinity Law Speed Change速度改變的相似定律Fan Curve at High Speed 高速時風(fēng)機曲線高

18、速時風(fēng)機曲線Pressure壓力壓力Flow流量流量Fan Curve at Lower Speed低速時風(fēng)機曲線低速時風(fēng)機曲線Simplified Affinity Laws簡化的相似定律32NNHHNNPPNNQQccccccSimplified Affinity Laws for Fan Speed Change Example風(fēng)機速度變化時簡化相似定律（示例）Speed Change Example速度變化示例Original operationat 1200 rpm:Flow 23.595 m3/sPressure 3000 PaPower 128,700 W在1200 rpm下的初

19、始運行狀況：流量：23.595 m3/s壓力：3000 Pa功率： 128,700 WChange (slow) same fan to 840 rpm:將同一風(fēng)機的轉(zhuǎn)速降低（減慢）至840 rpm： 32NNHHNNPPNNQQcccccc144,44343. 0700,1287 . 0700,128470, 149. 030007 . 03000517.167 . 0595.237 . 0120084032ccccccHHPPQNNFan Efficiency風(fēng)機效率Pressure壓力壓力Flow流量流量Fan Curve風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線Iso-efficiency lines 等效率線

20、等效率線75%70%65%60%Operating Points工作點Fan Curve (slower)風(fēng)機曲線（慢速）風(fēng)機曲線（慢速）Pressure壓力壓力Flow流量流量Fan Curve風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線System Curve系統(tǒng)曲線系統(tǒng)曲線11Recommended Selection Range推薦選擇工作范圍Not recommended不推薦不推薦Recommended selection range推薦選擇工作范圍推薦選擇工作范圍Pressure壓力壓力Flow流量流量Not recommended不推薦不推薦Effects of Air Density空氣密度的影響Pre

21、ssure壓力壓力Flow流量流量Fan curve 風(fēng)機曲風(fēng)機曲線線0.61 kg/m3System Curve系統(tǒng)曲系統(tǒng)曲線線 0.61 kg/m3Fan curve 風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線1.22 kg/m3System Curve 系統(tǒng)曲系統(tǒng)曲線線1.22 kg/m3Effects of Density Change密度變化的影響Simplified Fan Laws for Density Changes密度改變的簡化風(fēng)機定律cccccHHPPQQSystem Interaction and Control系統(tǒng)交互作用及控制Bernouli Theorem伯努利定理vstPPP212211

22、lvsvsPPPPP21ttPP Venturi Flow Meter文丘里流量計Upstream plane 1上游截面1Low velocity 低速High pressure高壓332211vsvsvsPPPPPPChoke plane 2 噴管截面2Higher velocity 較高速Lower pressure較低壓Downstream plane 3下游截面3Low velocity 低速High pressure高壓Duct System Losses管道系統(tǒng)損失Size ductwork so the velocity is no higher than needed by

23、the process正確選擇風(fēng)管的尺寸大小，使風(fēng)速不高于工藝過程所需的風(fēng)速Use gradual swept turns when possible在可能的情況下，使用逐漸過渡的彎頭Avoid rapid size expansion larger than 7 on a side (15 total both sides)避免在一側(cè)大于7度的管徑迅速的擴(kuò)大（兩面一共15度）US 30 wyes on converging and diverging airstreams on high velocity systems高速風(fēng)管系統(tǒng)中匯集及分散空氣流時使用成30度角的Y型管道結(jié)構(gòu)Avoid

24、“Bull Head Tees” 避免使用“大頭三通”Friction System CurveFan Curve風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線Pressure壓力壓力Flow流量流量System Curve with control damper partly closed調(diào)節(jié)風(fēng)門部分關(guān)閉的系統(tǒng)調(diào)節(jié)風(fēng)門部分關(guān)閉的系統(tǒng)曲線曲線Friction System CurveFan Curve風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線Pressure壓力壓力Flow流量流量System Curve 系統(tǒng)曲線系統(tǒng)曲線Damper partly closed擋板擋板部分關(guān)閉部分關(guān)閉System Curve系統(tǒng)曲線系統(tǒng)曲線Damper open擋

25、板擋板打開打開Constant Pressure System Curve恒壓系統(tǒng)曲線Fan Curve風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線Pressure壓力壓力Flow流量流量System Curve系統(tǒng)曲線系統(tǒng)曲線Controlling Fan Systems控制風(fēng)機系統(tǒng) Fans are basically constant volume machines. 風(fēng)機基本上是定容機器For variable flow need to use:對可變流量，需要使用：Adjustable Speed drive調(diào)速驅(qū)動Variable Pitch (Axial Fans)可變節(jié)距（軸流式風(fēng)機）Variable I

26、nlet Vane (VIV)可調(diào)進(jìn)氣葉片（VIV)Inlet Louver Damper (ILD)進(jìn)口百葉窗式擋板（ILD）Outlet Louver Damper (OLD)出口百葉窗式擋板（OLD）Fan Accessories風(fēng)機附件Avoid避免使用 Outlet Dampers出口擋板 Inlet Dampers進(jìn)口擋板Apply carefully謹(jǐn)慎應(yīng)用 VIV可調(diào)進(jìn)氣葉片Adjustable Speed Drive調(diào)速驅(qū)動Fan Curve (slower)風(fēng)機曲線（風(fēng)機曲線（較低速）較低速）Pressure壓力壓力Flow流量流量Fan Curve風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線Syst

27、em Curve系系統(tǒng)曲線統(tǒng)曲線11Variable Inlet Vanes (VIV)可調(diào)進(jìn)氣葉片Pressure壓力壓力Flow流量流量Fan Curve VIV 50% open風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線 VIV開開50% System Curve系系統(tǒng)曲線統(tǒng)曲線11Fan Curve VIV 100% open風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線 VIV全開全開Fan Curve VIV 25% open風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線 VIVVIV開開25%25%Variable Inlet Vanes可調(diào)進(jìn)氣葉片% peak power%峰值功率峰值功率1開75% open1開50% open開25% open開100% op

28、en% Wide Open VolumeVIV%開度時的風(fēng)量開度時的風(fēng)量Outlet Louver DamperInlet Louver Damper SimilarDamper Loss風(fēng)門損失風(fēng)門損失Flow流量流量Apparent Fan Curve 50% open 風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線 50% 開度System Curve系統(tǒng)曲系統(tǒng)曲線線2 1Fan Curve 100% open風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線100%開放開放Apparent Fan Curve 25% open 風(fēng)機曲線風(fēng)機曲線 25%開開度2Pressure壓力壓力Fan Power Curve風(fēng)機功率曲線Power功率功率Flo

29、w流量流量Variable Pitch Vane Axial Very efficient way to trim flow 是調(diào)節(jié)流量非常有效的途徑 Most sophisticated units can vary pitch in flight to maintain efficiency over a broad flow range大部分先進(jìn)的風(fēng)機裝置在工作中能夠改變其節(jié)距，使其在較大流量范圍內(nèi)均能保持其工作效率。Avoiding Losses from System Effect防止系統(tǒng)效應(yīng)損耗What is System Effect?什么是系統(tǒng)效應(yīng)?“Deficient per

30、formance resulting from undesirable flow conditions”“空氣流動不合理導(dǎo)致系統(tǒng)性能低效空氣流動不合理導(dǎo)致系統(tǒng)性能低效” AMCAFan manufacturers call it that to make sureyou know that it is not the fans fault !風(fēng)機制造商提出系統(tǒng)效應(yīng)的目的，是為了使您了解系統(tǒng)風(fēng)機制造商提出系統(tǒng)效應(yīng)的目的，是為了使您了解系統(tǒng)低效并不是風(fēng)機本身造成的，而是系統(tǒng)效應(yīng)造成的低效并不是風(fēng)機本身造成的，而是系統(tǒng)效應(yīng)造成的 ! AMCA（譯注：（譯注：AMCA美國通風(fēng)與空調(diào)協(xié)會）美國通風(fēng)與空調(diào)

31、協(xié)會）Types of Systems Effects系統(tǒng)效應(yīng)的類型 Fan Inlet Fan Outlet In the ductwork At Silencers At Filters and Coils At System Air Inlets風(fēng)機進(jìn)口風(fēng)機進(jìn)口 風(fēng)機出口風(fēng)機出口 管道系統(tǒng)管道系統(tǒng) 消聲器處消聲器處 過濾器及盤管處過濾器及盤管處 系統(tǒng)空氣的進(jìn)口處系統(tǒng)空氣的進(jìn)口處System Air Inlets系統(tǒng)空氣進(jìn)口系統(tǒng)空氣進(jìn)口Damaging Results of System Effect系統(tǒng)效應(yīng)的損害性后果 Higher energy use Not enough flow

32、/ pressure Energy pulsations in fluid flow Possible poor performance of heat exchangers, duct silencers and filters系統(tǒng)能耗提高系統(tǒng)能耗提高 系統(tǒng)沒有足夠的流量系統(tǒng)沒有足夠的流量/ 壓力壓力在介質(zhì)流通中出現(xiàn)能量波動在介質(zhì)流通中出現(xiàn)能量波動 換熱器，管道消聲器和過濾器的性能可能非常差換熱器，管道消聲器和過濾器的性能可能非常差Outlet Area Velocity Profiles風(fēng)機出口區(qū)域流速分布圖65Blast AreaCut off送風(fēng)區(qū)截面25%50%75%100% Eff

33、ective Duct Length有效風(fēng)管長度 OutletArea出口面積DischargeDuct出口管道Centrifugal Fan離心風(fēng)機Axial Fan軸六風(fēng)機Diagram Courtesy AMCA該圖形為該圖形為 AMCA版權(quán)所有版權(quán)所有Watch out for fans with the outlet area much larger than the blast area觀察風(fēng)機的出口面積遠(yuǎn)觀察風(fēng)機的出口面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于送風(fēng)面積遠(yuǎn)大于送風(fēng)面積Put nothing at the outlet except a diffuser or a run of straight duct 除了按裝擴(kuò)壓器和直管除了按裝擴(kuò)壓器和直管段外，不允許在風(fēng)機出段外，不允許在風(fēng)機出風(fēng)口處放置任何東西風(fēng)口處放置任何東西 Outlet Elbows - Centrifugal Fans出口彎管離心風(fēng)機Trumpeting Elephants Not Allowed in the Plant!系統(tǒng)裝置中不允許在出風(fēng)系統(tǒng)裝置中不允許在出風(fēng)口處安裝象鼻喇叭形彎管