探讨离心风机节能降耗改造试验

学术论文 2017-05-10 15:57:50
  一、离心风机的概念 
  离心风机是一种依靠外界输入的机械能,来提高内部气体的压力并且将气体排送出去的机械设备,是一种从动的流体机械。这种机械在很多方面都有广泛的应用,比如工厂、隧道、矿井、车辆等,建筑物中的通风、冷却等过程,空气调节设备、家用电器等设备的冷却通风,谷物烘干等。 
  离心风机工作原理: 
  离心风机的工作原理和透平压缩机比较相似,都是由于内部的气体流速比较低,导致内部的压力变化不是太大,因此可以把气体作为不可压缩的流体来处理,不需要考虑到气体的比容变化。离心风机的形式有两种,即左旋和右旋。分辨这两种离心风机的方式是从电动机的一边正视过去,若叶轮是顺时针旋转,则是右旋的离心风机,反之是左旋的风机。 
  由风机的工作原理可以知道,风机的风量大小和电机的转速是成正比的,风机的风压大小与电机转速的平方量成正比,离心风机的轴功率即是风量与风压值的乘积,因此可以计算得出风机的轴功率和风机的电机转速三次方大小成正比,具体的关系如下图所示。较落后,比如在风机的传动上海广泛用V带、蜗轮副等装置,传动效率比较低;二是由于调节的方法落后,很多离心风机都还采用调节门进行调节,导致其装置效率不高。 
  (二)非制造厂因素 
  导致离心风机能耗较高的因素除了自身的部件问题,还有其他方面的影响。 
  第一,风机的实际工作点与预期的高效率工作点有偏差。离心风机的能耗与其工作点有密切的联系,工作人员若是给风机选用过大的安全裕量,或者只是盲目地选择其高档性能区,很容易造成离心风机的额定风量超过了工作中实际需要的性能,此时只好采用节流的方式来增加阻力,人为阻力的增加自然会导致风机的能量消耗增多,使用效率降低。 
  第二,选取风机的配套电动机容量偏大。在采购离心风机时常常选择电动机额定功率较高的离心风机,这很容易造成极大的浪费。 
  第三,由于风机的管路系统设计不合理,会增加风机管网的阻力,从而增加风机的能耗。降低了风机使用效率。 
  第四,离心风机的使用过程中采用了不适宜的调节方法,会降低其工作效率增加能耗,另外,由于管理过程不妥善也会造成过多的电能浪费。 
  三、加强离心风机的节能降耗 
  加强离心风机的节能降耗措施有很多,比如推广高效节能风机的使用范围;对于低效的旧式风机可以进行改造,逐步淘汰;尽量采用比较经济的风机调节方法;在风机的研发过程中引入新的技术等。 
  (一)离心风机的节能途径 
  对离心风机进行节能降耗,具体的技术主要有两类,一是设计改造产品的质量来提高风机的运行效率,从而降低能量消耗;二是根据产品在实际运转过程中的状态和参数来提高运行的效率。具体的节能措施主要有以下两类。 
  1、恒速机组。对恒速机组而言,要想提高离心风机的工作效率,方式有很多,例如,用高效的离心风机换掉低效的风机;用小叶轮代替大叶轮;改变动叶的安装角,使得动叶可调;改变风机叶片的宽度;改变扩压器的安装角等。对于恒速的离心风机,在节能改造的过程中,需要根据风机的实际构造情况采取最合适的方法。 
  2、变速机组。对于变速机组,具体的节能途径与恒速机组有一定差别,这种方式的关键在于改变风机的转速,主要方式有变频调速;电磁调速;串级调速;变极对数调速;无换向器电动机调速等,可以利用液力耦合器;液力调速离合器等装置来改变风机的速度,从而达到节能的效果。 
  比如,采用液力耦合器进行节能的过程中,以实例证明能量的消耗量。以转炉风机为例,转炉在进行炼钢生产循环过程中,装料、出钢时并不会产生很多烟气,但在吹氧冶炼的过程中产生烟气较多,因此,风机的排风工艺要随着流程的变化发生改变。比如上钢五厂在实际操作过程中采用了YDT450型调速耦合器控制风量,高速运转时离心风机的功率为323kW,而速度较低时运转功率仅有105kW,一年中可以节约的电能是70万千瓦时,是一笔极大的数目。
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