風(fēng)機節能潛力分析及改造方案

風(fēng)機裝置效率低。一是風(fēng)機的變速機構比較落后。二是調節方法比較落后，大部分還是采用調節。由于上述原因，盡管有的風(fēng)機內效率較高(達86%)但其裝置效率并不高。

風(fēng)機節能對應的現狀

M機7節能潛力分析及對策上篇風(fēng)機是用于排送氣體的機械的總稱(chēng)，根據其排氣壓力p的高低，分為通風(fēng)機(P15000Pa)、鼓風(fēng)機(15000Pa<風(fēng)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(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機、葉式鼓風(fēng)機、離心式通風(fēng)機和軸流式通風(fēng)機共7大類(lèi)。

雖然軸流式壓縮機和離心式壓縮機的功率較大，如國內生產(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16000kW.但是臺數很少，風(fēng)機的主要產(chǎn)品應該是量大面廣的通風(fēng)機。

所以，風(fēng)機產(chǎn)品的節能潛力分析和對策，其重點(diǎn)要放在通風(fēng)機產(chǎn)品。

風(fēng)機在節能中的地位和作用據1990年不完全統計，全國風(fēng)機的擁有量約400萬(wàn)臺，正在使用的約285萬(wàn)臺。這些風(fēng)機絕大多數采用電動(dòng)機驅動(dòng)，素有“電老虎”之稱(chēng)，因而風(fēng)機的節能具有十分重要的意義。

據1982年原機械工業(yè)部調查，風(fēng)機用電約占全國發(fā)電量的10%;據1988年原冶金部的規劃資料，我國金屬礦山的風(fēng)機用電量占采礦用電的30%;鋼鐵工業(yè)的風(fēng)機用電量占其生產(chǎn)用電的20%;煤炭工業(yè)的風(fēng)機用電量占全國煤炭工業(yè)用電的17%.冶金工業(yè)以沈陽(yáng)冶煉廠(chǎng)為例，風(fēng)機用電量占該廠(chǎng)用電的25%.由此可見(jiàn)，風(fēng)機節能在國民經(jīng)濟各部門(mén)中的地位和作用是舉足輕重的。

風(fēng)機節能的國內外現狀國內風(fēng)機節能現狀造成風(fēng)機電耗過(guò)大的因素風(fēng)機內效率低。國內風(fēng)機行業(yè)生產(chǎn)的各類(lèi)風(fēng)機，大部分內效率較低。

風(fēng)機節能原因分析

風(fēng)機系列型譜不全。由于風(fēng)機，特別是通風(fēng)機的系列型譜不全，用戶(hù)選用風(fēng)機時(shí)在產(chǎn)品目錄和樣本上找不到中國通用機械工業(yè)協(xié)會(huì )風(fēng)機分會(huì )徐常武石雪松適宜的品種和機號，因而被迫選用代用型號的風(fēng)機，結果導致了多耗電能。

風(fēng)機裝置效率低。一是風(fēng)機的變速機構比較落后。二是調節方法比較落后，大部分還是采用調節。由于上述原因，盡管有的風(fēng)機內效率較高(達86%)但其裝置效率并不高。

風(fēng)機的實(shí)際的工作點(diǎn)偏離最高效率工況點(diǎn)。

風(fēng)機的配套電動(dòng)機容量選取偏大。

管路系統設計不合理，增加了管網(wǎng)阻力，降低了風(fēng)機使用的效率。

風(fēng)機使用中采用了不適宜的效率低的調節方法，降低了風(fēng)機的調節效率。

管理不善。無(wú)嚴格、科學(xué)的開(kāi)停機規定及措施，過(guò)早開(kāi)機或過(guò)晚停機都將造成電能的浪費。

據某煤炭公司對148臺礦井主通風(fēng)機的調查，運行效率在70%以上的僅占10%左右;運行效率低于55%的竟達59%.據某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的調查，通風(fēng)機的平均運行效率只有40%左右。某發(fā)電廠(chǎng)鍋爐鼓引風(fēng)機的最高運行效率只有國內在風(fēng)機節能工作中采取的主要措施推廣使用高效節能風(fēng)機。改造低效的舊式風(fēng)機，開(kāi)發(fā)高效的系列化的節能風(fēng)機，并在國民經(jīng)濟各個(gè)領(lǐng)域推廣使用，是風(fēng)機節能根本措施。

更換使用中的舊風(fēng)機，對使用效率低又沒(méi)有改造價(jià)格的風(fēng)機，采取逐步淘汰的措施。

盡可能地采用經(jīng)濟性好的調節方法。

風(fēng)機節能技術(shù)發(fā)展

利用引進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)高效節能風(fēng)機。經(jīng)過(guò)20多年的努力，風(fēng)機制造企業(yè)對此己做了大量工作。

GM通用機械國外風(fēng)機節能現狀礦井主通風(fēng)機節能。美國煤礦使用的主風(fēng)機以軸流式為主，目前己大量采用運行中可以改變葉片角度的液壓式動(dòng)葉可調軸流式風(fēng)機，節能效果好。

壓式動(dòng)葉調節的軸流通風(fēng)機，其運行效率可保持在俄羅斯是以使用離心式礦井風(fēng)機為主的國家。由于致力于改進(jìn)氣動(dòng)性能，使其最大靜壓效率從72%增加到88%，平均靜壓效率從52%增壓75%.礦用局部通風(fēng)機(局扇)節能。以日本三井三池制作所為代表的低噪聲混流式局部通風(fēng)機，可通過(guò)改變葉高和葉片安裝角度獲得所需要的性能。該風(fēng)機的最高效率接近電廠(chǎng)鍋爐鼓、引風(fēng)機節能?chē)怆姀S(chǎng)鍋爐鼓、引風(fēng)機以軸流式為主，其最低效率為84%，最高為90%.燒結引風(fēng)機節能日本荏原公司生產(chǎn)的葉輪能直徑為5m的燒結引風(fēng)機，其全壓效率可達90%;俄羅斯生產(chǎn)的燒結引風(fēng)機最高效率可達83%.高溫風(fēng)機節能英國Sirocco公司生產(chǎn)的高溫風(fēng)機，采用槳式葉輪(無(wú)蓋盤(pán)徑向直葉片葉輪)，其全壓效率可達排塵風(fēng)機節能德國的研宄結果表明，為避免積灰，葉片宜采用弧面成斜面，葉片角控制在38*58*之內。其全壓效率可達87%.曝氣鼓風(fēng)機節能瑞士蘇爾壽公司生產(chǎn)的超大型離心式曝氣鼓風(fēng)機，其調節范圍為額定流量的35%~107%，多變效率達82%.日本川嶺崎重工機械會(huì )社生產(chǎn)的GM型齒輪組裝式鼓風(fēng)機，其調節范圍為65%~100%，多變效率可達高爐鼓風(fēng)機節能?chē)飧郀t鼓風(fēng)用的軸流式壓縮機，多變效率最高達90%，采用全靜葉可調機械后操作范圍擴大到額定流量的55%110%.離心式壓縮機節能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己達82%.日本神戶(hù)制鋼所在引進(jìn)美國VC型離心壓縮機、改進(jìn)美國VC離心壓縮機的基礎上，經(jīng)過(guò)改進(jìn)制成了大流量半開(kāi)式三元葉輪，葉輪的絕熱效率為9風(fēng)機節能技術(shù)的發(fā)展趨勢通風(fēng)機通過(guò)應用葉輪、蝸殼等元件的研宄成果，以及進(jìn)一步提高制造精度，力求使各種通風(fēng)機的效率平均提高5%10%.有的離心通風(fēng)機己采用了三元葉輪，效率提高10%;大型離心通風(fēng)機出現了采用較大直徑和較窄寬度葉輪、較高轉速的高效結構，其最高效率可達87%以上，效率較高的軸流式通風(fēng)機，最高效率己達92%.從而使產(chǎn)品本身就是節能產(chǎn)品。

在運行中的調節節能方面，除了采用較先進(jìn)的動(dòng)葉可調、雙速電動(dòng)機、液力耦合器及交流電動(dòng)機的各種方法調速外，對大型通風(fēng)機又出現了調速節能的新裝置一一多級液力鼓風(fēng)機未來(lái)將會(huì )大力開(kāi)展節能型鼓風(fēng)機的研制工作。如日本對蝸殼及葉輪等通流部分的形狀作了適當改進(jìn)，有效地防止了渦流及流動(dòng)分離的產(chǎn)生，其絕熱效率比原來(lái)的鼓風(fēng)機提高5%10%;瑞士制造的大流量離心式鼓風(fēng)機，每級均沒(méi)有進(jìn)口導葉，其多變效率可達82%;日本制造的多級離心式鼓風(fēng)機，采用進(jìn)口導葉連續自動(dòng)調節后，節能率達20%;高速單級離心式鼓風(fēng)機采用高周速、高壓比、半開(kāi)式徑向三元葉輪后，其效率可提高10%;還有的在鼓風(fēng)機主軸的另一端設有尾氣透平，回收尾氣排放時(shí)的膨脹功率達到節能目的。

高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置(Top壓力能經(jīng)透平膨脹作功，驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電的能量回收裝置。

該裝置既節能，又符合環(huán)保要求。目前，該裝備發(fā)展最快、水平最高的是日本。

離心式壓縮機將會(huì )越來(lái)越多地采用三元流動(dòng)葉輪，使效率平均提高2%5%.如美國研制出的管線(xiàn)壓縮機的三種大流量三元葉輪，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(jìn)一步提高，其首級的大流量半開(kāi)式三元葉輪的絕熱效率達94%.其調節方式將會(huì )更多地采用汽輪機或燃氣輪機驅動(dòng)，以改變轉速來(lái)達到節能目的。

風(fēng)機節能的途徑

風(fēng)機節能的途徑與潛力風(fēng)機節能途徑與潛力總體上可分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是從產(chǎn)品設計角度來(lái)提高風(fēng)機在設計點(diǎn)和變工況區的效率，盡量使風(fēng)機本身就是節能產(chǎn)品;另一類(lèi)是從產(chǎn)品在觀(guān)場(chǎng)實(shí)際運行的情況來(lái)盡可能地提高其實(shí)際運行效率(有的稱(chēng)其為裝置效率)。其總目標都是減少功耗。

從產(chǎn)品設計角度來(lái)挖掘風(fēng)機節能潛力，其主要承擔者是風(fēng)機制造廠(chǎng)、與風(fēng)機專(zhuān)業(yè)有關(guān)的大專(zhuān)院校及科研院所。設GM通用機械計人員在設計風(fēng)機新產(chǎn)品時(shí)最注重的性能指標就是效率(即節能)。從設計方面考慮，提高風(fēng)機效率的方法有多種，但最主要的措施有如下幾點(diǎn)：①采用三元流動(dòng)葉輪，可使在同等流量、壓力條件下的風(fēng)機效率提高5%~10%;②新型風(fēng)機設計好之后，為了驗證其設計效果，需要制造出風(fēng)機模型進(jìn)行試驗，若達不到預期效率目標，還要做設計修正、再試驗，直至滿(mǎn)意為止;③計算機技術(shù)善改之后，出現了模擬試驗研宄的計算流體技術(shù)普級之后，出現了模擬試驗研宄的流體動(dòng)力學(xué)方法CFD(ComputationFluidDynamics)，只需重新計算一次即可評估改進(jìn)設計是否有效。雖然也需要一次排能試驗，則是為了進(jìn)一步驗證所設計的產(chǎn)品性能。

提高風(fēng)機產(chǎn)品效率畢竟是余地很小，真正節能的巨大潛力還在廣大風(fēng)機用戶(hù)。

風(fēng)機用戶(hù)按風(fēng)機的運行特征是恒速機組成變速機組分別歸納的節能措施如下：恒速機組高效風(fēng)機替換低效風(fēng)機小葉輪換大葉輪;截短葉輪外徑;減少級數，拆摘葉片減少其數目;前(中、后)導葉控制，靜葉可調;改變動(dòng)葉安裝角，動(dòng)葉可調;臺數組合控制，串一并聯(lián);ON-OFF開(kāi)關(guān)控制;進(jìn)口成出口節流;變葉片寬度;變擴壓器安裝備;聯(lián)合調節及微機控制等。

變速機組變頻調整、調壓調速、電磁調速、變極對數調速、串級調速(成轉子串電阻)、無(wú)換向器電動(dòng)機調速、蒸汽輪機成燃氣輪機等原動(dòng)機的變速、液力耦合器、液力調速離合器、機電一體化裝置(如微機控制等)、多級液力變速傳動(dòng)裝置(MSVD)及其他(如三角帶傳動(dòng)等)。

1.管道安裝結構設計與節能風(fēng)機及其系統的節能取決于風(fēng)機必須是高效率的節能型風(fēng)機;風(fēng)機的運行工況必須在所預選而高效率工作區內。

因而，必須精確確定系統的阻力一一流量關(guān)系，為風(fēng)機給出正確的壓力和流量值。

急度流場(chǎng)對管道截面上速度和壓力分布的影響在氣流轉彎前后，特別是在它的后面內側，出現較大的渦壓。流線(xiàn)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，流速沿截面的分布就不均勻。在轉變處裝設導葉能迫使氣流沿內壁流動(dòng)，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。

急變流均對風(fēng)機性能的影響風(fēng)機使用現場(chǎng)常用的調節裝置有閘門(mén)、蝶閥等。除全開(kāi)外，在它們之后都將出現渦壓。開(kāi)度越小，渦壓越大，而且在主流區沿截面上的流速分布也將出現嚴重地不均勻。

試驗表明，在進(jìn)氣箱中用調節葉片(百葉窗式)調節時(shí)，風(fēng)機性能曲線(xiàn)都有以下的共同特點(diǎn)：當調節葉片安裝角在0*30*間差別級不大;當調節葉片安裝角自0*向30*變化時(shí)，效率曲線(xiàn)略向左移，最高效率略有下降。

所有這些特點(diǎn)都是由于調節后葉輪入口處氣流獲得正預旋引起的。

風(fēng)機的運行調節與節能根據流體力學(xué)理論，氣體的流動(dòng)過(guò)程將伴隨著(zhù)損失。例如，氣體流過(guò)節流裝置后，氣流的壓力會(huì )相應減少，也就是它們損失了風(fēng)機的有用功。由于這一切都是在風(fēng)機輸送氣體的過(guò)程發(fā)生的，這就浪費了風(fēng)機的能量。

風(fēng)機工況點(diǎn)是風(fēng)機在某一轉速下的性能曲線(xiàn)與管網(wǎng)阻力特性線(xiàn)的交點(diǎn)。風(fēng)機實(shí)際運行時(shí)，并非永遠停留在設計工況點(diǎn)上。它將隨用戶(hù)的需要或外界條件的變化而變化，也就是風(fēng)機實(shí)際上處于變工況下工作。要想使風(fēng)機的風(fēng)壓或風(fēng)量達到某一目標值，就需要對風(fēng)機或管網(wǎng)進(jìn)行人為地控制，并稱(chēng)調節。通過(guò)有效地調節，實(shí)現在保證風(fēng)機能夠穩定工作的條件下，既要滿(mǎn)足生產(chǎn)對流量或壓力的要求，又能最大限變地節能。簡(jiǎn)言之，調節的目的就是滿(mǎn)足性能要求，擴大(穩定)工況，實(shí)現節能，防止喘振。

風(fēng)機節能的效果

風(fēng)機采用不同的調節方式都可達到同一目的，但節能效果各不相同。

根據理論分析及實(shí)踐證明，可得出如下4個(gè)方面的結對于鼓風(fēng)機和壓縮機，出口節流調節方式耗功最多。

盡管相對流量(實(shí)際流量0與設計流量0.之比)減少時(shí)，功率并相應減少。如當0=0.650.時(shí)，所對應的功率減少到原來(lái)的80%左右，但與其他調節方式相比，耗能仍居首位。

如果相對流量變化不大時(shí)(或稱(chēng)調節深度小時(shí))，幾種調節方式耗動(dòng)差別不大。即調節方式對節能效果影響不大，甚至不僅不節能，反而因調節裝置的存在多耗功(如液力耦合器)。

要慎重選擇調節方式，以期獲得最大效益。

變速調節曲線(xiàn)接近理想曲線(xiàn)。所以，變速調節方式優(yōu)越，特別是采用變頻電動(dòng)機調速的節能方案為最佳，但需要增設變頻裝置。對于中小容量的變頻調速建議積極試用;由于大容量高電壓變頻調速裝置價(jià)格較高，應結合具體情況，綜合比較，決定取舍?？傊?，既要考慮調節性能，也要考慮設備初投資、可靠性及經(jīng)濟性等，全面評價(jià)調節方式的優(yōu)劣。

點(diǎn)這里：了解風(fēng)機節能的注意事項!

瑞澤能源是一家專(zhuān)注節能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)，擁有自主知識產(chǎn)權的“5S”流體輸送系統高效節能技術(shù)、電能質(zhì)量?jì)?yōu)化節電技術(shù)、循環(huán)水零排放技術(shù)，在水泵節能、風(fēng)機節能、空壓機系統節能、供水系統節能、循環(huán)水系統節能、中央空調系統節能、電機系統節能、配電系統節能和循環(huán)水水處理等領(lǐng)域得到廣泛應用，公司依托三元流技術(shù)設計的三元流葉輪，用于水泵、風(fēng)機、離心式空壓機的節能改造，技術(shù)應用可靠，業(yè)績(jì)優(yōu)良。