風(fēng)機的調速節能技術(shù)

技術(shù)與應用新技術(shù)新產(chǎn)品 New Tecnology&NMd風(fēng)機的調速節能技術(shù)武漢理工大學(xué)(湖北430070)何耀華崔淑娟【摘要】介紹了風(fēng)機節能技術(shù)的國內外現狀和發(fā)展水平,探討了風(fēng)機調速節能的原理和實(shí)施方法,并分析了交流變頻調速風(fēng)機的特點(diǎn)和所能達到的節能效果?！娟P(guān)鍵詞】風(fēng)機變速節能變頻調速前言片角度的液壓式動(dòng)葉可調風(fēng)機,節能效果好。德國TLT風(fēng)機是工礦企業(yè)的通用設備之一,鍋爐鼓風(fēng)、消煙公司生產(chǎn)的液壓式動(dòng)葉調節軸流通風(fēng)機其運行效率保除塵、船舶通風(fēng)冷卻、谷物烘F傳送、風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊持在83%-88%之間。俄羅斯是以使用離心式礦井風(fēng)機船推進(jìn)充氣都離不開(kāi)風(fēng)機,在電站、礦井、化工以及環(huán)為主的國家。由于致力于改進(jìn)氣動(dòng)性能,使其最大靜壓保工程中,風(fēng)機更是不可缺少的重要設備。由于風(fēng)機效率從72%提高到8%,平均靜壓效率從52%提高至的應用量大面廣,因此風(fēng)機的節能降耗日益引人關(guān)注75%。日本三井三池制作所開(kāi)發(fā)的低噪聲混流式局部通二、風(fēng)機節能技術(shù)的發(fā)展現狀風(fēng)機,可通過(guò)改變葉高和葉片安裝角度獲得所需要的性近幾年來(lái),我國風(fēng)機產(chǎn)業(yè)通過(guò)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸能,該風(fēng)機的最高效率接近8%。瑞土蘇爾壽公司生產(chǎn)收,有力地推進(jìn)了風(fēng)機節能技術(shù)的發(fā)展。在葉型創(chuàng )新方的超大型離心式曝氣鼓風(fēng)機,其調節范圍為額定流量的面,開(kāi)發(fā)了外寬內窄、彎掠組合的低噪聲軸流風(fēng)機葉35%~107%,多變效率達到82%,平均節能率為型;在轉動(dòng)性能的創(chuàng )新方面,開(kāi)發(fā)了正反轉性能等同的2.5%~51%。而全靜葉可調軸流式曝氣鼓風(fēng)機的年節軸流風(fēng)機,其效率達80%2。如上海鼓風(fēng)機廠(chǎng)引進(jìn)德國能率則可達67%-15.7%。日本日立公司生產(chǎn)的DH透平通風(fēng)技術(shù)股份有限公司技術(shù)設計制造的TT動(dòng)葉可型壓縮機,其等溫效率以達82%,居同類(lèi)產(chǎn)品前列。日調軸流通風(fēng)機就是其中一例。為了滿(mǎn)足不同使用條件所本神戶(hù)制鋼研究所在引進(jìn)美國VC型離心壓縮機的基礎提出的不同要求,該風(fēng)機的動(dòng)葉分別采用鍛鋼、球墨鑄上,經(jīng)過(guò)改造制成了大流量半開(kāi)式三元葉輪,葉輪的絕鐵、鑄鋁合金、鍛鋁合金等4種不同的材料制造,定子熱效率為94%。部件采用鋼板焊接而成,其運行效率可穩定地保持在三、風(fēng)機調速節能原理83%~88%之間。成都電力機械廠(chǎng)和沈陽(yáng)鼓風(fēng)機集團公上面所述的風(fēng)機節能技術(shù)主要是基于對風(fēng)機結構的司引進(jìn)德KCK公司技術(shù)設計生產(chǎn)的KKK系列靜葉可調改進(jìn),除此之外,風(fēng)機控制技術(shù)的進(jìn)步對與風(fēng)機降耗亦軸流通風(fēng)機,其進(jìn)口導葉裝置和出口導葉裝置可按照工有重要貢獻。況的變化進(jìn)行調節,該技術(shù)的采用,使得風(fēng)機的效率得由“流體力學(xué)”知,風(fēng)機的流量與轉速成正比,軸以明顯提升。沈陽(yáng)鼓風(fēng)機集團公司制造的DH型離心壓功率與轉速三次方成正比,即:縮機是雙軸4級離心壓縮機,采用了先進(jìn)的三元流動(dòng)葉輪和進(jìn)口導葉調節機構,每級葉輪均在最佳轉速下工K,n'作,級間所設的高效氣體冷卻器,使之可按照接近等溫式中K,K—分別是與流量、功率有關(guān)的系數壓縮的方式工作,整機效率可達82%。中國煤化工往是恒定不變近年來(lái),美國煤礦業(yè)開(kāi)始采用在運行中可以改變葉的CNMHG多實(shí)際的供氣系cM通用機堿新技術(shù)新產(chǎn)品 New Tecnology&№Mad技術(shù)與應用CM統,所需的供氣量往往是變化的。為了保證在任何情況如PM,IGBT或AMBG7等高性能風(fēng)機專(zhuān)用數字式變下均有足夠的供氣量,常根據所需最大供氣量選配風(fēng)頻調速器。采用數字鍵盤(pán),模擬電位器,觸摸面板控機。盡管這種方法可以有效保證氣流的供應,但由式制。應用開(kāi)環(huán)控制方式和閉環(huán)PD控制方式實(shí)現壓力控(2)不難發(fā)現,如此會(huì )帶來(lái)很大的浪費。在此必須指制、流量控制和溫度控制等程序運行,控制方式靈的是,這種供氣系統的設計僅適合于實(shí)際供氣量比所需活°。變頻調速法的調速范圍大,精度高,運行中只要供氣量大時(shí)不會(huì )對相關(guān)設備的工作構成不利影響的場(chǎng)改變電源頻率f,就能得到與之相對應不同風(fēng)機的機械合。對于必須按實(shí)際需要進(jìn)行供氣的系統,過(guò)去常用的特性,實(shí)現無(wú)級調速。方法是在風(fēng)機出風(fēng)口處設置一可調的風(fēng)門(mén)擋板,借此改利用變頻調速點(diǎn)及驅動(dòng)的風(fēng)機稱(chēng)為變頻調速風(fēng)機,變風(fēng)機流道的通流面積實(shí)現供氣量的調節。這種方法的其特點(diǎn)是:缺點(diǎn)是,不僅降低了風(fēng)機的工作效率,而且還增加了風(fēng)1)功率因素,從而可減少無(wú)功電流和無(wú)功損耗。機的工作負荷,進(jìn)而會(huì )影響到風(fēng)機的壽命。為了克服上2)風(fēng)機工作點(diǎn)穩定,用風(fēng)設備壓力變化小。如變述缺點(diǎn),近些年風(fēng)機調速技術(shù)倍受重視。頻調速中4f=1.5Hz,△n=0.36r/min,壓力變化僅±由式(1)知,若所需供氣量減小時(shí),可以通過(guò)降50~80)Pa低風(fēng)機轉速的方法減小風(fēng)機的供氣量。由式(2)知3)變頻調速風(fēng)機可實(shí)現無(wú)級調速,風(fēng)壓變化平緩,風(fēng)機轉速的減小可大幅降低風(fēng)機的能量消耗(風(fēng)機的軸于是減輕了風(fēng)道振動(dòng)和軸承磨損,可延長(cháng)風(fēng)機的使用壽功率與轉速三次方成正比)。如某工礦企業(yè)供氣系統日平均約40%的實(shí)際所需的4)應用變頻調速后,電動(dòng)機可軟起動(dòng),起動(dòng)電壓供氣量是設定供氣量的80%,若利用風(fēng)機調速技術(shù)適時(shí)降減少,對電網(wǎng)沖擊大幅減少切。按需進(jìn)行供氣,其節能效果可達20%。對多家工礦企業(yè)5)變頻器操作簡(jiǎn)單,自主保護功能強,當變頻器供氣系統的調查表明,利用調速技術(shù)改造過(guò)的供氣系發(fā)生故障時(shí),變頻與工頻之間能自動(dòng)切換,風(fēng)機可連續統,節能效果均十分明顯,其節能率一般都在15%~運行,不影響安全生產(chǎn)。%之間。五、結束語(yǔ)風(fēng)機調速有多種方式,如機械式變速器調速、液力1)低能耗的風(fēng)機結構和先進(jìn)的風(fēng)機控制技術(shù)均可變矩器調速、交流變頻調速等。隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)達到良好的節能效果。展,交流變頻調速代表了風(fēng)機變速節能技術(shù)的發(fā)展方2)風(fēng)機調速技術(shù)有多種,由于變頻調速的可控性向好,調速范圍寬,因此變頻調速風(fēng)機不僅節能效果明四、風(fēng)機變頻調速技術(shù)顯,而且風(fēng)機的各項性能均得到顯著(zhù)改善由“電機學(xué)”知,交流電動(dòng)機的轉速與供電動(dòng)電壓的頻率成正比,即:參考文獻[1]沈秀惠.提高風(fēng)機系統節能改造的途徑[門(mén).煤礦機式中n—電動(dòng)機轉速,單位為r/min;械,2007(9)f電動(dòng)機端電壓頻率,單位為Hz;[2]徐常武.節能風(fēng)機的研制與應用[冂.產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)S—電動(dòng)機轉差率2006(9)P電動(dòng)機定子繞組極對數[3]任世瑤.節能型風(fēng)機的研制成果[門(mén)].工業(yè)用水與廢式(3)揭示了交流電動(dòng)機變頻調速的原理。改變水,2006(1)電動(dòng)機定子供電頻率,可改變電動(dòng)機轉速。欲保持變頻[4]徐常武.風(fēng)機節能潛力分析及對策(上篇)[J.產(chǎn)調速時(shí)電動(dòng)機最大轉矩不變,就需要維持電動(dòng)機磁通不業(yè)與市場(chǎng),2006(7)變,即要求常數,也就是電動(dòng)機端電壓U應隨作相應變[5]中國煤化工3器自動(dòng)化,207化?，F市場(chǎng)上為風(fēng)機變頻調速提供許多專(zhuān)用變頻器,HCNMHGcM通用機2008年第11期GM技術(shù)與應用新技術(shù)新產(chǎn)晶 New Technobgy& Now Melard[6]倪小敏.風(fēng)機泵類(lèi)機械的高效節能剖析[冂].應用能[9]梁國富.電廠(chǎng)泵與風(fēng)機的節能研究[.大眾科技,源技術(shù),2006(3)2006(2)7]王洪平.糧食加工企業(yè)風(fēng)機節能技術(shù)[J].糧食與油[10]毛亞紅.風(fēng)機和泵的最佳節能方法[J設備節能,脂,2007(9)收稿日期:2008/06/02)[8]虞曉林.電廠(chǎng)風(fēng)機節能研究與改造[刀.水利電力機械,2007(10)(上接第49頁(yè))性,于2004年獲得國家專(zhuān)利。環(huán)流對沖式調節閥是在多孔抗汽蝕套筒閥、多級閥芯節流調節閥、迷宮疊片式調節閥的基礎上發(fā)展起來(lái)的,是高壓差抗汽蝕調節閥的新一代產(chǎn)品。環(huán)流對沖式調節閥的關(guān)鍵零件—環(huán)流對沖式盤(pán)片,采用特殊的結構和工藝。該盤(pán)片和當前流行的迷宮式盤(pán)片相比,形狀相近前功能和原理卻有很大區別。迷宮式盤(pán)片是在圓片上加工數道各自獨立的溝槽,溝槽路徑是曲折多彎的通過(guò)十幾次甚至幾十次改變流體方向,達到增加阻力和逐步降壓,可以防止在降壓過(guò)程中產(chǎn)生空化和汽蝕。環(huán)圖5套筒結構流對沖式盤(pán)片在圓盤(pán)上也加工有數道至十數道溝槽。其閥芯和套筒內孔精密配合,閥桿帶動(dòng)閥芯在套筒內上下溝槽由同心的環(huán)行槽和徑向槽互相貫通。相鄰的流道間運動(dòng),使得該閥在不同開(kāi)度時(shí)都能有合乎使用要求的流可以溝通。流體由外環(huán)經(jīng)由徑向槽流入內環(huán)。在流動(dòng)過(guò)量。也就是說(shuō),它能夠較好地補償實(shí)際工況下流量特性程中,一部分流體一分為一,背向流去。另一部分流體的畸變。使得系統的流量自動(dòng)化調節更為靈敏和有效,合二為一,相向匯合。高速流動(dòng)的分子產(chǎn)生撞擊、摩擦如圖6。和旋渦,大量消耗能量。使壓力能更有效降低。其降壓效果比迷宮式盤(pán)片更好,防汽蝕效果更佳。使用壽命也更長(cháng),如圖4圖6套筒結構由于該閥具有全新的降壓節流原理,獨創(chuàng )的內部結構,使其具有良好的調節性能和較長(cháng)的使用壽命,不但圖4環(huán)流對沖式調節閥適用于減溫水調節閥,也適用于鍋爐連續排污調節閥和每個(gè)盤(pán)上的溝槽數量和尺寸是變化的,根據不同的給水泵最小流量冉循環(huán)調節閥,是該領(lǐng)域閥門(mén)的更新?lián)Q系統中壓差的不同而設計出具有不同流阻的盤(pán)片。再將代和以國代進(jìn)的理想產(chǎn)品。cM幾種不同流阻的盤(pán)片按照設計要求組合在一起,采用特中國煤化工期:2080602)殊工藝將其緊密結合成一個(gè)整體,即成為套筒,如圖5。CNMHG52200年第11期cM通用機