風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能改造

1、電機系統(tǒng)節(jié)能培訓(xùn)風(fēng)機系統(tǒng)培訓(xùn)王才元高工風(fēng)機的種類o 離心式風(fēng)機o 軸流式風(fēng)機風(fēng)機的結(jié)構(gòu)風(fēng)機的性能 12sstFppp 1）在使用狀態(tài)下，在同時帶有進氣管和出氣管的風(fēng)機中，出口靜壓與進口靜壓之差中，再減去進口動壓，則風(fēng)機的全壓 o 2）在使用狀態(tài)下，僅具有出氣管，進口朝大氣開放時的風(fēng)機全壓為出口靜壓與出口動壓之和。o 此外，風(fēng)機的靜壓可用出口靜壓表示，即，o 風(fēng)機的全壓22dstFppp風(fēng)機的靜壓 2ssFppo 3) 在使用狀態(tài)下，僅具有進氣管，出口朝大氣開放時的風(fēng)機全壓可用進口靜壓表示，風(fēng)機的靜壓可以在進氣靜壓(負壓)上加上進口動壓表示。o 即o 風(fēng)機的全壓 o 風(fēng)機的靜壓 1stFpp 1

2、1dssFppp o 1風(fēng)機的有效功率o 風(fēng)機所輸送的氣體，在單位時間內(nèi)從風(fēng)機中所獲得的有效能量，稱為風(fēng)機的有效功率。當(dāng)風(fēng)機的壓力用全壓表示時，稱為風(fēng)機的全壓有效功率戶，(kW)，則o 1000VtFeqpp o 風(fēng)機的軸功率o 風(fēng)機的軸功率等于風(fēng)機的內(nèi)部功率加上軸承和傳動裝置的機械損失，即o ineinPPP 風(fēng)機的軸功率又稱風(fēng)機的輸入功率，實際上它也是原動機(如電動機)的輸出功率。meinshPPP meineshPPPP 風(fēng)機的效率 o 1）風(fēng)機的全壓內(nèi)效率o 風(fēng)機的全壓內(nèi)效率等于風(fēng)機全壓有效功率與內(nèi)部功率的比值，即invtFineinPqpPP1000 o 2）風(fēng)機靜壓內(nèi)效率o 風(fēng)機靜

3、壓內(nèi)效率等于風(fēng)機靜壓有效功率與風(fēng)機內(nèi)部功率之比，即invsFinesFinsFPqpPP1000 o 3）風(fēng)機全壓效率o 風(fēng)機全壓效率等于風(fēng)機全壓有效功率與軸功率之比，即shvtFshetFtFPqpPP1000 meintF o 其中機械效率， shinvtFshinmePqpPP1000 機械效率是表征風(fēng)機軸承損失和傳動損失的好壞，是風(fēng)機機械傳動系統(tǒng)設(shè)計的主要指標(biāo)，當(dāng)風(fēng)機轉(zhuǎn)速不變而運行于低負荷工況時，因機械損失不變，故機械效率還將降低。o 4）風(fēng)機的靜壓效率o 風(fēng)機的靜壓效率P等于風(fēng)機靜壓有效功率與軸功率之比，即shvsFshesFsFPqpPP1000 或meinsFsF o 為了提高風(fēng)

4、機的效率，總是盡量減少風(fēng)機內(nèi)部的損失，而提高風(fēng)機的有效功率。風(fēng)機內(nèi)部的損失主要有：o (1)機械損失：風(fēng)機運轉(zhuǎn)時，軸與軸承及填料之間的摩擦和葉輪盤面與氣體之間的摩擦所消耗的功率，稱為機械損失。葉輪直徑越大，機械損失越大。o (2)泄漏損失；轉(zhuǎn)動的葉輪與固定的機殼之間，存在一定的間隙，因而形成了泄漏。因此，葉輪與機殼之間的間隙越小，這種損失就越小。o (3)水力損失：氣體經(jīng)進氣口，集流器，葉片通道及機殼時，由于摩擦，撞擊，渦流等作用而引起的阻力損失，稱為水力損失。其大小與通道面的光潔度及設(shè)計工況，運行工況有關(guān)。o 風(fēng)機的效率可通過試驗測定。在測得風(fēng)量，風(fēng)壓及電功率基礎(chǔ)上，效率即可計算得出。即：o

5、 o 上式顯示：電動機消耗功率與風(fēng)機效率成反比，功率不變，風(fēng)量、風(fēng)壓與風(fēng)機效率成正比。 %02. 1%02. 1NHQNHQddo 風(fēng)機的特性曲線 風(fēng)機各參數(shù)與無因次特性系數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系o 可知在同一型號風(fēng)機其流量和全壓不變時，轉(zhuǎn)速n越高，比轉(zhuǎn)數(shù)ns相應(yīng)也越大，而風(fēng)機的尺寸和重量就越小。為了使風(fēng)機結(jié)構(gòu)緊湊，重量減輕，近代風(fēng)機發(fā)展趨向高比轉(zhuǎn)數(shù)。同樣可看出，對于一系列幾何相似的風(fēng)機，在效率相同的工況下，其風(fēng)量，全壓和轉(zhuǎn)速相同，其比轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)該是相同的。但不同型號的風(fēng)機，即使比轉(zhuǎn)數(shù)相同，其幾何尺寸不一定相似。 o 風(fēng)機的特性曲線風(fēng)機的特性曲線o 風(fēng)機的基本參數(shù)流量Q、風(fēng)壓H，功率N、效率及轉(zhuǎn)速n等，它

6、們之間的互相關(guān)系可以用曲線表示出來。這些曲線稱為風(fēng)機的特性曲線。特性曲線便于使我們了解和比較風(fēng)機的特點和工況。o 全特性曲線包含有三種主要的單獨的特性曲線，即：流量壓力(QH)特性曲線，流量功率(QN)特性曲線，流量效率(Q一)特性曲線。 風(fēng)機的運行 o1風(fēng)煙道特性曲線S的形狀取決于風(fēng)煙道特性系數(shù)K，K值越大，特性曲線越徒，見曲線SA，此時的風(fēng)量只有QA；K值越小，特性曲線越平，見曲線SB，此時的風(fēng)量為QB。o 2對于確定的系統(tǒng)和風(fēng)門(擋板)開度以及風(fēng)煙道內(nèi)的積灰，污染情況不變的條件下，特性系數(shù)K為常數(shù)。此時風(fēng)，煙道的阻力將隨流量的增加而迅速增加，成平方關(guān)系。o3對于確定的系統(tǒng)，隨著系統(tǒng)上(風(fēng)

7、機出口)的風(fēng)門擋板開度的改變或風(fēng)煙道內(nèi)積灰、污染情況的改變，K值也改變。原來特性曲線SB，通過關(guān)小風(fēng)門擋板，風(fēng)煙道特性系數(shù)K變小，特性曲線移至SA處。風(fēng)量自QB減小至QA，風(fēng)壓自HB升高到HA。風(fēng)機運行可能發(fā)生的故障o 1葉片或輪殼磨損不均，振動；o 2葉片或輪殼積灰不均(水膜式除塵器)，振動；o 3，葉片斷落，斷落時有異聲，嚴(yán)重振動；o 4軸承缺油或軸承鋼珠(柱)破碎，軸承有異聲，發(fā)熱甚至燒毀；o 5軸承基礎(chǔ)螺絲松動，振動；o 6風(fēng)機與軸承中心不對，試轉(zhuǎn)時振動；o 7風(fēng)機平衡不良，試轉(zhuǎn)時振動；o 8轉(zhuǎn)子與定子相碰，有碰擦聲；o 9軸彎曲、振動；o 10風(fēng)機或軸承底框剛度不夠，振動；o 11共

8、振，即風(fēng)機振動頻率與支承結(jié)構(gòu)的自振頻率相同。這是一種很危險的現(xiàn)象，如不及時處理，可能造成嚴(yán)重事故。因此，對風(fēng)機振動的任何變化均應(yīng)予重視。風(fēng)機運行的經(jīng)濟性 o 風(fēng)機運行的經(jīng)濟性好壞，取決于風(fēng)機的特性、系統(tǒng)管道的阻力特性和嚴(yán)密性以及風(fēng)機的運行方式和調(diào)節(jié)方法等。o 要使風(fēng)機能達到經(jīng)濟運行，應(yīng)該注意下列幾點：o 1風(fēng)機的型號結(jié)構(gòu)及其特性曲線選型適當(dāng)，所用風(fēng)機的流量、壓頭與鍋爐實際需要的相接近。如果富裕量過大，將不可避免地要降低風(fēng)機運行的經(jīng)濟性。o 2要求運行工作點落在風(fēng)機的最高效率區(qū)內(nèi)。o 3系統(tǒng)管道的阻力系數(shù)過大或阻力特性惡化是造成風(fēng)機運行經(jīng)濟性差的又一原因。風(fēng)、煙道與鍋爐本體(例如管道彎頭；擋板、

9、鍋爐的燃燒器等)的結(jié)構(gòu)不良以及運行時煙道中發(fā)生嚴(yán)重積灰與結(jié)渣，都將使阻力增加?；蛘哒f，使管道特性系數(shù)K增大，以致正常運行的工作點越出高效區(qū)間。o 4鍋爐本體及風(fēng)、煙道的不嚴(yán)密，會造成漏風(fēng)，從而增加了電動機所耗的功率。計算表明，所耗功率的增長程度，比漏風(fēng)的增大程度快二倍。o5風(fēng)機的運行方式對它的經(jīng)濟性也有一定的影響，對于并聯(lián)運行的送、吸風(fēng)機，其負荷的分配與調(diào)節(jié)，可以采用如下兩種方式：o (1)平行調(diào)節(jié)(并聯(lián)調(diào)節(jié))，也就是二臺風(fēng)機同時調(diào)節(jié)出力；o (2)相繼調(diào)節(jié)(串聯(lián)調(diào)節(jié))，也就是一臺先動作(改變到另或最大或最經(jīng)濟出力)，再調(diào)節(jié)另一臺。一般對于后向葉片風(fēng)機，采用相繼調(diào)節(jié)方式較為經(jīng)濟。當(dāng)需要大幅度調(diào)

10、節(jié)時尤其如此。對于前向葉片風(fēng)機，當(dāng)每臺風(fēng)機的負荷較低(55以下)時，采用相繼調(diào)節(jié)較為經(jīng)濟，而當(dāng)風(fēng)機的負荷處于較高狀況時，則以平行調(diào)節(jié)為好。o必須指出，風(fēng)機負荷的合理分配，應(yīng)根據(jù)熱力試驗組提供的風(fēng)機微增電耗來進行。o 6吸風(fēng)機葉輪被飛灰磨損。o 7燃燒過?？諝饬刻蟆 8電動機功率太大，形成大馬拉小車。o 9一臺風(fēng)機運行，另一臺風(fēng)機的進、出口風(fēng)門，擋板漏風(fēng)。o 10二臺不同特性的風(fēng)機并列運行。o 11風(fēng)機葉輪的徑向間隙太大，機舌間隙太大，集流器與葉輪的間隙太大。 o 12進口導(dǎo)向風(fēng)門擋板開度(角度)不均或個別聯(lián)桿脫開，以致個別導(dǎo)向板不隨調(diào)節(jié)機構(gòu)動作。o 13制作及檢修工藝差，如遺流部分或葉片等

11、光潔度不合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。o 綜上可知，要使風(fēng)機具有較高的運行經(jīng)濟性，必須及時分析風(fēng)機電耗高及其他不正常的原因，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧?。風(fēng)機的調(diào)節(jié) o 目前，送吸風(fēng)機的調(diào)節(jié)方法有：節(jié)流調(diào)節(jié)、導(dǎo)向器調(diào)節(jié)、變速調(diào)節(jié)和動葉調(diào)節(jié)等幾種。 o 節(jié)流調(diào)節(jié)是用調(diào)節(jié)風(fēng)機出口風(fēng)門、擋板的開度，即人為地增加系統(tǒng)阻力(改變風(fēng)，煙道特性曲線)的辦法來控制風(fēng)機的流量的。節(jié)流調(diào)節(jié)方法最簡單可靠，但很不經(jīng)濟，因為當(dāng)風(fēng)門、擋板關(guān)小時，風(fēng)機所產(chǎn)生的壓頭并非全部有效地用于克服原來管道的阻力，而是有部分壓降被風(fēng)門、擋板關(guān)小后額外增加的阻力H所消耗掉。因此，一般僅在小型風(fēng)機上采用。o 導(dǎo)向器調(diào)節(jié)是用改變裝在風(fēng)機入口處導(dǎo)向葉片的角度來變更風(fēng)機流

12、量的。這種調(diào)節(jié)方法的原理在于改變風(fēng)機的吸氣角度(即進口氣流的予旋)，從而改變風(fēng)機的風(fēng)壓和流量(類似改變風(fēng)機性能).o 這種調(diào)節(jié)雖然增加渦流損失，使風(fēng)機的效率有所降低。然而，經(jīng)過比較，由于節(jié)流損失的減小足以補償風(fēng)機效率降低所造成的損失，因此，結(jié)果還是比節(jié)流調(diào)節(jié)經(jīng)濟。 o 變速調(diào)節(jié)是用改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速來改變風(fēng)機的風(fēng)量的。對于同一風(fēng)機和氣體重度不變的情況下，風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)壓與基轉(zhuǎn)速平方成正比，而流量與基轉(zhuǎn)速成正比。因此，隨著風(fēng)機轉(zhuǎn)速的改變，風(fēng)機特性曲線隨著改變，使風(fēng)機的風(fēng)壓和風(fēng)量相應(yīng)跟著改變。o 改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是調(diào)節(jié)范圍最大，經(jīng)濟性最佳的調(diào)節(jié)方法。它適用于用蒸汽輪機及燃氣輪機驅(qū)動的，或帶有流體聯(lián)軸器，的大型

13、鼓風(fēng)機、壓縮機。風(fēng)機本體不需增設(shè)調(diào)節(jié)機構(gòu)。o 軸流風(fēng)機的動葉調(diào)節(jié)其調(diào)節(jié)范圍及經(jīng)濟性均較理想。盡管調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)雜(尤其是自動式)，目前仍被廣泛采用。如電站、礦井及隧道等所用的大型軸流通風(fēng)機，普遍采用動葉調(diào)節(jié)，因為對節(jié)能和減小噪聲等是有利的。在運行中，它是通過改變?nèi)~輪上葉片的按裝角度來達到調(diào)節(jié)流量的。也就是改變了風(fēng)機的QH特性曲線的形狀與位置，從而達到手變風(fēng)機工作點的目的。o 動葉調(diào)節(jié)時，管道特性曲線是不變的。但動葉調(diào)節(jié)不僅壓力特性曲線要變化，同時，功率特性曲線，效率特性曲線也相應(yīng)變化。動葉調(diào)節(jié)角度越大，撞擊與渦流的能量損失也越大，對效率的影響相對也較大。 風(fēng)機的節(jié)能 o 風(fēng)機裝置的節(jié)能措施是：o 減少風(fēng)機本身的耗功；o 根據(jù)設(shè)備要求選擇最合適的風(fēng)機；o 通過最佳調(diào)節(jié)，提高風(fēng)機在各運行工況的使用效率；o 降低原動機和控制裝置的能耗。o 為了減小耗功，需要采取以下措施：o 1除溫o 2提高風(fēng)機的絕熱效率 3降低進氣溫度 4盡力防止進氣壓力降低 5出口壓力，余量不應(yīng)太大 6減少迷宮密封的泄漏 7防止葉輪磨損，積灰和腐蝕 8采用高效大型機組代替幾臺小型機組并聯(lián) o 合理選型o 選用風(fēng)機時，力求使風(fēng)機的額定流量和額定壓力，盡量接近工藝要求的流量和壓力，從而使風(fēng)機運行時的使用工況點，接近風(fēng)機特性曲線的高效區(qū)，如果選型不