技術(shù)與應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品 New Tecnology&NMd風(fēng)機的調(diào)速節(jié)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(jié)能技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展水平,探討了風(fēng)機調(diào)速節(jié)能的原理和實施方法,并分析了交流變頻調(diào)速風(fēng)機的特點和所能達(dá)到的節(jié)能效果。【關(guān)鍵詞】風(fēng)機變速節(jié)能變頻調(diào)速前言片角度的液壓式動葉可調(diào)風(fēng)機,節(jié)能效果好。德國TLT風(fēng)機是工礦企業(yè)的通用設(shè)備之一,鍋爐鼓風(fēng)、消煙公司生產(chǎn)的液壓式動葉調(diào)節(jié)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(shè)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(yīng)用量大面廣,因此風(fēng)機的節(jié)能降耗日益引人關(guān)注75%。日本三井三池制作所開發(fā)的低噪聲混流式局部通二、風(fēng)機節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀風(fēng)機,可通過改變?nèi)~高和葉片安裝角度獲得所需要的性近幾年來,我國風(fēng)機產(chǎn)業(yè)通過技術(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(jié)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(diào)節(jié)范圍為額定流量的面,開發(fā)了外寬內(nèi)窄、彎掠組合的低噪聲軸流風(fēng)機葉35%~107%,多變效率達(dá)到82%,平均節(jié)能率為型;在轉(zhuǎn)動性能的創(chuàng)新方面,開發(fā)了正反轉(zhuǎn)性能等同的2.5%~51%。而全靜葉可調(diào)軸流式曝氣鼓風(fēng)機的年節(jié)軸流風(fēng)機,其效率達(dá)80%2。如上海鼓風(fēng)機廠引進(jìn)德國能率則可達(dá)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(shè)計制造的TT動葉可型壓縮機,其等溫效率以達(dá)82%,居同類產(chǎn)品前列。日調(diào)軸流通風(fēng)機就是其中一例。為了滿足不同使用條件所本神戶制鋼研究所在引進(jìn)美國VC型離心壓縮機的基礎(chǔ)提出的不同要求,該風(fēng)機的動葉分別采用鍛鋼、球墨鑄上,經(jīng)過改造制成了大流量半開式三元葉輪,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(wěn)定地保持在三、風(fēng)機調(diào)速節(jié)能原理83%~88%之間。成都電力機械廠和沈陽鼓風(fēng)機集團(tuán)公上面所述的風(fēng)機節(jié)能技術(shù)主要是基于對風(fēng)機結(jié)構(gòu)的司引進(jìn)德KCK公司技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)的KKK系列靜葉可調(diào)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(dǎo)葉裝置和出口導(dǎo)葉裝置可按照工有重要貢獻(xiàn)。況的變化進(jìn)行調(diào)節(jié),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(zhuǎn)速成正比,軸以明顯提升。沈陽鼓風(fēng)機集團(tuán)公司制造的DH型離心壓功率與轉(zhuǎn)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)的三元流動葉輪和進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)機構(gòu),每級葉輪均在最佳轉(zhuǎn)速下工K,n'作,級間所設(shè)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(shù)壓縮的方式工作,整機效率可達(dá)82%。中國煤化工往是恒定不變近年來,美國煤礦業(yè)開始采用在運行中可以改變?nèi)~的CNMHG多實際的供氣系cM通用機堿新技術(shù)新產(chǎn)品 New Tecnology&№Mad技術(shù)與應(yīng)用CM統(tǒng),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)機專用數(shù)字式變下均有足夠的供氣量,常根據(jù)所需最大供氣量選配風(fēng)頻調(diào)速器。采用數(shù)字鍵盤,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(yīng),但由式制。應(yīng)用開環(huán)控制方式和閉環(huán)PD控制方式實現(xiàn)壓力控(2)不難發(fā)現(xiàn),如此會帶來很大的浪費。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(tǒng)的設(shè)計僅適合于實際供氣量比所需活°。變頻調(diào)速法的調(diào)速范圍大,精度高,運行中只要供氣量大時不會對相關(guān)設(shè)備的工作構(gòu)成不利影響的場改變電源頻率f,就能得到與之相對應(yīng)不同風(fēng)機的機械合。對于必須按實際需要進(jìn)行供氣的系統(tǒng),過去常用的特性,實現(xiàn)無級調(diào)速。方法是在風(fēng)機出風(fēng)口處設(shè)置一可調(diào)的風(fēng)門擋板,借此改利用變頻調(diào)速點及驅(qū)動的風(fēng)機稱為變頻調(diào)速風(fēng)機,變風(fēng)機流道的通流面積實現(xiàn)供氣量的調(diào)節(jié)。這種方法的其特點是:缺點是,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,從而可減少無功電流和無功損耗。機的工作負(fù)荷,進(jìn)而會影響到風(fēng)機的壽命。為了克服上2)風(fēng)機工作點穩(wěn)定,用風(fēng)設(shè)備壓力變化小。如變述缺點,近些年風(fēng)機調(diào)速技術(shù)倍受重視。頻調(diào)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,可以通過降50~80)Pa低風(fēng)機轉(zhuǎn)速的方法減小風(fēng)機的供氣量。由式(2)知3)變頻調(diào)速風(fēng)機可實現(xiàn)無級調(diào)速,風(fēng)壓變化平緩,風(fēng)機轉(zhuǎn)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)道振動和軸承磨損,可延長風(fēng)機的使用壽功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比)。如某工礦企業(yè)供氣系統(tǒng)日平均約40%的實際所需的4)應(yīng)用變頻調(diào)速后,電動機可軟起動,起動電壓供氣量是設(shè)定供氣量的80%,若利用風(fēng)機調(diào)速技術(shù)適時降減少,對電網(wǎng)沖擊大幅減少切。按需進(jìn)行供氣,其節(jié)能效果可達(dá)20%。對多家工礦企業(yè)5)變頻器操作簡單,自主保護(hù)功能強,當(dāng)變頻器供氣系統(tǒng)的調(diào)查表明,利用調(diào)速技術(shù)改造過的供氣系發(fā)生故障時,變頻與工頻之間能自動切換,風(fēng)機可連續(xù)統(tǒng),節(jié)能效果均十分明顯,其節(jié)能率一般都在15%~運行,不影響安全生產(chǎn)。%之間。五、結(jié)束語風(fēng)機調(diào)速有多種方式,如機械式變速器調(diào)速、液力1)低能耗的風(fēng)機結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的風(fēng)機控制技術(shù)均可變矩器調(diào)速、交流變頻調(diào)速等。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)達(dá)到良好的節(jié)能效果。展,交流變頻調(diào)速代表了風(fēng)機變速節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方2)風(fēng)機調(diào)速技術(shù)有多種,由于變頻調(diào)速的可控性向好,調(diào)速范圍寬,因此變頻調(diào)速風(fēng)機不僅節(jié)能效果明四、風(fēng)機變頻調(diào)速技術(shù)顯,而且風(fēng)機的各項性能均得到顯著改善由“電機學(xué)”知,交流電動機的轉(zhuǎn)速與供電動電壓的頻率成正比,即:參考文獻(xiàn)[1]沈秀惠.提高風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能改造的途徑[門.煤礦機式中n—電動機轉(zhuǎn)速,單位為r/min;械,2007(9)f電動機端電壓頻率,單位為Hz;[2]徐常武.節(jié)能風(fēng)機的研制與應(yīng)用[冂.產(chǎn)業(yè)與市場S—電動機轉(zhuǎn)差率2006(9)P電動機定子繞組極對數(shù)[3]任世瑤.節(jié)能型風(fēng)機的研制成果[門].工業(yè)用水與廢式(3)揭示了交流電動機變頻調(diào)速的原理。改變水,2006(1)電動機定子供電頻率,可改變電動機轉(zhuǎn)速。欲保持變頻[4]徐常武.風(fēng)機節(jié)能潛力分析及對策(上篇)[J.產(chǎn)調(diào)速時電動機最大轉(zhuǎn)矩不變,就需要維持電動機磁通不業(yè)與市場,2006(7)變,即要求常數(shù),也就是電動機端電壓U應(yīng)隨作相應(yīng)變[5]中國煤化工3器自動化,207化?，F(xiàn)市場上為風(fēng)機變頻調(diào)速提供許多專用變頻器,HCNMHGcM通用機2008年第11期GM技術(shù)與應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)晶 New Technobgy& Now Melard[6]倪小敏.風(fēng)機泵類機械的高效節(jié)能剖析[冂].應(yīng)用能[9]梁國富.電廠泵與風(fēng)機的節(jié)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(jié)能技術(shù)[J].糧食與油[10]毛亞紅.風(fēng)機和泵的最佳節(jié)能方法[J設(shè)備節(jié)能,脂,2007(9)收稿日期:2008/06/02)[8]虞曉林.電廠風(fēng)機節(jié)能研究與改造[刀.水利電力機械,2007(10)(上接第49頁)性,于2004年獲得國家專利。環(huán)流對沖式調(diào)節(jié)閥是在多孔抗汽蝕套筒閥、多級閥芯節(jié)流調(diào)節(jié)閥、迷宮疊片式調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是高壓差抗汽蝕調(diào)節(jié)閥的新一代產(chǎn)品。環(huán)流對沖式調(diào)節(jié)閥的關(guān)鍵零件—環(huán)流對沖式盤片,采用特殊的結(jié)構(gòu)和工藝。該盤片和當(dāng)前流行的迷宮式盤片相比,形狀相近前功能和原理卻有很大區(qū)別。迷宮式盤片是在圓片上加工數(shù)道各自獨立的溝槽,溝槽路徑是曲折多彎的通過十幾次甚至幾十次改變流體方向,達(dá)到增加阻力和逐步降壓,可以防止在降壓過程中產(chǎn)生空化和汽蝕。環(huán)圖5套筒結(jié)構(gòu)流對沖式盤片在圓盤上也加工有數(shù)道至十?dāng)?shù)道溝槽。其閥芯和套筒內(nèi)孔精密配合,閥桿帶動閥芯在套筒內(nèi)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,使得該閥在不同開度時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(nèi)環(huán)。在流動過量。也就是說,它能夠較好地補償實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(tǒng)的流量自動化調(diào)節(jié)更為靈敏和有效,合二為一,相向匯合。高速流動的分子產(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片更好,防汽蝕效果更佳。使用壽命也更長,如圖4圖6套筒結(jié)構(gòu)由于該閥具有全新的降壓節(jié)流原理,獨創(chuàng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其具有良好的調(diào)節(jié)性能和較長的使用壽命,不但圖4環(huán)流對沖式調(diào)節(jié)閥適用于減溫水調(diào)節(jié)閥,也適用于鍋爐連續(xù)排污調(diào)節(jié)閥和每個盤上的溝槽數(shù)量和尺寸是變化的,根據(jù)不同的給水泵最小流量冉循環(huán)調(diào)節(jié)閥,是該領(lǐng)域閥門的更新?lián)Q系統(tǒng)中壓差的不同而設(shè)計出具有不同流阻的盤片。再將代和以國代進(jìn)的理想產(chǎn)品。cM幾種不同流阻的盤片按照設(shè)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(jié)合成一個整體,即成為套筒,如圖5。CNMHG52200年第11期cM通用機