通風(fēng)系統(tǒng)的減阻與節(jié)能通風(fēng)系統(tǒng)的減阻與節(jié)能Reducing Resistance Energy Saving in Fan System朱建國殷忠民魯新賢上海理工大學(xué)浙江上風(fēng)集團(tuán)【摘要】通過典型實(shí)例,詳細(xì)分析了通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)風(fēng)機(jī)性能的影響程度要視具體工況而定。行中出現(xiàn)風(fēng)量不足的原因提出了相應(yīng)的改進(jìn)方(2蒼網(wǎng)阻力偏大主要是由于管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、尺案。對改進(jìn)后的系統(tǒng)實(shí)測表明,減阻節(jié)能效果顯寸以及氣流速度等不合理造成的。如管道彎曲不著并完全滿足了設(shè)計要求。良或其截面變化不合理使局部阻力偏大出口管關(guān)鍵詞通風(fēng)系統(tǒng)減阻節(jié)能徑偏小使出口動壓損失顯著增大使管網(wǎng)阻力曲線由p-Q變?yōu)閜-Q如圖1所示。Abstract: According to several typical examples, theof air volume shortage happened in runnimethod are provided. The actual test results of the im-proved system show that the effect of reducing resistancein deysa saving is striking and meet the requirementsana eneKey words Ventilating system Reducing resistance En24 2. Q通風(fēng)系統(tǒng)的減阻節(jié)能原理分析圖1p-Q曲線現(xiàn)在首先分析在一般情況下通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量不足的原因。(1沨風(fēng)機(jī)性能未達(dá)到設(shè)計參數(shù)造成此缺陷的管件形狀名稱e值管件形狀示意圖原因無導(dǎo)葉1.25①制造質(zhì)量差(如風(fēng)機(jī)葉型、葉角以及沖角等矩形直角偏差大)彎頭內(nèi)裝導(dǎo)葉0.35②風(fēng)機(jī)工況惡倀如風(fēng)機(jī)進(jìn)口存在突縮急速直角突縮流向轉(zhuǎn)彎級氣端帆布軟管內(nèi)癟嚴(yán)重法蘭錯位等突縮vv=0.24)進(jìn)口導(dǎo)致進(jìn)口流場畸變使渦流進(jìn)入葉輪)6=60°收縮管0.2若存在以上兩點(diǎn)時均會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)特性曲線從直角p-Q變?yōu)閜-Q如圖1所示。入口弧形0.03在通常情況下批量生產(chǎn)風(fēng)機(jī)都有一定的工藝保證措施,一般不會引起風(fēng)機(jī)性能較大變化但用中國煤化工戶若忽視安裝條件就會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)工況惡化CNMHG根據(jù)大量產(chǎn)品使用后的情況統(tǒng)計工況惡化對因?yàn)橄到y(tǒng)實(shí)際風(fēng)量不僅取決于風(fēng)機(jī)本身的特性2003年4月18日收到上海市200093而且還與管網(wǎng)的性能有關(guān)。如圖1所示若管網(wǎng)阻力41風(fēng)機(jī)技術(shù)2004年第1期/節(jié)能較小則風(fēng)量為Q若管網(wǎng)阻力偏大則風(fēng)量為QA若管網(wǎng)阻力偏大且風(fēng)機(jī)工況惡化則風(fēng)量為Q。對于不同形狀的管道,其局部阻力因局部損失系數(shù)ε值各異而相差懸殊。表1列岀了通風(fēng)系統(tǒng)中常用管件的局部損失系數(shù)ε值的對比情況。(a)突縮(不好)(b)弧形(好)(c)錐形(好二、典型實(shí)例北京某公司對其未經(jīng)改進(jìn)的風(fēng)道進(jìn)行實(shí)測圖3風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)管形式的優(yōu)劣發(fā)現(xiàn)風(fēng)量普遍偏小但通過改善風(fēng)機(jī)的安裝條件及其匹配管路后在未增加風(fēng)機(jī)功率的條件下風(fēng)(3)風(fēng)機(jī)出口管路布置不合理量卻完全滿足了設(shè)計要求。下面就對該公司通風(fēng)不能充分利用占全壓比重很大的風(fēng)機(jī)出囗動系統(tǒng)中普遍存在的典型問題進(jìn)行具體分析并提壓使風(fēng)機(jī)的靜壓效率偏低。若保證有效利用風(fēng)出相應(yīng)的改進(jìn)方案機(jī)出口動壓通常須將風(fēng)機(jī)出口設(shè)計成漸擴(kuò)管形(1安裝不當(dāng)式通常軸流風(fēng)機(jī)出口的擴(kuò)張角θ≤8°12°)以回①風(fēng)機(jī)進(jìn)口帆布段兩個法蘭因錯位而上下偏收部分動壓進(jìn)一步提高風(fēng)機(jī)的靜壓效率減少損心使氣流軸對稱破壞脈動力增強(qiáng),風(fēng)機(jī)進(jìn)口流失如圖4所示場不均勻如圖2a所示。此時須重新安裝法蘭并保證其同軸度要求,才可確保系統(tǒng)實(shí)際風(fēng)量和機(jī)出口風(fēng)壓達(dá)到設(shè)計要求4風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)偏心距(a)法蘭錯位(b)帆布管內(nèi)癟(4蒼網(wǎng)的吸氣管道或排氣管道的流道方向或其截面變化設(shè)計不合理因管網(wǎng)設(shè)計不合理使局部阻力偏大,導(dǎo)致管網(wǎng)總阻力劇增。因此設(shè)計中盡量不采用近距離突②風(fēng)機(jī)進(jìn)口帆布管內(nèi)癟相當(dāng)于其進(jìn)口安裝擴(kuò)、突小突分、變向、急彎等使流道急變的流道截了一個節(jié)流閥既導(dǎo)致了風(fēng)杋性能顯著下降又增面以避免岀現(xiàn)較大范圍的渦流區(qū)也可減少二次加了壓力降如圖2b所示。若將風(fēng)機(jī)與帆布接管流動的產(chǎn)生和波及范圍。對圖5a所示情形在矩盡量拉直減輕帆布管內(nèi)癟,則可改善吸入流場。形直角彎管中加裝轉(zhuǎn)向葉片后局部損失系數(shù)顯而易見帆布管內(nèi)癟對小直徑風(fēng)機(jī)的影響要比值大大降低局部阻力顯著減小管網(wǎng)性能明顯改大直徑風(fēng)機(jī)嚴(yán)重得多。善如圖5b所示。(2嵐機(jī)進(jìn)囗管路布置不合理使其進(jìn)口流場畸變進(jìn)入葉輪氣流不均勻漩渦區(qū)增大風(fēng)機(jī)性能顯著下降。要保證進(jìn)氣速度場均勻提高風(fēng)機(jī)效率進(jìn)風(fēng)口通常采用平直進(jìn)氣管或漸縮管連接減少旋渦并將風(fēng)機(jī)安裝位置適轉(zhuǎn)向葉片當(dāng)遠(yuǎn)離吸氣管道的進(jìn)口使葉輪進(jìn)口流場均勻如(b)有轉(zhuǎn)向葉片圖3b和圖3c所示THE中國煤化工CNMHG(下轉(zhuǎn)第23頁)離心通風(fēng)機(jī)葉輪焊接變形的控制3葉片與后盤焊接好后進(jìn)行清理和檢査合范圍內(nèi)冷卻后拆除固定胎具見圖1)格后要按焊接順序在徑向用火焰進(jìn)行均勻加熱如果在生產(chǎn)中無法安排2名以上的焊工施溫度應(yīng)在退火溫度范圍內(nèi)這樣就消除了部分焊焊也可以安排1名焊工施焊在焊接前可以在3后殘余應(yīng)力。加熱后待溫度冷卻之后再磨除葉5片葉片的左右側(cè)點(diǎn)固支撐架以控制角變形但片上端的點(diǎn)固板條按圖紙將前盤點(diǎn)固到葉片上,焊接順序最好與2名焊工時相同。然后拆除后盤加固四、效果驗(yàn)證臨時固定板采用上述工藝措施后對其效果進(jìn)行了驗(yàn)證經(jīng)過對10個直徑2m左右的離心式葉輪的變形量進(jìn)行了實(shí)際測量葉片基本沒有產(chǎn)生角變形,前、后盤波浪變形也控制在2mm以內(nèi)在控制變形方面確實(shí)起到了很好的效果洞時通過以上葉輪在電廠實(shí)際運(yùn)行1年以上情況的監(jiān)測沒有出現(xiàn)因?yàn)闅堄鄳?yīng)力影響風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行的情況這說明在消除殘余應(yīng)力方面也達(dá)到了預(yù)期效果。由于采用新工藝后在每臺葉輪焊接中使胎具占用時間減少注AB分別表示2名焊工~12表示焊接和火焰加熱順序了一半以上同時又不用帶胎具進(jìn)行整體退火處圖1分段對稱施焊示意圖理這就大大減少了葉輪生產(chǎn)因胎具影響工期的4將將拼裝后的葉輪固定到胎具上焊接前盤與情況由于不用進(jìn)行焊后整體退火還減少了大量葉片角焊縫焊接時的順序和方法同焊接葉輪后盤與費(fèi)用。而且新工藝簡化了焊接操作難度焊縫質(zhì)葉片角焊縫相同并且要嚴(yán)格控制焊接參數(shù)。焊接量也比以往有了很大提高。后在清理和檢査消缺后按焊接順序同后盤處理時通過以上驗(yàn)證在工藝上采取控制變形措施樣在徑向用火焰進(jìn)行均勻加熱溫度在退火溫度是切實(shí)可行的并且在很大程度上簡化了操作…+…“+…““…“……“…“+…+……+“…+“++…+…“…+“…+“++++…+……+“+++“+“+“+…++(上接第42頁)三、典型的通風(fēng)系統(tǒng)減阻節(jié)能實(shí)效估算Q實(shí)測)。表2列出了北京某公司6種型號風(fēng)機(jī)及其管道系統(tǒng)改進(jìn)前的實(shí)測風(fēng)量、設(shè)計風(fēng)量和消耗該公司的通風(fēng)管道經(jīng)上述方法改進(jìn)后實(shí)測功率比風(fēng)量達(dá)到并超過設(shè)計指標(biāo)完全滿足了使用要求從表2看出如對風(fēng)機(jī)的安裝條件及其系統(tǒng)并在較短的時間內(nèi)回收了改造風(fēng)機(jī)的投資提高管路不加改進(jìn)若確保系統(tǒng)達(dá)到額定風(fēng)量則選配了經(jīng)濟(jì)效益。功率必須成倍增長能源浪費(fèi)驚人。四、結(jié)論風(fēng)機(jī)型號改進(jìn)前的實(shí)測|設(shè)計風(fēng)量消耗功率比風(fēng)量m3/h)(m3/h)1風(fēng)機(jī)安裝條件及其進(jìn)囗管路布置對其進(jìn)SM-286750口流場有直接影響若處理不當(dāng)會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)性能SM-3055103.0510000顯著下降。(2部阻力對管網(wǎng)總阻力有舉足輕重的影響若設(shè)計不當(dāng)將導(dǎo)致管網(wǎng)總阻力劇增8600120002.74確悍玄麵定風(fēng)量必須對風(fēng)機(jī)安裝條從以上分析可知某公司的風(fēng)機(jī)安裝不合理管道阻力偏大如果不予以改造則必須調(diào)換更大中國煤化工匹配并嚴(yán)格施工。CNMHG功率的風(fēng)機(jī)來增大風(fēng)量。假設(shè)所調(diào)換風(fēng)機(jī)的效率1李慶宜通風(fēng)機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社1981近似不變并已達(dá)到設(shè)計風(fēng)量則按照功率與流量2樂志成通風(fēng)機(jī)的節(jié)能機(jī)械工業(yè)出版社198成3次方的關(guān)系估算消耗功率比i=(Q設(shè)計/3金朝銘陸肇達(dá)流體傳輸設(shè)備與運(yùn)行機(jī)械工業(yè)出版社19823