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多級離心鼓風(fēng)機(jī)在污水處理曝氣系統(tǒng)中的運(yùn)用已顯現(xiàn)其不可替代的優(yōu)點(diǎn)，成為環(huán)保人士在污水處理曝氣系統(tǒng)中首選鼓風(fēng)機(jī)，但如果鼓風(fēng)機(jī)選型時考慮不周，在實(shí)際使用時也會產(chǎn)生很多問題，根據(jù)我公司在鼓風(fēng)機(jī)選型方面豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為以下問題在污水處理曝氣系統(tǒng)中，對鼓風(fēng)機(jī)的選型非常重要。當(dāng)然，如果您認(rèn)為還有其他問題需要與我們商榷，歡迎與我們?nèi)〉寐?lián)系。 1．  管道流速 工藝設(shè)計時應(yīng)考慮氣體在管道中的流速，管道流速應(yīng)控制在16m/s以下，流速越快，管網(wǎng)阻力越大，可能會導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)喘振。 2．曝氣器 在國內(nèi)市場，曝氣器品種繁多，質(zhì)量參差不齊，價格跨度大。由于缺乏相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，作坊式生產(chǎn)方式普遍存在。例如，對橡膠曝氣器而言，每次所使用的原料及配料不盡相同，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。例：碳黑添加過量，膠板就會硬化，阻力增大；碳黑添加不足，膠板太軟，則容易破裂；甚至還存在使用再生橡膠等情況。所以，非工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品，其質(zhì)量很難控制。如果曝氣器釋放量（釋放量與水深、壓力、流速、曝氣器膠膜質(zhì)量均有關(guān)系）無法達(dá)到工藝要求，導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)流量釋放率&l;70%時，就會發(fā)生喘振。所以，在鼓風(fēng)機(jī)選型時，對曝氣器要有充分的了解。 3．止回閥 如果因在管道中加裝了止回閥而增加了系統(tǒng)阻力，使得管道總體阻力大于鼓風(fēng)機(jī)出口壓力，就會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，所以，鼓風(fēng)機(jī)選型時必須考慮止回閥因素。但不同企業(yè)生產(chǎn)的止回閥中的拉簧硬度不統(tǒng)一，導(dǎo)致曝氣系統(tǒng)阻力難以確定，對鼓風(fēng)機(jī)選型造成困難。 在使用華鼓鼓風(fēng)機(jī)時，在停機(jī)時，只要按華鼓鼓風(fēng)機(jī)的操作規(guī)程進(jìn)行操作，就完全可以避免倒進(jìn)水問題。所以在管道中不需安裝出口端止回閥，避免由于止回閥阻力難以確定而造成鼓風(fēng)機(jī)選型不正確的問題，同時減少系統(tǒng)成本和運(yùn)行費(fèi)用。 4．環(huán)境溫度 根據(jù)風(fēng)機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計氣溫為20℃，但在鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際使用時，會高于20℃，有的地方甚至超過40℃，出口壓力就會下降400mmH2O以上。如鼓風(fēng)機(jī)選型不當(dāng)，夏天使用時鼓風(fēng)機(jī)會發(fā)生喘振。 本公司根據(jù)我國大多數(shù)地區(qū)夏季普遍高溫的氣候特征，將鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口端設(shè)計溫度提高至37℃，即相同軸功率下，出口端壓力比國家標(biāo)準(zhǔn)高出近400mmH2O，彌補(bǔ)了我國大多數(shù)地區(qū)因夏天環(huán)境溫度過高而使鼓風(fēng)機(jī)壓力過低的情況，保證了鼓風(fēng)機(jī)在夏天時正常使用。 5．海拔高度 鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計壓力為98kpa（海拔高度150m，1am）。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)使用地點(diǎn)的海拔高度h&g;150m時，應(yīng)在出口壓力和進(jìn)口流量作適當(dāng)補(bǔ)償，高度不同，此補(bǔ)償量也不同，以保證設(shè)備正常運(yùn)行。 1)主要通風(fēng)系統(tǒng)必須裝置兩套同等能力的通風(fēng)機(jī)(包括電動機(jī))，其中一套工作，一套備用。備用通風(fēng)機(jī)必須能在lOmin內(nèi)開動。 (2)在一個井筒中應(yīng)盡量采用單一通風(fēng)機(jī)工作制。如因規(guī)格限制，設(shè)備供應(yīng)困難，或在所需風(fēng)量較大，網(wǎng)路阻力較小的礦井，可考慮兩臺同等能力的通風(fēng)機(jī)(包括電動機(jī))并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，另備用一臺相同規(guī)格的通風(fēng)機(jī)，但必須校驗(yàn)通風(fēng)機(jī)工作的穩(wěn)定性,并作出并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的特性曲線。 (3)所選通風(fēng)機(jī)應(yīng)滿足第一水平各個時期的負(fù)壓變化，并適當(dāng)照顧下一水平的通風(fēng)要求。 當(dāng)負(fù)壓變化較大時，可考慮分期選擇電動機(jī)，但初裝電動機(jī)的使用年限不宜少于10年。 (4)所選用的通風(fēng)機(jī)在整個服務(wù)年限內(nèi)，不但能供給礦井所需風(fēng)量，還應(yīng)使其在較高效率下經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，并有一定的余量。軸流式通風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計負(fù)壓和風(fēng)量時，葉片安裝角一般至少比允許范圍??；離心式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計轉(zhuǎn)速一般應(yīng)小于允許最大轉(zhuǎn)速的90%。 (5)通風(fēng)設(shè)備(包括風(fēng)道、風(fēng)門)的漏風(fēng)損失，當(dāng)風(fēng)井不作提升用途時，按需風(fēng)量的10%～15%計算；以箕斗井回風(fēng)時，按15%～20%計算；以罐籠井回風(fēng)時，按25%～30%計算。通風(fēng)設(shè)備各部阻力之和一般取100～200Pa。采用無風(fēng)機(jī)式空氣加熱裝置時，應(yīng)計入該裝置的負(fù)壓損失。軸流式通風(fēng)機(jī)采用消聲裝置后，應(yīng)將風(fēng)阻值增加50～80Pa。 (6)電動機(jī)的備用能力依軸功率的大小而異。當(dāng)軸功率在150kw以下時，宜采用1.2倍計；當(dāng)軸功率在150kW以上時，宜采用1.1倍計。在計算電動機(jī)容量時，還需計入機(jī)械傳動效率(2K60型通風(fēng)機(jī)例外)，當(dāng)用聯(lián)軸器直聯(lián)時，&ea;＝0.98，用三角皮帶傳動時，&ea;＝0.95。

                               防止鍋爐一次風(fēng)機(jī)“搶風(fēng)&dquo;技術(shù) 摘要：針對我國大型電站鍋爐直吹式制粉系統(tǒng)一次冷風(fēng)機(jī)常出現(xiàn)的“搶風(fēng)&dquo;現(xiàn)象，進(jìn)行了較深入的研究分折。所謂的“搶風(fēng)&dquo;是指：兩 臺并聯(lián)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)中，流量(電流)相差較大，而在試圖通過風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將流量調(diào)平時，卻發(fā)生較大流量風(fēng)機(jī)的流量突然減小，而較小流 量風(fēng)機(jī)的流量又迅速增大，始終無法調(diào)節(jié)到較一致的現(xiàn)象。如運(yùn)行時處理不當(dāng)，輕則造成機(jī)組負(fù)荷降低，重則造成機(jī)組負(fù)荷為零。因此， 如何避免一次風(fēng)機(jī)“搶風(fēng)&dquo;，就成為電廠極為關(guān)注和亟待解決的問題。在分析直吹式制粉系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性后指出：兩臺并 聯(lián)一次風(fēng)機(jī)發(fā)生“搶風(fēng)&dquo;現(xiàn)象的主要原因是其中一臺風(fēng)機(jī)進(jìn)入了“失速&dquo;狀態(tài)。并從一次風(fēng)機(jī)的選型設(shè)計和運(yùn)行控制兩個方面提出了防止 一次風(fēng)機(jī)失速的一系列技術(shù)措施和方法。 0引言 隨著我國火力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增加和節(jié)能減排要求越來越高，一次風(fēng)機(jī)采用雙級動葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)成為首選。為提高風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷下的運(yùn)行效率，在選型設(shè)計時降低了風(fēng)機(jī)的出力裕量；原采用離心式一次風(fēng)機(jī)的電廠，也紛紛將進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)改為變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)(其中尤以變頻調(diào)節(jié)最多)。但一次風(fēng)機(jī)發(fā)生“搶風(fēng)&dquo;的現(xiàn)象也增多起來，嚴(yán)重威脅著發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 所謂的“搶風(fēng)&dquo;是指：兩臺并聯(lián)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)中，流量(電流)相差較大(或一臺流量突然減小而另一臺的流量由于自動控制原因而迅速增加，甚直造成電機(jī)超電流而跳閘)，運(yùn)行時試圖用增大較小流量風(fēng)機(jī)開度和減小大流量風(fēng)機(jī)開度的辦法將兩臺風(fēng)機(jī)流量調(diào)平，但較小流量風(fēng)機(jī)的流量卻突然大幅度增加，而較大流量風(fēng)機(jī)的流量同時大幅度減小，兩臺風(fēng)機(jī)的流量始終無法調(diào)到較一致的現(xiàn)象。如運(yùn)行人員處理不當(dāng)，輕則引起跳停部分磨煤機(jī)而降低機(jī)組負(fù)荷，重則造成磨煤機(jī)全停、鍋爐MFT（總繼料跳閘）動作而機(jī)組負(fù)荷為零。因此，如何避免一次風(fēng)機(jī)“搶風(fēng)&dquo;就成為電廠尤其是己發(fā)生過“搶風(fēng)&dquo;現(xiàn)象的電廠極需防止和解決的問題。 1兩并聯(lián)一次風(fēng)機(jī)發(fā)生“搶風(fēng)&dquo;現(xiàn)象的原因 大型燃煤電站鍋爐的制粉系統(tǒng)，除燃用褐煤外，均采用中速（或雙進(jìn)雙出鋼球）磨煤機(jī)正壓直吹式系統(tǒng)。該制粉系統(tǒng)通常一臺鍋爐配有多臺磨煤機(jī)，但絕大多數(shù)只配兩臺一次冷風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行供各磨煤機(jī)的通風(fēng)。由于采用該制粉系統(tǒng)的鍋爐一次風(fēng)系統(tǒng)總阻力較大，需一次風(fēng)機(jī)的壓力達(dá)15kPa左右，比轉(zhuǎn)速較低，只有采用高壓離心式通風(fēng)機(jī)和雙級動葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)才能滿足要求。此兩種風(fēng)機(jī)均在在失速(不穩(wěn)定)區(qū)，且雙級動葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)的失速區(qū)還較大。當(dāng)一次風(fēng)機(jī)選型不合理或運(yùn)行操作不當(dāng)造成在某一負(fù)荷下，一次風(fēng)系統(tǒng)所需總風(fēng)量小于所需兩臺一次風(fēng)機(jī)工作壓力下不失速的流量之和時，必將造成一臺風(fēng)機(jī)失速。此時，如機(jī)組負(fù)荷不降低，制粉系統(tǒng)需要的通風(fēng)總量和阻力也不會變，則兩臺一次風(fēng)機(jī)不可能都不失速，如因系統(tǒng)擾動使失速風(fēng)機(jī)脫離失速，流量突增，另一臺不失速風(fēng)機(jī)必將落入失速區(qū)運(yùn)行，流量驟降，即發(fā)生“搶風(fēng)&dquo;。大型機(jī)組正常運(yùn)行時，兩臺一次風(fēng)機(jī)為自動控制，當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)失速導(dǎo)致其流量和壓力突然降低時，另一臺風(fēng)機(jī)在自動控制下將增大開度(調(diào)節(jié)葉片角度或轉(zhuǎn)速)，該風(fēng)機(jī)的流量和壓力迅速增加，如不及時切換為手動操作，甚直可能超過驅(qū)動電機(jī)額定電流而跳停該風(fēng)機(jī)。 由上分析可得出，兩并聯(lián)一次風(fēng)機(jī)發(fā)生“搶風(fēng)&dquo;現(xiàn)象的根本原因是其中一臺風(fēng)機(jī)在失速狀況下運(yùn)行。 2雙級動葉調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)性能特征 圖3為某廠雙級動葉調(diào)節(jié)軸流式一次風(fēng)機(jī)的性能曲線及各設(shè)計運(yùn)行工況點(diǎn)。由圖可見，該類型風(fēng)機(jī)的壓力特性線在動葉角度較大時較平坦，而在動葉角度較小時則較陡。對于一次風(fēng)機(jī)，往往因考慮煤質(zhì)變差等情況導(dǎo)致其設(shè)計參數(shù)(TB工況)的富裕量較大，造成實(shí)際運(yùn)行在動葉開度較小區(qū)域。如下圖所示選型結(jié)果，TB工況下動葉角度約為67.5°，此時壓力特性較平坦。BMCRR工況的動葉角度在50°左右，壓力特性線己很陡，THA和75%THA工況的動葉角度分別約46.5°和約43°，風(fēng)機(jī)壓力特性更陡。裕量較小而流量失速裕量較大。隨著動葉角度的減小，壓力特性線變陡，則壓力失速裕量增大而流量失速裕度減小。圖中從TB工況點(diǎn)到THA工況點(diǎn)的壓力失速裕量由9.5%增至18.6%，流量失速裕度卻由14.6%降至11.5%，流量失速裕量絕對值約由23.6m3/s降至約11.1m3/s，下降了一倍多。這就是雙級動葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)在正壓直次式制粉系統(tǒng)中的獨(dú)特運(yùn)行特性3一次風(fēng)機(jī)所在直吹式制粉系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)正壓直吹式制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)為多臺，隨鍋爐負(fù)荷的降低，其調(diào)節(jié)手段除減小各臺磨煤機(jī)給煤量外，最主要最經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)手段是通過減少投運(yùn)磨煤機(jī)的臺數(shù)而盡可能維持運(yùn)行磨煤機(jī)的最佳出力。相應(yīng)的一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行壓力隨機(jī)組負(fù)荷的降低下降較慢，而流量隨投運(yùn)磨煤機(jī)數(shù)量的減少成梯級跳躍下降。這是正壓直吹式制粉系統(tǒng)運(yùn)行的一個特點(diǎn)。 4動葉調(diào)節(jié)軸流式一次風(fēng)機(jī)在啟、停磨和跳磨時昜失速的機(jī)理 如上節(jié)分析，當(dāng)制粉系統(tǒng)停運(yùn)一臺磨煤機(jī)，一次風(fēng)機(jī)壓力下降較小，而風(fēng)量下降很大。如從5臺磨運(yùn)行到4臺磨運(yùn)行時，一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量將下降約1/5，由4臺磨運(yùn)行到3臺磨運(yùn)行時，一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量將下降約1/4。如此大的風(fēng)量變化往往超過一次風(fēng)機(jī)動葉角度不變時的失速裕量，使一臺一次風(fēng)機(jī)落入失速區(qū)運(yùn)行而發(fā)生搶風(fēng)現(xiàn)象，若控制不好可能進(jìn)一步造成MFT動作而停爐。如前圖中，設(shè)倒數(shù)第二工況點(diǎn)為100%THA工況點(diǎn)，5臺磨煤機(jī)運(yùn)行。此時一次風(fēng)機(jī)流量約96.1m3/s，動葉角度約46.5°，在該角度下的失速流量約85m3/s，即流量失速裕量約為 11.1m3/s。若在此運(yùn)行工況下因故跳掉一臺磨煤機(jī)，則一次風(fēng)機(jī)流量將減少1/5(19.22m3/s)約為76.88m3/s。此流量己低于該動葉的失速流量（85m3/s），因此，若跳磨時立即關(guān)斷了磨煤機(jī)出口門而未能及時關(guān)小一次風(fēng)機(jī)動葉角度，則該一次風(fēng)機(jī)必定失速。反之在正常由5臺磨煤機(jī)減至4臺磨煤機(jī)運(yùn)行的操作過程中，如在減小被停磨煤機(jī)通風(fēng)量過程中未及時關(guān)小一次風(fēng)機(jī)動葉角度，也會造成一次風(fēng)機(jī)失速。同樣在由4臺磨煤機(jī)過渡到5臺磨煤機(jī)運(yùn)行的操作過程中，如過早或過快開大一次風(fēng)機(jī)動葉角度也有可能導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)失速。 5防止動葉調(diào)節(jié)軸流式一次風(fēng)機(jī)在啟、停磨和跳磨時失速的措施 經(jīng)以上分析后提出，為防止動葉調(diào)節(jié)軸流式一次風(fēng)機(jī)在啟、停磨和跳磨時失速，需從以下幾個方面采取措施。 1）在設(shè)計改造階段的措施 在選型設(shè)計時應(yīng)合理確定風(fēng)機(jī)的設(shè)計裕量，特別是流量裕量不可太大，使正常負(fù)荷下的風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)在風(fēng)機(jī)效率較高、動葉角度較大、壓力特性線較平坦的區(qū)域。盡可能做到在任何工況下跳一臺磨煤機(jī)時不需關(guān)小動葉角度而不導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)失速。 2）在調(diào)試階段的措施 由于在選型設(shè)計階段裕量確定受多種特殊因素（如煤質(zhì)變化）影響，往往偏大；軸流式風(fēng)機(jī)性能的特點(diǎn)之一是各動葉角度下的最高效率點(diǎn)均接近失速點(diǎn)，選型設(shè)計時考慮到風(fēng)機(jī)能耗水平，失速裕量不可能留得太大；設(shè)計階段確定的各運(yùn)行工況參數(shù)由于種種原因與機(jī)組投運(yùn)后的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)會有差異。因此在調(diào)試階段應(yīng)測量出一次風(fēng)機(jī)在各種磨煤機(jī)投運(yùn)臺數(shù)下的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，以判斷在跳磨時是否可能失速，并為制定制粉系統(tǒng)運(yùn)行操作規(guī)程提供可靠依據(jù)。 3）運(yùn)行控制措施 防止跳磨時一次風(fēng)機(jī)失速的措施，建議采用跳磨時聯(lián)動關(guān)小一次風(fēng)機(jī)動葉角度，具體關(guān)小多少需試驗(yàn)確定（一般關(guān)小5%即可）。 防止在停一臺磨煤機(jī)過程中一次風(fēng)機(jī)失速的措施是減小被停磨煤機(jī)通風(fēng)量過程中及時關(guān)小一次風(fēng)機(jī)動葉角度（可維持熱一次風(fēng)母管壓力不變）。防止增投磨煤機(jī)過程中一次風(fēng)機(jī)失速的措施是先調(diào)增開磨煤機(jī)的冷、熱風(fēng)門后緩慢開大一次風(fēng)機(jī)動葉角度，在整個過程中維持熱一次風(fēng)母管壓力基本不變或平穩(wěn)變化。

 中美風(fēng)機(jī)能源效率分級標(biāo)準(zhǔn)對比 摘要：隨著世界能源短缺狀況的加劇和推廣應(yīng)用低碳節(jié)能產(chǎn)品的呼聲越來越大，國內(nèi)外陸續(xù)開展風(fēng)機(jī)最低效率或能效等級標(biāo)準(zhǔn)的研究。美國AMCA制訂了通風(fēng)機(jī)能效等級標(biāo)準(zhǔn)，我國早在2005年就已頒布《通風(fēng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評價值》標(biāo)準(zhǔn)，2009年該標(biāo)準(zhǔn)又修訂為《通風(fēng)機(jī) 能效限定值與能效等級》標(biāo)準(zhǔn)。無疑，能源效率標(biāo)準(zhǔn)的研究對推動通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的進(jìn)步和降低碳排放將起到十分重要的推動作用。 0引言 風(fēng)機(jī)在各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域得到應(yīng)用，如通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)、工藝處理、干燥、氣體輸送、助燃系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)、電子設(shè)備冷卻等。據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)機(jī)能耗占世界能耗近20%，在中國，風(fēng)機(jī)拖動系統(tǒng)消耗的電力約占全國電力消費(fèi)總量的10.4%，年耗電量約為810億Kw1&middo;h 。隨著世界能源短缺狀況的加劇和推廣應(yīng)用低碳節(jié)能產(chǎn)品的呼聲越來越大，國內(nèi)外陸續(xù)開展風(fēng)機(jī)能效等級標(biāo)準(zhǔn)的研究 。 我國早在2005年就已頒布《通風(fēng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評價值》標(biāo)準(zhǔn)，2009年又修訂為《通風(fēng)機(jī)能效限定值與能效等級》標(biāo)準(zhǔn)。美國AMCA組織于2010年2月19日審批通過了《EnegyEfficiencyClassificaionfoFans》，標(biāo)準(zhǔn)號為AMCA205-10，2012年該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂并同時獲得美國標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AMCA205-12。 本文從標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍到效率分級劃分方法對上述兩個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比，以便取長補(bǔ)短，在下次GB19761修訂時,借鑒國外先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)與國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的接軌,使我國通風(fēng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)更科學(xué)和具有可操作性，推動國家發(fā)展改革委關(guān)于節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效節(jié)能通風(fēng)*基金項目：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃推廣實(shí)施細(xì)則的貫徹執(zhí)行。 1標(biāo)準(zhǔn)適用范圍對比 ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)適用于葉輪直徑大于等于125mm，軸功率大于等于750W的由電機(jī)驅(qū)動的所有類型風(fēng)機(jī)的分級 。所述風(fēng)機(jī)可以是專門制造的單臺風(fēng)機(jī)，也可以是大批量制造的系列風(fēng)機(jī)。該標(biāo)準(zhǔn)不適用于風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和循環(huán)風(fēng)機(jī)的分級。 GB19761標(biāo)準(zhǔn)只約定了風(fēng)機(jī)應(yīng)用場合如適用于一般用途的離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)、工業(yè)蒸汽鍋爐用離心引風(fēng)機(jī)、電站鍋爐離心送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)、電站軸流式通風(fēng)機(jī)、空調(diào)離心式通風(fēng)機(jī)。結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了范圍約定，可以看出與美國標(biāo)準(zhǔn)存在明顯的差異。 2效率定義對比 ANSI/AMCA205針對無驅(qū)動裝置的風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)效率、不考慮驅(qū)動裝置時直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)效率和考慮驅(qū)動裝置時風(fēng)機(jī)的總風(fēng)機(jī)效率三種情況下的效率進(jìn)行了定義或描述。 無驅(qū)動裝置的風(fēng)機(jī)效率                     &ea;sh=H0/Hsh 考慮驅(qū)動裝置時風(fēng)機(jī)的總效率                     &ea;dc=H0/Hdc 不考慮驅(qū)動裝置時直接驅(qū)動的風(fēng)機(jī)效率                     &ea;i=H0/Hi GB19761并未給出通風(fēng)機(jī)效率的定義，而是直接給出了通風(fēng)機(jī)效率的計算公式和通風(fēng)機(jī)機(jī)組效率的計算公式,如公式(4)和(5）。                     &ea;=qvsg1PFKp/10P                     &ea;e=qvsg1PFKp/10e 可以看出，AMCA標(biāo)準(zhǔn)的方式更規(guī)范，也是國外標(biāo)準(zhǔn)普遍采用的方式。 3效率分級對比 ANSI/AMCA205給出了FEG和FMEG兩種效率分級方式。FEG和FMEG分級是獨(dú)立的不同指標(biāo)，用于不同用途。其中FEG用于風(fēng)機(jī)效率等級的分級，F(xiàn)MEG用于風(fēng)機(jī)電機(jī)效率等級即風(fēng)機(jī)與驅(qū)動裝置的特定組合后總效率的分級。 GB19761標(biāo)準(zhǔn)給出了離心式通風(fēng)機(jī)、軸流式通風(fēng)機(jī)和采用外轉(zhuǎn)子電動機(jī)驅(qū)動的空調(diào)離心通風(fēng)機(jī)等三類風(fēng)機(jī)效率分級方式。其中離心式通風(fēng)機(jī)按照壓力系數(shù)、比轉(zhuǎn)速和機(jī)號大小的不同進(jìn)行效率等級的劃分。軸流式通風(fēng)機(jī)按照輪轂比和機(jī)號大小，進(jìn)行了能效等級的劃分。采用外轉(zhuǎn)子電動機(jī)驅(qū)動的空調(diào)離心通風(fēng)機(jī)是按照整機(jī)效率進(jìn)行等級劃分的。 ANSI/AMCA205和GB19761標(biāo)準(zhǔn)對于效率等級的定義都是基于風(fēng)機(jī)最高效率。同一風(fēng)機(jī)采用不同的測試裝置類別（如進(jìn)氣、出氣或聯(lián)合測試方式）進(jìn)行性能測試，可能會產(chǎn)生不同峰值效率。因此，在ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)中對此進(jìn)行了規(guī)定：如果風(fēng)機(jī)可用于多種應(yīng)用類別，使用其中最高的峰值效率進(jìn)行分級，但應(yīng)注明測定峰值效率時所用的測試裝置類別。GB19761標(biāo)準(zhǔn)并未對此進(jìn)行說明，與GB/T1236-2000標(biāo)準(zhǔn)第18.3條款即“按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通風(fēng)機(jī)性能的所有資料還要說明它們對應(yīng)的裝置型式&dquo;的要求不相符。 ANSI/AMCA205根據(jù)統(tǒng)計、分析，形成效率等級劃分的計算公式，從而將不同尺寸下的效率等級繪制成曲線，橫坐標(biāo)為風(fēng)機(jī)葉輪大小，縱坐標(biāo)為風(fēng)機(jī)效率等級，見圖1。而GB19761標(biāo)準(zhǔn)給出了基于不同葉型、壓力系數(shù)、比轉(zhuǎn)速及機(jī)號大小，以數(shù)據(jù)表格形式給出能效等級，為了更直觀、清楚的描述GB19761能效等級的劃分，本文將板型葉片，不同機(jī)號的效率等級用曲線的方式給出，見圖2~圖4。 4GB19761與ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)差異 我國現(xiàn)行通風(fēng)機(jī)能效等級標(biāo)準(zhǔn)GB19761與ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)在通風(fēng)機(jī)能效等級劃分方法上截然不同，主要存在以下差異： 1）ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)在通風(fēng)機(jī)能效分級時，并未對通風(fēng)機(jī)的葉片型式做出區(qū)分；GB19761針對壓力系數(shù)在離心通風(fēng)機(jī)的葉片型式作出了規(guī)定如翼型和板型。 2）ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)給出通風(fēng)機(jī)FEG50至FEG90共11個能效分級，并采用了曲線描述。無論風(fēng)機(jī)具體類型及葉片具體什么型式，全部都是基于風(fēng)機(jī)尺寸來分級的。因此，在考核時更為簡單。其出發(fā)點(diǎn)就是推薦使用高效產(chǎn)品，無論其是何結(jié)構(gòu)和型式。而GB19761的分 級是基于壓力系數(shù)、比轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)尺寸以及葉片型式進(jìn)行的，且分級采用的是數(shù)據(jù)表，連續(xù)性不好，在每檔數(shù)據(jù)之間的風(fēng)機(jī)，很難其判別其究竟屬于哪個等級區(qū)域，標(biāo)準(zhǔn)又未說明是否可以進(jìn)行插值計算。 3）ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)同時給出了無驅(qū)動裝置風(fēng)機(jī)和有驅(qū)動裝置風(fēng)機(jī)的能效等級，而GB19761除了空調(diào)用離心通風(fēng)機(jī)給出了有驅(qū)動裝置時的能效等級，其它通風(fēng)機(jī)只給出了無驅(qū)動裝置通風(fēng)機(jī)的能效等級。 4）ANSI/AMCA205標(biāo)準(zhǔn)指出能效等級應(yīng)明確標(biāo)明風(fēng)機(jī)的安裝方式，而GB19761未作規(guī)定。 5）GB19761與ANSI/AMCA205從兩個標(biāo)準(zhǔn)效率等級劃分的方法上可以明顯看出制訂標(biāo)準(zhǔn)的初衷是不同的。前者是想通過標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，淘汰效率低的產(chǎn)品，其具有強(qiáng)制性。后者只是對風(fēng)機(jī)效率等級進(jìn)行評估，只有在FEG50至FEG90之間的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品才可粘貼相應(yīng)的能源效率 標(biāo)識，完全具有市場行為，用戶可以根據(jù)需要的選擇不同等級的產(chǎn)品，其不具有強(qiáng)制性。 6）從兩個標(biāo)準(zhǔn)效率等級劃分方法和定義中還可以看出若同一規(guī)格風(fēng)機(jī)其效率在兩等級之間，GB19761采用的下靠原則，確定其能源效率等級，如壓力系數(shù)為0.6，風(fēng)機(jī)效率為75%的板型葉片10號風(fēng)機(jī)，按照GB19761標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，該風(fēng)機(jī)的能效等級為3級；而ANSI/AMCA205 是通過風(fēng)機(jī)峰值效率與上下能源效率等級對應(yīng)的峰值效率間的相互關(guān)系來確定，如葉輪直徑為500的風(fēng)機(jī)，峰值效率為73%，其能源效率等級為FEG80，而不是FEG75。  

中等功率風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)電壓等級的合理選擇 摘要：著重探討了中功率段（220～1500kW）通風(fēng)機(jī)合理選擇其驅(qū)動電機(jī)電壓等級的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。提出了中等功率段通風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速在目前階段比較適用的“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓中功率電機(jī)&dquo;方案（高-低壓方案），并針對方案應(yīng)用低壓中等功率變頻器需要注意的周邊相關(guān)技術(shù)問題作了簡要說明。   1  引言 中等功率等級的風(fēng)機(jī)（220～1500kW）應(yīng)用面很廣。其中很大一部分的風(fēng)機(jī)需要變工況運(yùn)行。以往由于電機(jī)調(diào)速手段的落后，風(fēng)機(jī)的變工況（流量、壓力）調(diào)節(jié)，主要采用出、進(jìn)口導(dǎo)葉擋板調(diào)節(jié)、液力耦合器調(diào)速、電磁滑差調(diào)速、串級調(diào)速和轉(zhuǎn)子回路串電阻等作為變工況運(yùn)行的調(diào)節(jié)措施，這些調(diào)節(jié)方式不是耗能嚴(yán)重，就是存在調(diào)節(jié)性能差、運(yùn)行可靠性低等缺點(diǎn)。近年來，交流變頻調(diào)速技術(shù)已日趨成熟，并已成為大多數(shù)風(fēng)機(jī)裝置設(shè)計、運(yùn)行人員的首選節(jié)能調(diào)速運(yùn)行方案。 作為一種高效調(diào)速節(jié)能技術(shù)手段，變頻調(diào)速方案在低功率段（220kW以下）風(fēng)機(jī)裝置中得到了日益廣泛的應(yīng)用，其主要得益于近階段交流低壓變頻技術(shù)的日益成熟和其性價的不斷提高，由此也給廣大用戶帶來的良好的節(jié)能收益回報。相比較而言，中功率段風(fēng)機(jī)由于我國電網(wǎng)配電電壓等級的單一性，加之用電端功率220kW以上電機(jī)電壓等級通常只有6kV或10kV可供選擇（3kV已逐步淘汰），這使得該功率段若采用變頻調(diào)速，只能采用對應(yīng)電壓等級的高壓變頻裝置。而目前國內(nèi)市場上中功率段6kV和10kV的高壓變頻器的單位功率價格通常要達(dá)到（1500～2500元/kW），高出同等級功率低壓變頻器的單位價格（300～500元/kW）數(shù)倍之多；使中功率段的風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速的成本甚高，一次投入過高而回報期又相對較長，成為阻礙變頻調(diào)速這一優(yōu)勢技術(shù)推廣應(yīng)用的價格壁壘。從技術(shù)層面來考察，高壓變頻器產(chǎn)品目前存在的技術(shù)程度復(fù)雜，技術(shù)成熟度不足，特別是運(yùn)行可靠性方面還有待成熟完善，再加上用戶對產(chǎn)品技術(shù)認(rèn)識不足等原因，使高壓變頻器的應(yīng)用也存在著一定的技術(shù)壁壘。這些均成為目前高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能領(lǐng)域推廣應(yīng)用的主要制約因素。 本文的主要目的是探討如何通過合理的選擇中功率段風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的電壓等級，從而設(shè)計組合技術(shù)成熟、投資經(jīng)濟(jì)性良好的中功率段風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速。 2 技術(shù)及經(jīng)濟(jì)意義 2.1 技術(shù)意義 交流低壓變頻是現(xiàn)階段成熟的技術(shù)，對于變頻器而言，其工作電壓的高低主要取決于變頻器內(nèi)PWM主回路逆變器件的耐壓水平。目前690V以下低壓變頻器主流型逆變器件一般采用的耐壓水平1200/1700V的IGBT模塊。這個電壓等級的IGBT技術(shù)目前已相當(dāng)成熟穩(wěn)定，并已被作為低壓逆變的主導(dǎo)器件而廣泛應(yīng)用。由于大多數(shù)低壓變頻器的逆變主回路為同一設(shè)計類型，其輸出功率等級由IGBT耐壓和工作電流等級所決定。目前，國內(nèi)對630kW以下低壓變頻器的制造和供貨不存在任何問題；國外品牌的低壓變頻器普遍已達(dá)800～1500kW的功率等級，個別品牌最高可達(dá)2800kW。 低壓變頻器屬于技術(shù)比較成熟的產(chǎn)品，國外應(yīng)用低壓變頻器在風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行的歷史已將近30余年；國內(nèi)在這方面的應(yīng)用也有20年以上。根據(jù)某國外主流品牌低壓變頻器廠商介紹，其目前主導(dǎo)產(chǎn)品的平均無故障工作時間已達(dá)50000h以上，產(chǎn)品可靠性相當(dāng)高。對于國內(nèi)變頻器廠商而言，大部分生產(chǎn)廠商目前已渡過了技術(shù)有欠成熟、產(chǎn)品質(zhì)量不甚穩(wěn)定的初創(chuàng)期，產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)行可靠性也達(dá)到了一定的水平。在中功率段風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能應(yīng)用方面，國內(nèi)外各大品牌的低壓變頻器均有著大量成熟的應(yīng)用案例。 表1所列為目前國內(nèi)市場可提供中功率段低壓變頻器品牌及相關(guān)型號。     表1國內(nèi)市場中功率等級低壓變頻器主要品牌/型號 廠商品牌 型號 主要技術(shù)參數(shù) VACON NXP/NXDRIVE 380～690V，3-PHASE，160～1500kW TIGERPOWER   TP3000 400～690V，3-PHASE，75～800kW ABB ACS800 380～690V，3-PHASE，200～2800kW SIEMENS   G150 380～690V，3-PHASE，75～1200kW SCHNEIDER  ATV38/ATV68 400～500V，3-PHASE，75～630kW 說明：630kW以下功率等級變頻器，國內(nèi)能夠訂制的變頻器生產(chǎn)商較多，本表不予列舉 2.2 經(jīng)濟(jì)意義 交流低壓變頻系統(tǒng)應(yīng)用于中功率風(fēng)機(jī)調(diào)速具有良好的經(jīng)濟(jì)性。目前國內(nèi)除了一些特殊的電力終端用戶（如煤礦、油田）外，用戶設(shè)備終端電壓等級，不外乎低壓380V和高壓6kV、10kV三種。我國現(xiàn)行的低壓等級通用電機(jī)的最大機(jī)座號為H355，中功率段風(fēng)機(jī)驅(qū)動通常選用6～10kV電機(jī)，對應(yīng)這個機(jī)座號的極限電機(jī)功率也就是220kW左右。超過這個機(jī)座號通常只能選用6kV或10kV電機(jī)；而風(fēng)機(jī)設(shè)計和運(yùn)行單位，一般也試圖通過提供終端用電設(shè)備的電壓等級，降低電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行線路損耗和提高系統(tǒng)效率。這幾方面的原因，使目前H355機(jī)座（對應(yīng)功率等級～220kW）以上的風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)全采用6kV或10kV的電壓等級。而對于許多需要變工況調(diào)速運(yùn)行的風(fēng)機(jī)而言，正是這種不恰當(dāng)?shù)剡x擇，成為應(yīng)用變頻調(diào)速這一高效節(jié)能調(diào)節(jié)手段的技術(shù)障礙。由于高壓變頻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造技術(shù)難度高，同一功率等級的高壓變頻器與低壓變頻器價格又相差懸殊。這也意味著如果作為一種節(jié)能投資，采用高壓變頻方案要比采用低壓變頻方案的一次投入大數(shù)倍，投資回報周期相應(yīng)也要長得多。這也使一些有著應(yīng)用低壓變頻節(jié)能經(jīng)驗(yàn)并產(chǎn)生實(shí)際經(jīng)濟(jì)收益的用戶，難以確立采用高壓變頻器應(yīng)用于風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速的信心。同時技術(shù)程度的相對復(fù)雜，部分廠家產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行中所反映性能不甚完善，甚至影響系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行等因素，也成為高壓變頻器推廣應(yīng)用的主要障礙。 因?yàn)槭艿侥孀児β势骷圃焖较拗疲邏航涣髯冾l核心部分的高壓逆變的實(shí)現(xiàn)要比低壓變頻逆變困難和復(fù)雜得多。目前比較成熟的高壓逆變實(shí)現(xiàn)方案不外乎多重化單元串聯(lián)、三電平箝位和功率元件串聯(lián)等幾種。而無論通過哪一種方式實(shí)現(xiàn)高壓逆變，其構(gòu)成與低壓逆變相比復(fù)雜得多。由此也就不難理解為什么相同功率等級的高壓變頻器與低壓變頻器的市場價格要相差3～5倍甚至更多。同時由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，從系統(tǒng)工程角度來講，要使高壓變頻器產(chǎn)品達(dá)到一定可靠性，實(shí)際要比低壓變頻器困難得多。大量運(yùn)行實(shí)踐的總結(jié)也印證了這一點(diǎn)。另外對于類似于不允許計劃外停機(jī)的某些高可靠性要求場合，低壓變頻器也可以比高壓變頻器更方便、更容易和更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)備用冗余（如工頻應(yīng)急旁路）。 表2是一個500kW風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)采用3種常用典型調(diào)速方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的簡單比較。從中得出，“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓電機(jī)&dquo;方案（所謂“高—低方案&dquo;）是最佳選擇的結(jié)論。如果考慮高壓變頻和液力耦合器調(diào)速方案相比，低壓變頻調(diào)速方案較低的動態(tài)維護(hù)費(fèi)用的支出，低壓變頻器方案的優(yōu)勢將更為突出。 表3所列，是國內(nèi)幾位從事電氣傳動行業(yè)知名專家，比較一致提出的對中功率交流變頻調(diào)速系統(tǒng)推薦采用的電壓等級，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度考察是相當(dāng)合理的。 綜上所述，對于220～1500kW的中功率段風(fēng)機(jī)調(diào)速，采用“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓電機(jī)&dquo;（高—低方案）的技術(shù)方案，其在技術(shù)方面是成熟可行的；如果從投入產(chǎn)出等方面綜合考察方案的經(jīng)濟(jì)性，也較其他方案具有明顯的成本和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。 3 注意的相關(guān)問題 中功率段風(fēng)機(jī)采用低壓變頻器調(diào)速方案實(shí)際應(yīng)用中，必須充分考慮中功率段低壓變頻器的技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用現(xiàn)場條件和用戶對諸如電磁兼容性方面的要求，采取適當(dāng)必要的周邊技術(shù)保障措施，以使方案得到可靠和完美的實(shí)施。 3.1 諧波和干擾問題 諧波和干擾是應(yīng)用變頻器必須要關(guān)注的問題。每個變頻器都是工作時的一個諧波源，如果不采取相應(yīng)的技術(shù)措施，變頻器運(yùn)行時會對電源系統(tǒng)和周邊設(shè)備產(chǎn)生不良影響。由于諧波發(fā)生量和產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度與變頻器的功率密切相關(guān),對于功率在220kW以上的中功率段變頻器，抑制其對電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波注入和對周邊設(shè)備的電磁干擾顯得尤其重要。否則將很可能使接于變頻器同一供電電源下的其他設(shè)備和周邊的電磁敏感設(shè)備（典型的如弱電控制設(shè)備）的工作異常。以下技術(shù)措施可根據(jù)現(xiàn)場條件和要求獨(dú)立或組合使用，對于中功率段低壓變頻器的諧波和干擾抑制相當(dāng)有效。     表2 典型500kW風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)調(diào)速方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能比較   10kV高壓變頻 調(diào)速方案 高-低壓變頻器方案 液力耦合器調(diào)速方案 附 注   系統(tǒng)組成 10kV高壓保護(hù)柜 +10kV多重化 高壓變頻器 +10kV高壓電動機(jī)   10kV高壓保護(hù)柜 +10/0.66kV 干式變壓器 +0.66kV低壓變頻器 +0.66kV低壓電動機(jī) 10kV高壓保護(hù)柜 +10kV高壓電動機(jī) +液力耦合調(diào)速器   說明： （1)未計入配套土建和連接電纜等相關(guān)費(fèi)用。 （2）按市場平均價估算。     系統(tǒng)投資 成本估算 高壓保護(hù)柜：4.5萬元 高壓變頻器：90萬元 高壓電動機(jī)：16.8萬元 系統(tǒng)估算價：107萬 高壓保護(hù)柜：4.5萬元 干式變壓器：12.8萬元 低壓電動機(jī)：12.5萬元 低壓變頻器：22.4萬元 系統(tǒng)估算價：52.2萬 高壓保護(hù)柜：4.5萬元 高壓電動機(jī)：16.8萬元 液力耦合器：10萬元 系統(tǒng)估算價：31.3萬元 運(yùn)行后每年 節(jié)約電費(fèi)額 約70萬元 約70萬元 約45萬元 估算條件： （1）節(jié)約電費(fèi)以入 口擋板調(diào)節(jié)方案為 參考估算依據(jù)； （2）風(fēng)機(jī)平均工況 運(yùn)行按額定風(fēng)量的 80%估算； （3）年運(yùn)行時間以 7000h估算； （4）電價以0.60元/kW&middo;h估算。 投資回收期  　約18個月 約10個月 約8個月 在役10年靜態(tài) 節(jié)約電費(fèi)總額 約700萬元 約700萬元 約450萬元 在役10年靜態(tài) 投入產(chǎn)出比 　 　約１：6.5   約1：13.4   約1：10 在役10年 靜態(tài)計算收益       約600萬元        約650萬元       約400萬元 系統(tǒng)可靠性     稍差         好 差           — 可維護(hù)性 不良 最好         差 系統(tǒng)冗余成本      高         低       不能實(shí)現(xiàn)  說明：不計入各方案的在役動態(tài)維護(hù)性支出費(fèi)用。                  表3 中、大功率段風(fēng)機(jī)驅(qū)動交流變頻調(diào)速系統(tǒng)推薦的工作電壓等級      推薦調(diào)速系統(tǒng)電壓等級（kV）            備 注      220～500           0.4   優(yōu)先推薦電壓等級:  0.4、0.69、6.0、10.0(kV)      500～800          0.66/0.69      800～1600          0.66/1.14      1600～2500          3.0/6.0      2500以上          6.0/10.0    (1)單獨(dú)設(shè)置變壓器,使變頻器電源與用戶其他設(shè)備的低壓電源隔離。目的之一是提供足夠的輸入阻抗，與變頻器電纜寄生電容組成LC濾波器，將電網(wǎng)側(cè)諧波限制在一定范圍內(nèi)；目的之二是可以抑制諧波與干擾通過同一低壓回路直接向其它低壓用戶端傳導(dǎo)。 (2)變壓器多相運(yùn)行。通常變頻器的整流部分是6脈波整流器，所以產(chǎn)生的諧波較大。應(yīng)用變壓器的多相運(yùn)行，可降低變頻器輸入的電流諧波分量。根據(jù)實(shí)測采用12脈波輸入變頻器后，變頻器輸入端總諧波分量將達(dá)到THD≤8%，基本達(dá)到電網(wǎng)對電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。 (3)增設(shè)交流輸入電抗器或直流電抗器。在變頻器輸入端加入交流電抗器或在其直流回路加入直流電抗器，可顯著改善變頻器輸入端諧波含量，穩(wěn)流削波，改善變頻器輸入端功率因素。 (4)變頻器的輸出端增設(shè)輸出電抗器或?qū)Ｓ脼V波器。輸出端設(shè)置電抗器或?qū)Ｓ脼V波器，可有效降低變頻器輸出電流中的高頻分量引起的高頻輻射干擾，降低電壓突波對電機(jī)絕緣的影響，降低電機(jī)的電磁運(yùn)行噪聲。 (5)變頻器輸出電纜采用專用屏蔽電纜。經(jīng)驗(yàn)證明，采用專用動力屏蔽電纜是抑制變頻器輸出端高頻輻射的有效途徑。 3.2 軸電流抑制 對于采用變頻器供電的電動機(jī)，由于電壓波形中存在著相當(dāng)多的高頻分量，這些高頻分量除了通過變頻器與電機(jī)繞組構(gòu)成回路外，還會通過繞組與定子鐵心間以及轉(zhuǎn)軸、端蓋、機(jī)座和接地線等之間形成寄生電容而構(gòu)成高頻通路。由于這些電容容量有限，在工頻市電供電時其充放電過程形成的容性電流很小，可以忽略不計。當(dāng)采用變頻器供電且電機(jī)容量較大（110kW以上）時，由高頻分量形成的軸電流密度可達(dá)數(shù)10A/mm2，軸電流將會引起電機(jī)軸承的嚴(yán)重電蝕。由于軸承的滾珠與滾道上有可能存在凸出點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)時通過該處的軸承電流斷開，從而引起電弧，灼傷金屬表面，這種微觀損害的持續(xù)積累將會引起軸承的損壞。 實(shí)際應(yīng)用中，對于中等功率等級以上的電機(jī)應(yīng)通過保持軸承良好潤滑而維持內(nèi)外圈間潤滑膜較高的絕緣電阻、軸承外圈與機(jī)座接觸面噴涂絕緣漆、變頻器輸出端加入濾波器等抑制軸電流產(chǎn)生的措施，保障電機(jī)的可靠運(yùn)行。 3.3 工頻運(yùn)行冗余問題 變頻器應(yīng)用的許多場合，通常不允許設(shè)備發(fā)生非計劃停機(jī)。這種情況的經(jīng)典設(shè)計是提供一套獨(dú)立的工頻應(yīng)急旁路。對于采用獨(dú)立供電變壓器的低壓變頻方案，由于變壓器負(fù)載的單一性，無需考慮電機(jī)在工頻電源下啟動時，由于啟動電流沖擊而造成低壓母線跌落的影響。如果經(jīng)驗(yàn)算，變壓器高壓側(cè)母線在工頻旁路直接啟動時的電壓在允許范圍內(nèi)，就可以采用直接啟動。此時獨(dú)立供電變壓器類似于一個啟動電抗，可以起到降低電機(jī)啟動電流沖擊的良好效果。對于雙低壓繞組的12脈波供電變壓器方案，電機(jī)實(shí)行工頻旁路運(yùn)行時，將原兩組分別向變頻器兩組串聯(lián)整流器供電的低壓繞組切換成曲折聯(lián)接后，直接作為電機(jī)工頻旁路運(yùn)行的供電電源。 對于用戶希望盡量減小啟動電流沖擊和機(jī)械沖擊的場合，工頻旁路電機(jī)啟動時仍可采用軟啟動器、降壓啟動等傳統(tǒng)成熟的啟動方式，這可以在方案設(shè)計時一并予以總體考慮細(xì)化。 3.4 配套電機(jī)問題 如前所述，目前國內(nèi)低壓電機(jī)定型規(guī)格的最大機(jī)座號為H355，并由于大功率風(fēng)機(jī)配套電機(jī)的極數(shù)通常均在6～10極，對應(yīng)的最大電機(jī)功率也就在220kW以下。除了少數(shù)廠家有H355以上機(jī)座低壓電機(jī)生產(chǎn)外，一般均需特別訂制，生產(chǎn)批量小、供貨價格高及交貨周期長是普遍存在的問題。這也一定程度上影響了變頻調(diào)速在中功率段的大量應(yīng)用。 建議作為風(fēng)機(jī)行業(yè)大用戶的中大功率風(fēng)機(jī)的主導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)，與電機(jī)制造行業(yè)內(nèi)具有生產(chǎn)基礎(chǔ)的單位合作，對H355機(jī)座以上的低壓電機(jī)進(jìn)行定型設(shè)計，以期降低生產(chǎn)成本和縮短交貨周期，并有利于技術(shù)成熟且經(jīng)濟(jì)性良好的中功率低壓變頻系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)及相關(guān)行業(yè)的推廣應(yīng)用。這在技術(shù)上應(yīng)不存在任何問題。對于老系統(tǒng)改造而言，用戶可以采用將風(fēng)機(jī)驅(qū)動的高壓電機(jī)，通過繞組重繞或是更簡便的串/并聯(lián)改接等方法改造為低壓電機(jī)，而使中功率低壓變頻系統(tǒng)應(yīng)用在老風(fēng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造時，可以用比較經(jīng)濟(jì)的方法得以實(shí)現(xiàn)。對此，國內(nèi)已有很多成功應(yīng)用的案例可供借鑒參考。    變頻供電的電動機(jī)，由于其供電電壓波形為非完全正弦波，同時電壓波形的毛刺突波比較大，因此對其絕緣有抗電暈處理和適當(dāng)增加絕緣設(shè)計裕度的要求，這在低壓電動機(jī)設(shè)計選型時應(yīng)予以一并考慮。 4 結(jié)論     大中型風(fēng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各部門中是數(shù)量眾多，分布面極廣，耗電量巨大的設(shè)備。據(jù)權(quán)威資料顯示，目前在用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的能源利用效率比國際先進(jìn)水平相差20%；差距是巨大的。這其中除存在風(fēng)機(jī)本體設(shè)計效率低之原因外，很大的因素是高效能的調(diào)速設(shè)備應(yīng)用不足，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)長期運(yùn)行于低效區(qū)所致。因?yàn)橹泄β识物L(fēng)機(jī)存在著巨大的社會在役保有量，并且隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其應(yīng)用量將不斷增加，因而，在這個功率段推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能良好的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其現(xiàn)實(shí)的節(jié)能意義無疑是相當(dāng)巨大的。從目前階段的技術(shù)水平和各類變頻方案的經(jīng)濟(jì)性考察，采用“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓電機(jī)&dquo;技術(shù)方案（所謂“高-低方案&dquo;），并輔以必要的周邊技術(shù)措施，是目前可應(yīng)用在（220～1500kW）中功率段風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速中首選的技術(shù)方案。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)常見故障原因分析及措施                     摘要：通過分析鋁電解羅茨鼓風(fēng)機(jī)在鋁電解生產(chǎn)中的作用。現(xiàn)針對不同故障現(xiàn)象結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述了羅茨鼓風(fēng)機(jī)易發(fā)的故障原因及故障排除方法。 0 引言   現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中所使用的常見風(fēng)機(jī)種類繁多，其中主要以通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)為主。它們主要用來為工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)提供風(fēng)源，在生產(chǎn)實(shí)際中起著十分重要的作用。在鋁電解生產(chǎn)過程中，要將粉狀氧化鋁從低位輸送到高位，然后輸送到電解槽，都離不開羅茨鼓風(fēng)機(jī)為其提供高壓風(fēng)源。一旦羅茨鼓風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，就會導(dǎo)致氧化鋁料位無法提升，而且堵塞供料管道再次提料，必須人工清除堵塞積料，才能再次提升。造成大量人力浪費(fèi)，同時中斷氧化鋁供應(yīng)，影響電解正常生產(chǎn)。由此可見，羅茨鼓風(fēng)機(jī)在鋁電解正常生產(chǎn)中具有不容忽視的地位。本文針對羅茨鼓風(fēng)機(jī)易發(fā)生故障并結(jié)合多年維修經(jīng)驗(yàn)分析總結(jié)其發(fā)生原因，闡述了其排除方法。 1 工藝流程 粉狀氧化鋁從打料站濃相系統(tǒng)輸出，將氧化鋁料位提升到儲料罐，儲料罐再將氧化鋁分配到風(fēng)動流槽，通過風(fēng)動流槽的氧化鋁在VIR反應(yīng)器和載負(fù)氧化鋁混合，經(jīng)過袋濾室收塵箱收塵系統(tǒng)的收塵，再將混合氧化鋁輸送到各個電解槽，保證電解槽的正常供料。將新鮮氧化鋁輸往儲料罐過程中，氧化鋁料位提升主要以羅茨鼓風(fēng)機(jī)為主。氧化鋁料位在提升過程中羅茨鼓風(fēng)機(jī)的故障及負(fù)載運(yùn)動，嚴(yán)重影響了風(fēng)機(jī)的正常工作，制約了電解槽的正常供料。 2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)常見故障原因分析及排除 2.1 羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)腔間隙故障原因及分析    鼓風(fēng)機(jī)在安裝過程中葉輪與葉輪、葉輪與墻板、葉輪與機(jī)殼之間的間隙是風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的主要因素，超過工作間隙風(fēng)機(jī)將無法運(yùn)行，內(nèi)腔各間隙保證在允許值范圍內(nèi)，正常鼓風(fēng)機(jī)葉輪與機(jī)殼、墻板的間隙如表1所示，一旦出現(xiàn)偏差，就會發(fā)生不同的故障，不同故障發(fā)生原因及處理對策如表2所示。 表1  羅茨鼓風(fēng)機(jī)的工作間隙 序號 部位 符號 數(shù)值/mm 1 葉輪與機(jī)殼之間 &dela;1 0.45～0.60 2 兩葉輪相互之間 &dela;2 0.40～0.70 3 葉輪與前墻板之間 &dela;3 0.40～0.55 4 葉輪與后墻板之間 &dela;4 0.60～0.75 5 齒輪副側(cè)隙 Cn 0.08～0.16     表2  羅茨鼓風(fēng)機(jī)故障原因分析對照表 故障 可能產(chǎn)生的原因 檢修方法及措施 兩葉輪有摩擦碰撞現(xiàn)象 齒輪轂鍵松動 換鍵 葉輪鍵松動 換鍵 齒輪圈與齒輪轂配合松動 檢查定位銷及螺母是否松動 齒輪轂與軸頸配合不良 檢查圓螺母及止動圈工作的可靠性 檢查并修復(fù)配合面上的碰傷、毛刺及連接鍵 葉輪間的間隙&dela;不均勻，超過允許值 重新調(diào)整&dela;2 齒輪磨損、使嚙合側(cè)隙Cn超過允許值范圍 若調(diào)整后仍無法滿足要求時應(yīng)更換齒輪副 氣缸內(nèi)混入異物或有輸送介質(zhì)的結(jié)塊 清除異物或結(jié)塊 主、從軸彎曲變形 調(diào)直或更換新軸 軸承磨損 更換新軸承 葉輪外徑與機(jī)殼內(nèi)壁有摩擦現(xiàn)象 葉輪與機(jī)殼間的間隙不均勻超過允許值 　 檢查間隙、并調(diào)整&dela;1 檢查前后墻板與機(jī)殼結(jié)合的定位銷是否松動，修復(fù)銷孔更換定位銷 軸承磨損，徑向間隙過大 更換軸承 主、從軸彎曲變形 調(diào)直或更換新軸 葉輪與前后墻板有摩擦現(xiàn)象 間隙&dela;3、&dela;4調(diào)整不當(dāng) 重新調(diào)整&dela;3或&dela;4 軸承軸向游隙過大 重新調(diào)整或更換軸承 葉輪端面混入異物或結(jié)塊 清除異物或結(jié)塊 溫度不正常 齒輪副嚙合不良或側(cè)隙過小 調(diào)整齒輪副的嚙合情況 潤滑油太臟 清洗潤滑系統(tǒng)及軸承齒輪等，更換新油 潤滑油溫度過高 檢查油量是否正常 系統(tǒng)阻力太大或進(jìn)氣溫度過高 調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行情況，降低進(jìn)氣溫度 振動加劇 轉(zhuǎn)子平衡精度過低或精度被破壞 重新校正平衡達(dá)G6.3級 地腳螺栓或其他緊固件松動 緊固各部位 軸承磨損 更換新軸承 機(jī)組承受進(jìn)氣管道的重力和拉力 消除管道重力和拉力 主軸與電機(jī)軸對中偏差過大 重新調(diào)整轉(zhuǎn)子對中 2.2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)常見故障發(fā)生原因及處理措施    羅茨鼓風(fēng)機(jī)在使用過程中還會出現(xiàn)一些一般性的故障，也會對風(fēng)機(jī)產(chǎn)生不良因素，常見故障、發(fā)生原因及處理措施見表3，使鼓風(fēng)機(jī)處于無法正常工作狀態(tài)。   表3 故障原因分析及相應(yīng)的故障排除方法 故障 原因分析 處理措施 風(fēng)量不足 皮帶打滑掉轉(zhuǎn)速 調(diào)整皮帶張力或更換新皮帶 間隙增大 調(diào)校間隙或更換轉(zhuǎn)子 進(jìn)口阻力大 清洗過濾器 電機(jī)超載 過濾網(wǎng)眼堵塞負(fù)荷增大 清洗或更換濾網(wǎng) 壓力超過銘牌規(guī)定 控制實(shí)際工作壓力不超出規(guī)定值 葉輪與氣缸壁有摩擦 調(diào)整間隙 過熱 升壓增大 檢查吸入和排出壓力 油箱冷卻不良 檢查冷卻水路暢通 轉(zhuǎn)子與氣缸壁有摩擦 調(diào)整間隙 潤滑油過多 控制油標(biāo)油位 異響 可調(diào)齒輪和轉(zhuǎn)子的位置失調(diào) 按規(guī)定位置矯正，鎖緊 軸承磨損嚴(yán)重 換軸承 不正常的壓力上升 檢查壓力上升原因 齒輪損傷 換齒輪 無法啟動 進(jìn)排氣口堵塞或閥門未打開 拆除堵塞物或打開閥門 電機(jī)接線不對或其它電器問題 檢查接線或其它電器 潤滑油泄漏 油位過高 靜態(tài)油位在油位線上方3～5mm 密封失效 換密封件 振動大 基礎(chǔ)不穩(wěn)固 加固、緊牢 電機(jī)、風(fēng)機(jī)對中性不良 按說明書找正 軸承磨損 換軸承 3 羅茨鼓風(fēng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng) （1）日常保養(yǎng)：日常工作中應(yīng)注意軸承溫度、聲音、振動情況，檢查油標(biāo)油位，油溫、進(jìn)排氣壓力、電流表指數(shù)示等。 （2）每月檢查：有三角帶傳動的風(fēng)機(jī)應(yīng)定期檢查V帶的張力。 （3）季度檢查：每季度定期清洗過濾器，更換一次潤滑油。 （4）年度檢查：每年應(yīng)定期清洗風(fēng)機(jī)的齒輪、軸承、油密封、氣密封。檢查轉(zhuǎn)子和氣缸內(nèi)部的情況，校正各部間隙。 4 結(jié)論 羅茨鼓風(fēng)機(jī)在連續(xù)使用過程中會出現(xiàn)不同程度的磨損，風(fēng)機(jī)內(nèi)腔轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與隔板之間的各間隙是影響風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的主要原因，所以在安裝時調(diào)整風(fēng)機(jī)內(nèi)腔各間隙，定期潤滑風(fēng)機(jī)各潤滑部位，避免出現(xiàn)因安裝和潤滑不良而出現(xiàn)風(fēng)機(jī)無法正常運(yùn)行的情況，就能很好地保證羅茨鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，確保鋁電解生產(chǎn)的正常供料。

 軸流通風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象分析及預(yù)防措施 摘要：就礦井軸流和離心兩種風(fēng)機(jī)并用發(fā)生的喘振現(xiàn)象，對喘振產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，指出了如何對喘振進(jìn)行判斷，并給出了幾種消除喘振的解決方案。 0 引言 廣元榮山煤礦炭廠坡井主通風(fēng)機(jī)使用的是我院生產(chǎn)的FBCDZ№18/2&imes;132kW煤礦地面用防爆抽出式對旋軸流通風(fēng)機(jī)，在使用過程中出現(xiàn)了風(fēng)量、風(fēng)壓和電流大幅度波動，風(fēng)機(jī)的振動增大，噪聲增高的喘振現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)已經(jīng)無法正常工作。為了減小對生產(chǎn)的影響，采取了一些臨時性措施（如降低二級電機(jī)運(yùn)行頻率，或者分別調(diào)大一級、調(diào)小二級葉片安裝角度），消除了喘振現(xiàn)象，但卻降低了通風(fēng)系統(tǒng)效率。 1 風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象及原因分析 風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的現(xiàn)象及特點(diǎn)： (1)風(fēng)機(jī)抽出的風(fēng)量時大時小，產(chǎn)生的風(fēng)壓時高時低，系統(tǒng)內(nèi)氣體的壓力和流量也發(fā)生很大的波動； （2）風(fēng)機(jī)二級電動機(jī)電流波動很大，最大波動值有50A左右； （3）風(fēng)機(jī)機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動，風(fēng)機(jī)房地面、墻壁以及房內(nèi)空氣都有明顯的抖動； （4）風(fēng)機(jī)發(fā)出“呼嚕、呼嚕&dquo;的聲音，使噪聲劇增； （5）風(fēng)量、風(fēng)壓、電流、振動、噪聲均發(fā)生周期性的明顯變化，持續(xù)一個周期時間在8s左右。 根據(jù)對軸流式通風(fēng)機(jī)做的大量性能試驗(yàn)來看，軸流式通風(fēng)機(jī)的p－Q性能曲線是一組帶有駝峰形狀的曲線[1]（這是風(fēng)機(jī)的固有特性，只是軸流式通風(fēng)機(jī)相對比較敏感），如圖1所示。當(dāng)工況點(diǎn)處于B點(diǎn)（臨界點(diǎn)） 左側(cè)B、C之間工作時，將會發(fā)生喘振，將這個區(qū)域劃為非穩(wěn)定區(qū)域。炭廠坡井主通風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振，說明其工況已落到B、C之間。   通過對榮山煤礦實(shí)地調(diào)查分析得知：該礦礦井的通風(fēng)方式采用的是兩翼對角式抽風(fēng)，如圖2所示，該礦有一個進(jìn)風(fēng)口，兩個回風(fēng)口。兩個回風(fēng)口分別負(fù)責(zé)東、西兩個大的采區(qū)工作面的通風(fēng)，東面（二重巖）采用離心式抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，西面（炭廠坡）采用我院生產(chǎn)的軸流式通風(fēng)機(jī)抽風(fēng)。顯然公用風(fēng)路上的風(fēng)量是兩臺風(fēng)機(jī)共同作用的結(jié)果，而每臺風(fēng)機(jī)又都單獨(dú)承擔(dān)了克服公用風(fēng)路和其專用風(fēng)路上的阻力，所以在公用風(fēng)路上每臺風(fēng)機(jī)均多承擔(dān)了一部分風(fēng)壓。若公用風(fēng)路上的風(fēng)阻越大，所通過的風(fēng)量越多，則所消耗的風(fēng)壓亦越大，故每臺風(fēng)機(jī)所多承擔(dān)的風(fēng)壓也增多[2]。再加上該礦在風(fēng)量分流處的管網(wǎng)布置錯綜復(fù)雜，礦井通風(fēng)的正常狀況也就很難得到保障，所以使安全生產(chǎn)受到嚴(yán)重的影響。而且隨著通風(fēng)管網(wǎng)的擴(kuò)展，采區(qū)在增加，阻力也會增大，綜合分析，得出這樣的結(jié)論：炭廠坡井通風(fēng)機(jī)喘振是由于系統(tǒng)阻力太大所致。 2 喘振的判斷與消除措施 一般來說，影響通風(fēng)機(jī)的喘振的因素很多，很難用理論計算方法準(zhǔn)確地求出喘振點(diǎn)，風(fēng)機(jī)廠家給出的風(fēng)機(jī)說明書上的喘振點(diǎn)，是根據(jù)通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定的。在煤礦實(shí)際生產(chǎn)中，由于受到環(huán)境的影響，同時管網(wǎng)布置錯綜復(fù)雜，新巷道的不斷擴(kuò)展，舊巷道的不斷廢棄，導(dǎo)致巷道阻力經(jīng)常發(fā)生變化，因此，出現(xiàn)喘振的可能性時時存在。這就要求時時提高警惕，做好預(yù)防和消除喘振的措施。 在生產(chǎn)過程中，可從5個方面判斷通風(fēng)機(jī)是否在喘振點(diǎn)附近運(yùn)行。 （1）根據(jù)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行聲音來判斷：通風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定工況工作時，其噪聲是平穩(wěn)連續(xù)的；當(dāng)接近喘振工況工作時，由于氣體在通風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)之間發(fā)生周期性的氣體脈動[3]，而產(chǎn)生周期性“呼嚕，呼嚕&dquo;的聲音，這時的噪聲也明顯增大。 （2）根據(jù)通風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力來判斷：通風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定工況工作時，其通風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力是穩(wěn)定的；當(dāng)接近喘振工況工作時，由于氣流脈動，通風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力會產(chǎn)生劇烈波動。 （3）根據(jù)通風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量來判斷：通風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定工況工作時，其通風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量是穩(wěn)定的；當(dāng)接近喘振工況工作時，由于氣流脈動，通風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量會產(chǎn)生劇烈波動。 （4）根據(jù)通風(fēng)機(jī)電機(jī)電流來判斷：通風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定工況工作時，電機(jī)電流變化平穩(wěn)，波動幅度很??；當(dāng)接近喘振點(diǎn)工況工作時，電動機(jī)二級電流會產(chǎn)生劇烈波動，且波動幅度隨著喘振強(qiáng)度增大而逐漸增加，但一級電流變化不是很明顯。 （5）通過觀察通風(fēng)機(jī)的振動：通風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定工況工作時，一般振動都在許可范圍內(nèi)；當(dāng)接近喘振點(diǎn)工況工作時，由于氣流脈動，整個機(jī)組和管網(wǎng)都會出現(xiàn)強(qiáng)烈振動[3]，且振動強(qiáng)度隨著喘振強(qiáng)度增大而逐漸增大。 因此，在生產(chǎn)過程中，當(dāng)觀察到上述現(xiàn)象之一時，就不要再增加管網(wǎng)阻力，以免加劇喘振，應(yīng)立即查找原因，采取相應(yīng)措施，及時消除隱患。 當(dāng)通風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振時，說明工況點(diǎn)已經(jīng)落在了非穩(wěn)定區(qū)域，應(yīng)積極采取有效措施消除喘振，減小對通風(fēng)機(jī)的損傷和對生產(chǎn)的影響。若想消除喘振，就得把工況點(diǎn)移到穩(wěn)定區(qū)域。 根據(jù)實(shí)際解決的情況以及大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了7條消除喘振的措施。 （1）打開一部分靠近通風(fēng)機(jī)集流器前段的水平風(fēng)門或者防爆門，使外界空氣能夠少量溢入通風(fēng)機(jī)，此時，外界風(fēng)路與原網(wǎng)路并聯(lián)工作，工況點(diǎn)由原來的非穩(wěn)定區(qū)域移到穩(wěn)定區(qū)域，喘振即可消除，但是這種方法能量損失比較大，只能作為臨時性措施[4]。 （2）可以通過適當(dāng)調(diào)小通風(fēng)機(jī)二級葉片的安裝角度，如果有使用變頻器啟動的，可以通過調(diào)低通風(fēng)機(jī)二級電動機(jī)的運(yùn)行頻率，這樣也可以消除喘振，但是這種方法實(shí)際上是降低了通風(fēng)機(jī)的使用能力，也只能作為臨時性措施。 （3）風(fēng)流經(jīng)過巷道的某些區(qū)域，由于風(fēng)流速度的大小或方向發(fā)生急劇變化，引起空氣微團(tuán)劇烈碰撞，也有可能形成局部紊流，造成風(fēng)流的能量損失，因此，可以通過改變巷道局部阻力的方法降低巷道阻力，這樣就可以消除喘振。 降低巷道局部阻力，不但工程量小，而且可以取得良好效果，在現(xiàn)代生產(chǎn)中，一般都采用這種方法。降低巷道局部阻力主要方法：①改突然擴(kuò)大斷面為逐漸擴(kuò)大斷面；②改突然縮小斷面為逐漸縮小斷面；③轉(zhuǎn)彎處采用合理的曲率半徑；④采用合理的風(fēng)橋結(jié)構(gòu)[4]。 （4）擴(kuò)大阻力較大的巷道斷面積[4]。 （5）清理巷道內(nèi)的廢棄物料，修整巷道斷面光整度，使通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)流暢。 （6）根據(jù)實(shí)際情況，改變井下通風(fēng)管網(wǎng)布置，如并聯(lián)井下局部巷道可以改善系統(tǒng)阻力。 （7）更換使用更大功率、低轉(zhuǎn)速的通風(fēng)機(jī)，當(dāng)然這種方法對財力、人力、物力都需要很大的投入。 3 結(jié)論 （1）在通風(fēng)系統(tǒng)改造之前，應(yīng)當(dāng)正確估算工況點(diǎn)位置，適當(dāng)調(diào)整，使其工況處在穩(wěn)定區(qū)域，并與最高風(fēng)壓點(diǎn)有一定的剩余量，避免喘振現(xiàn)象出現(xiàn)[4]，為以后礦井的擴(kuò)建做好準(zhǔn)備。 （2）需要在日常生活中時常注意主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，做好時時監(jiān)測工作，有問題及時報告，防止喘振事故發(fā)生。 （3）若產(chǎn)生喘振，應(yīng)首先采取臨時性措施消除喘振，以保護(hù)風(fēng)機(jī)，然后再根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施消除隱患，減少對生產(chǎn)的影響。 （4）喘振的危害比較大，當(dāng)發(fā)生喘振時應(yīng)及時處理，否則可能會出現(xiàn)折斷通風(fēng)機(jī)葉片等事故的發(fā)生，給生產(chǎn)和礦井帶來無法估量的損失。   參 考 文 獻(xiàn)   [1] 孟凡綏. 軸流式風(fēng)機(jī)喘振分析[J].華北電力技術(shù)，2001（12）：48-49. [2] 李慶軍,侯國忠,黃曉波.淺談多風(fēng)井多風(fēng)機(jī)分區(qū)并聯(lián)通風(fēng)[J].煤炭技術(shù)，2005（2）：67-68. [3] 武瑞林.煤氣鼓風(fēng)機(jī)的喘振現(xiàn)象及其預(yù)防[J]. 燃料與化工，1997（5）:281-283. [4] 陳靜媛，孫華，等.風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象分析及消除措施[J].煤礦機(jī)械，2000（3）：41-42.    

提高離心通風(fēng)機(jī)葉輪性能淺述     摘要：總結(jié)和闡述了離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)葉輪的設(shè)計方法和利用邊界層控制技術(shù)提高離心通風(fēng)機(jī)葉輪性能等兩個方面的主要成果，指出了這些研究的特點(diǎn)，結(jié)合作者自己的研究工作對提高離心通風(fēng)機(jī)性能提出了建議，并對該方面研究的發(fā)展進(jìn)行了展望。   0 引言 離心式通風(fēng)機(jī)作為流體機(jī)械的一種重要類型，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個部門,是主要的耗能機(jī)械之一，也是節(jié)能減排的一個重要研究領(lǐng)域。研究過程表明：提高離心通風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計水平,是提高離心通風(fēng)機(jī)效率、擴(kuò)大其工況范圍的關(guān)鍵。本文將從離心通風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計和利用邊界層控制技術(shù)提高離心通風(fēng)機(jī)葉輪性能這兩個方面，對近年來提出的提高離心通風(fēng)機(jī)性能的方法和途徑的研究進(jìn)行歸納分析。 1 離心通風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計方法簡述 如何設(shè)計高效、工藝簡單的離心通風(fēng)機(jī)一直是科研人員研究的主要問題，設(shè)計高效葉輪葉片是解決這一問題的主要途徑。 葉輪是風(fēng)機(jī)的核心氣動部件，葉輪內(nèi)部流動的好壞直接決定著整機(jī)的性能和效率。因此國內(nèi)外學(xué)者為了了解葉輪內(nèi)部的真實(shí)流動狀況，改進(jìn)葉輪設(shè)計以提高葉輪的性能和效率，作了大量的工作。    為了設(shè)計出高效的離心葉輪,科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動規(guī)律,尋求最佳的葉輪設(shè)計方法。最早使用的是一元設(shè)計方法[1]，通過大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得離心通風(fēng)機(jī)各個關(guān)鍵截面氣動和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期，可以簡單地通過對風(fēng)機(jī)各個關(guān)鍵截面的平均速度計算，確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù)，而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，有時可以獲得性能不錯的風(fēng)機(jī)，但是，大部分情況下，設(shè)計的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn)，研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進(jìn)行設(shè)計[2-3] ，如此設(shè)計出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設(shè)計的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計的風(fēng)機(jī)輪蓋加工難度大，成本高，很難用于大型風(fēng)機(jī)和非標(biāo)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)。另外一個重要方面就是改進(jìn)葉片設(shè)計，對于二元葉片的改進(jìn)方法主要為采用等減速方法和等擴(kuò)張度方法等[4]，還有采用給定葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m分布[5]的方法。等減速方法從損失的角度考慮，氣流相對速度在葉輪流道內(nèi)的流動過程中以同一速率均勻變化，能減少流動損失，進(jìn)而提高葉輪效率；等擴(kuò)張度方法是為了避免局部地區(qū)過大的擴(kuò)張角而提出的方法。給定的葉輪內(nèi)相對速度W沿平均流線m的分布是通過控制相對平均流速沿流線m的變化規(guī)律，通過簡單幾何關(guān)系，就可以得到葉片型線沿半徑的分布。以上方法雖然簡單，但也需要比較復(fù)雜的數(shù)值計算。 隨著數(shù)值計算以及電子計算機(jī)的高速發(fā)展，可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計離心通風(fēng)機(jī)葉片。苗水淼等運(yùn)用“全可控渦&dquo;概念[6],建立了一種采用流線曲率法在葉輪流道的子午面上進(jìn)行葉輪設(shè)計的設(shè)計方法,該方法目前已經(jīng)推廣至工程界,并已經(jīng)取得了顯著效果[7]。但是此方法中決定葉輪設(shè)計成功與否的關(guān)鍵,即如何給出子午流面上葉片渦的合理分布。這一方面需要具有較豐富的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)；另一方面也需要在設(shè)計過程中對設(shè)計結(jié)果不斷改進(jìn)以符合葉片渦的分布規(guī)律,以期最終設(shè)計出高效率的葉輪機(jī)械。對于整個子午面上可控渦的確定，可以采用Cu沿輪盤、輪蓋的給定，可以通過線性插值的方法確定Cu在整個子午面上的分布[8-9]，也可以通過經(jīng)驗(yàn)公式確定可控渦的分布[10]，也有利用給定葉片載荷法[11]設(shè)計離心通風(fēng)機(jī)的葉片。以上方法都是采用流線曲率法，設(shè)計出的是三元離心葉片，對于二元離心通風(fēng)機(jī)葉片還不能直接應(yīng)用。但數(shù)值計算顯示，離心通風(fēng)機(jī)的二元葉片內(nèi)部流動的結(jié)構(gòu)是更復(fù)雜的三維流動。因此，如何利用三維流場計算方法進(jìn)一步來設(shè)計高效二元離心葉輪是提高離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計技術(shù)的關(guān)鍵。 隨著計算技術(shù)的不斷發(fā)展，三維粘性流場計算獲得了非常大的進(jìn)步，據(jù)此，有一些研究者提出了近似模型方法。該方法是針對在工程中完全采用隨機(jī)類優(yōu)化方法尋優(yōu)時計算量過大的問題，應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)的方法，提出的一種計算量小、在一定程度上可以保證設(shè)計準(zhǔn)確性的方法。在近似模型方法應(yīng)用于葉輪機(jī)械氣動優(yōu)化設(shè)計方面,國內(nèi)外研究者們已經(jīng)做了相當(dāng)一部分工作[12-14] ,其中以響應(yīng)面和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用居多。如何有效地將近似模型方法應(yīng)用于多學(xué)科、多工況的優(yōu)化問題,并用較少的設(shè)計參數(shù)覆蓋更大的實(shí)際設(shè)計空間,是一個重要的課題。 2007年，席光等提出了近似模型方法在葉輪機(jī)械氣動優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[15]。近似模型的建立過程主要包括:（1）選擇試驗(yàn)設(shè)計方法并布置樣本點(diǎn),在樣本點(diǎn)上產(chǎn)生設(shè)計變量和設(shè)計目標(biāo)對應(yīng)的樣本數(shù)據(jù)；（2）選擇模型函數(shù)來表示上面的樣本數(shù)據(jù)；（3）選擇某種方法,用上面的模型函數(shù)擬合樣本數(shù)據(jù)，建立近似模型。以上每一步選擇不同的方法或者模型，就相應(yīng)產(chǎn)生了各種不同的近似模型方法。該方法不僅有利于更準(zhǔn)確地洞察設(shè)計量和設(shè)計目標(biāo)之間的關(guān)系，而且用近似模型來取代計算費(fèi)時的評估目標(biāo)函數(shù)的計算分析程序，可以為工程優(yōu)化設(shè)計提供快速的空間探測分析工具，降低了計算成本。在氣動優(yōu)化設(shè)計過程中，用該模型取代耗時的高精度的計算流體動力學(xué)分析,可以加速設(shè)計過程,降低設(shè)計成本?；诮y(tǒng)計學(xué)理論提出的近似模型方法，有效地平衡了基于計算流體動力學(xué)分析的葉輪機(jī)械氣動優(yōu)化設(shè)計中計算成本和計算精度這一對矛盾。該近似模型方法在試驗(yàn)設(shè)計方法基礎(chǔ)上，將響應(yīng)面方法、Kiging方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功地應(yīng)用于葉輪機(jī)械部件的優(yōu)化設(shè)計中，在離心壓縮機(jī)葉片擴(kuò)壓器、葉輪和混流泵葉輪設(shè)計等問題中得到了成功應(yīng)用,展示了廣闊的工程應(yīng)用前景。目前，席光課題組已經(jīng)建立了離心壓縮機(jī)部件及水泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，并在工程設(shè)計中發(fā)揮了重要作用。 2008年，李景銀等在近似模型方法的基礎(chǔ)上提出了控制離心葉輪流道的相對平均速度優(yōu)化設(shè)計方法[16]，將近似模型方法較早的應(yīng)用于離心通風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計。該方法通過給出流道內(nèi)氣流平均速度沿平均流線的設(shè)計分布，設(shè)計出一組離心風(fēng)機(jī)參數(shù)，根據(jù)正交性準(zhǔn)則，在充分考慮影響葉輪效率因素的基礎(chǔ)上，采用正交優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化組合，并結(jié)合基于流體動力學(xué)分析軟件的數(shù)值模擬，最終成功開發(fā)了與全國推廣產(chǎn)品9-19同樣設(shè)計參數(shù)和葉輪大小的離心通風(fēng)機(jī)模型，計算全壓效率提高了4%以上。該方法簡單易行、合理可靠，得到了很高的設(shè)計開發(fā)效率。 隨著理論研究的不斷深入和設(shè)計方法的不斷提高，對于降低葉輪氣動損失、改善葉輪氣動性能的措施，提高離心風(fēng)機(jī)效率的研究，將會更好的應(yīng)用于工程實(shí)際中。 2 改善離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)葉輪流動的方法 葉輪是離心風(fēng)機(jī)的心臟，離心風(fēng)機(jī)葉輪的內(nèi)部流動是一個非常復(fù)雜的逆壓過程，葉輪的高速旋轉(zhuǎn)和葉道復(fù)雜幾何形狀都使其內(nèi)部流動變成了非常復(fù)雜的三維湍流流動。由于壓差，葉片通道內(nèi)一般會存在葉片壓力面向吸力面的二次流動，同時由于氣流90°轉(zhuǎn)彎，導(dǎo)致輪盤壓力大于輪蓋壓力也形成了二次流，這一般會導(dǎo)致葉輪的輪蓋和葉片吸力面區(qū)域出現(xiàn)低速區(qū)甚至分離，形成射流—尾跡結(jié)構(gòu)[17]。由于射流—尾跡結(jié)構(gòu)的存在，導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)效率下降，噪聲增大。為了改善離心葉輪內(nèi)部的流動狀況，提高葉輪效率，一個重要的研究方向就是采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能，這也是近年的熱點(diǎn)研究方向。 2007年，劉小民等人采用邊界層主動控制技術(shù)在壓縮機(jī)進(jìn)氣段選擇性布置渦流發(fā)生器，從而改變?nèi)~輪進(jìn)口處流場,通過數(shù)值計算對不同配置參數(shù)下離心壓縮機(jī)性能進(jìn)行對比分析[18]。該文章對渦流發(fā)生器應(yīng)用于離心葉輪內(nèi)流動控制的效果進(jìn)行了初步的驗(yàn)證和研究,通過數(shù)值分析表明這種方法確實(shí)可以改善葉輪內(nèi)部流動,達(dá)到提高葉輪性能的效果。但是該主動控制技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且需要外加控制設(shè)備和能量，對要求經(jīng)濟(jì)耐用的離心通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品不具有競爭力。 采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能的另外一種方法就是采用自適應(yīng)邊界層控制技術(shù)。1999年，黃東濤等人提出了離心通風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計中采用長短葉片開縫方法[19-20]，該方法采用的串列葉柵技術(shù)，綜合了長短葉片和邊界層吹氣兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，利用邊界層吹氣技術(shù)抑制邊界層的增長，提高效率，而且試驗(yàn)結(jié)果表明[20]，該方法可以有效的提高設(shè)計和大流量下的風(fēng)機(jī)效率，但對小流量效果不明顯。文獻(xiàn)[21]用此思想解決了離心葉輪內(nèi)部積灰的問題。雖然串列葉柵技術(shù)在離心壓縮機(jī)葉輪[20]內(nèi)沒有獲得效率提高的效果，但從文獻(xiàn)內(nèi)容看，估計是由于該文作者主要研究的是串聯(lián)葉片的相位效應(yīng)，而沒有研究串聯(lián)葉片的徑向位置的變化影響導(dǎo)致的。 理論和試驗(yàn)都表明，離心葉輪的射流尾跡結(jié)構(gòu)隨著流量減小更加強(qiáng)烈，而且小流量時，尾跡處于吸力面，設(shè)計流量時，尾跡處于吸力面和輪蓋交界處。為了提高設(shè)計和小流量離心通風(fēng)機(jī)效率，2008年，田華等人提出了葉片開縫技術(shù)[22]，該技術(shù)提出在葉輪輪蓋與葉片之間葉片尾部處開縫，引用葉片壓力面?zhèn)鹊母邏簹怏w吹除吸力面?zhèn)鹊牡退傥槽E區(qū)，直接給葉輪內(nèi)的低速流體提供能量。最終得到在設(shè)計流量和小流量情況下，葉輪開縫后葉片表面分離區(qū)域減小，整個流道速度和葉輪內(nèi)部相對速度分布更加均勻，且最大絕對速度明顯減小的結(jié)果。這種方法改善了葉輪內(nèi)部流場的流動狀況，達(dá)到了提高離心葉輪性能和整機(jī)性能的效果，而且所形成的射流可以吹除葉片吸力面的積灰，有利于葉輪在氣固兩相流中工作。 2008年，李景銀等人提出在離心風(fēng)機(jī)輪蓋上靠近葉片吸力面處開孔的方法[23]，利用蝸殼內(nèi)的高壓氣體產(chǎn)生射流，從而直接給葉輪內(nèi)的低速或分離流體提供能量，以減弱由葉輪內(nèi)二次流所導(dǎo)致的射流-尾跡結(jié)構(gòu)，并可用于消除或解決部分負(fù)荷時,常發(fā)生的離心葉輪的積灰問題。通過對離心風(fēng)機(jī)整機(jī)的數(shù)值試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輪蓋開孔后，在設(shè)計點(diǎn)附近的風(fēng)機(jī)壓力提高了約2％，效率提高了1％以上，小流量時壓力提高了1.5％，效率提高了2.1％。在設(shè)計流量和小流量時，由于輪蓋開孔形成的射流，可以明顯改善葉輪出口的分離流動，減小低速區(qū)域，降低葉輪出口處的最高速度和速度梯度，從而減弱了離心葉輪出口處的射流—尾跡結(jié)構(gòu)。此外，沿葉片表面流動分離區(qū)域減小，壓力增加更有規(guī)律。輪蓋開孔方法可以提高設(shè)計流量和小流量下的閉式離心葉輪性能和整機(jī)性能，如果結(jié)合離心葉輪串列葉柵自適應(yīng)邊界層控制技術(shù)，有可能全面提高離心葉輪性能。 3 結(jié)論 綜上所述,近年來對離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動的研究取得了明顯進(jìn)展,有些研究成果已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計中，并獲得令人滿意的結(jié)果。目前,對離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部流動的研究仍是比較活躍的研究領(lǐng)域之一，筆者認(rèn)為可在如下方面進(jìn)行進(jìn)一步研究： （1）如何將近似模型方法在通風(fēng)機(jī)方面的應(yīng)用進(jìn)行更深入的研究，結(jié)合已有的葉片設(shè)計技術(shù)，探索更加高效快速的優(yōu)化設(shè)計方法； （2）如何將串列葉柵、輪蓋開孔和葉片開縫等離心葉輪自適應(yīng)邊界層控制技術(shù)結(jié)合起來，在全工況范圍內(nèi)改善離心通風(fēng)機(jī)葉輪的性能，提高離心風(fēng)機(jī)的效率； （3）考慮非定常特性的設(shè)計方法研究。目前，研究離心通風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)部的流動均仍以定常計算為主，隨著動態(tài)試驗(yàn)和數(shù)值模擬的發(fā)展,人們對于葉輪機(jī)械內(nèi)部流動的非定?，F(xiàn)象及其機(jī)理將越來越清楚,將非定常的研究成果應(yīng)用于設(shè)計工作中是非常重要的方面。   參 考 文 獻(xiàn)   [1] 李慶宜.通風(fēng)機(jī)[M].西安交通大學(xué)出版社，2005. 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[22] 田華,李景銀,梁亞勛.葉片開縫的離心風(fēng)機(jī)流場研究[C].工程熱物理學(xué)會流體機(jī)械會議論文集，2008. [23] 李景銀,田華,梁亞勛.輪蓋開孔的離心風(fēng)機(jī)流場研究[J].西安交通大學(xué)學(xué)報，2008,42(9):13-17.

煤粉風(fēng)機(jī)軸承改造                         摘要：介紹了電廠排粉風(fēng)機(jī)在軸承改型中的實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)軸承的壽命理論計算公式，分析了軸承改型使用的理論及實(shí)際應(yīng)用的合理性。   1 引言     我公司的5#、6#機(jī)組為300MW燃煤機(jī)組，分別于1989年和1990年投產(chǎn)。配套鍋爐型式為亞臨界再熱式直流鍋爐。制粉系統(tǒng)采用鋼球磨煤機(jī)中間儲倉式，熱風(fēng)送粉。每臺鍋爐配置4組制粉系統(tǒng)，每組制粉系統(tǒng)配置1臺排粉風(fēng)機(jī)，共4臺，其作用是把細(xì)粉分離器分離出來的干燥劑（含10%~15%煤粉）吸送至爐膛燃燒。     排粉風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家為成都電力機(jī)械廠，型號：M5-29-11№20D；其主要技術(shù)參數(shù)為風(fēng)量：3.01~12.02萬m3/h；風(fēng)壓：14175~10350Pa；轉(zhuǎn)速：1450/min;功率：440kW。 2 存在的問題     排粉風(fēng)機(jī)承力軸承采用32532（舊代號）圓柱滾子軸承，推力軸承采用兩個成對安裝的46232（舊代號）角接觸球軸承。排粉風(fēng)機(jī)在運(yùn)行一段時間后，通常在1~3年，其兩個推力軸承就會不同程度地出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，出現(xiàn)推力軸承端振動大、溫度高的情況。拆出檢查發(fā)現(xiàn)，軸承滾珠表面脫皮、滾道有壓痕、軸承游隙變大、潤滑油有鐵粉等，出現(xiàn)這種情況都必須得及時更換軸承，因檢修更換工作需1~3天，影響了制粉系統(tǒng)的正常制粉，嚴(yán)重時一臺爐有二三臺排粉風(fēng)機(jī)會出現(xiàn)這種情況。 3 解決辦法 為保證排粉風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行，提高設(shè)備可靠性，技術(shù)人員參照了1#~4#機(jī)組（125MW）鍋爐的離心式送、引風(fēng)機(jī)，擬對排粉風(fēng)機(jī)的推力軸承采用與原軸承內(nèi)、外徑相同的調(diào)心滾子軸承22232。從1999年5~7月6#機(jī)組大修時，對4臺排粉風(fēng)機(jī)推力軸承進(jìn)行了改造，由原來的一臺排粉風(fēng)機(jī)2個46232軸承更換為1個22232軸承，因軸承寬度不同，新軸承比原來兩個軸承寬度小，因此另外加工了軸承墊圈，以備調(diào)整推力軸承間隙。更換后試運(yùn)行正常，軸承溫度、振動值都在正常范圍。在以后的檢修中，對5#爐的4臺排粉風(fēng)機(jī)也更換了軸承。從排粉風(fēng)機(jī)更換軸承后運(yùn)行至今，運(yùn)行情況良好，軸承的振動值、溫度均在正常范圍內(nèi)，消除了因軸承磨損所引起的風(fēng)機(jī)振動。改造取得了成功。 4 應(yīng)用分析     排粉風(fēng)機(jī)軸承改造取得的成功，可根據(jù)軸承的額定壽命進(jìn)行分析，從有關(guān)資料查出的壽命計算公式為  C=(fh/fn )P                                （1）   式中fh為壽命系數(shù)；fn為轉(zhuǎn)速系數(shù)；P為當(dāng)量動載荷，Pa。 fh、fn值可根據(jù)軸承的使用壽命及轉(zhuǎn)速，由軸承手冊中查得。從實(shí)際情況出發(fā)，電廠鍋爐通風(fēng)機(jī)每年平均運(yùn)行8000h，每次大修期都需更換軸承，取保守值5年更換一次，即軸承所期望的Lh為40000h，查軸承手冊調(diào)心滾子軸承22232的fh為3.72；軸承的轉(zhuǎn)速為1450/min，查得fn為0.322。 而當(dāng)量動載荷P則需通過計算得出，其公式為 P=XF+YFa                               （2） 式中X為徑向系數(shù)；Y為軸向系數(shù)；F為徑向載荷，Pa；Fa為軸向載荷，Pa。 （1）計算徑向載荷 徑向載荷F可通過風(fēng)機(jī)軸系靜力平衡計算得出，風(fēng)機(jī)軸靜力見圖1。                    圖中G1為葉輪重量，N；G2為軸承間軸的重量，N；G3為聯(lián)軸器及懸臂軸的重量，N；FA為推力軸承的反作用力，N；FB為承力軸承的反作用力，N。 查風(fēng)機(jī)有關(guān)資料得知：葉輪及懸臂軸質(zhì)量為m1=1100kg，軸承間軸的質(zhì)量m2=160kg，聯(lián)軸器及懸臂軸的質(zhì)量m3=85kg。 G1=m1g=1100&imes;9.8=10780N G2=m2g=160&imes;9.8=1568N G3=m3g=85&imes;9.8=833 N 由靜力平衡得 ∑MB=0 即G1l1+FAl2-G2l4 - G3(l3+l2)=0 則 FA=[G2l4 +G3(l3+ l2) -G1l1]/ l2 數(shù)據(jù)代入公式得 FA=-5826N，即推力軸承所承受的力與圖所表示的相反，取絕對值。FA=5826N即為軸承的徑向載荷F。 （2）計算軸向載荷                   Fa=（π/4）D02p 式中D0——葉輪進(jìn)口直徑，m；由風(fēng)機(jī)圖紙查出為0.92m p——風(fēng)機(jī)全壓，Pa；由風(fēng)機(jī)技術(shù)參數(shù)得風(fēng)機(jī)全壓為14175～10350 Pa，取14175 Pa   數(shù)據(jù)代入公式得 Fa=9418 N  （3）計算當(dāng)量動載荷     從軸承手冊中得知，當(dāng)Fa/F≤e時，當(dāng)量動載荷P=F+Y1Fa ；當(dāng)Fa/F＞e時，當(dāng)量動載荷P=0.69F+Y2Fa；e可從軸承手冊中查得，調(diào)心滾子軸承22232的e=0.26。因Fa/F=1.62＞e，故當(dāng)量動載荷P=0.69F+Y2Fa 。查軸承手冊得知Y2為3.8，數(shù)據(jù)代入公式得           P=0.69F+Y2Fa=39808N 鍋爐通風(fēng)機(jī)考慮到軸承承受的沖擊載荷，取沖擊載荷系數(shù)fd=1.2，得當(dāng)量動載荷： Pd=fd P=1.2&imes;39808=47770 N （4）計算軸承壽命     通過將上述計算所得數(shù)據(jù)代入式（1），求出軸承的額定動載荷值，再與該軸承的基本額定動載荷值比較，基本額定動載荷值應(yīng)大于或等于額定動載荷值，即可滿足使用要求。 額定動載荷C=(fh/fn ) Pd ，前面已得知fh為3.72、 fn為0.322。數(shù)據(jù)代入公式，得C=551877N。 查軸承手冊得知軸承22232的基本額定動載荷值C為825000N，大于軸承的額定動載荷C，因此，調(diào)心滾子軸承22232作為排粉風(fēng)機(jī)推力軸承使用可滿足要求。    

變頻調(diào)速技術(shù)在離心式引風(fēng)機(jī)控制中的節(jié)能分析                          摘要:簡要介紹了變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理，并以風(fēng)機(jī)系統(tǒng)為例，分析了變頻調(diào)速裝置在離心式引風(fēng)機(jī)控制中應(yīng)用的現(xiàn)狀與效果，變頻調(diào)速裝置除了具有節(jié)能效果外，還可以改善工藝狀況，具有廣泛的優(yōu)越性。關(guān) 引言 變頻器調(diào)速技術(shù)在離心式引風(fēng)機(jī)中得到廣泛地應(yīng)用。風(fēng)機(jī)最大特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此如將電機(jī)的定速運(yùn)轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的流量來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可節(jié)約大量的電能。 2 控制系統(tǒng)改造的必要性分析 中鋁青海分公司鋁電解槽供料系統(tǒng)風(fēng)動溜槽中促使氧化鋁流動的高壓風(fēng)是由離心式引風(fēng)機(jī)提供的，共36臺，所以正確對離心式引風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制是至關(guān)重要的。原來對離心式引風(fēng)機(jī)采用直接啟動的方式，通過人工檢查氧化鋁的走料速度來決定啟、停高壓風(fēng)機(jī)的臺數(shù)，多數(shù)情況下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一套系統(tǒng)需啟動兩臺功率為37kW的電機(jī)在工頻下驅(qū)動的風(fēng)機(jī)來滿足供料。但實(shí)際中一臺風(fēng)機(jī)就能滿足風(fēng)動溜槽中氧化鋁流動所需的供風(fēng)量，啟動兩臺離心式引風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可保證電解槽的及時供料，風(fēng)動溜槽中也不易積料，可避免由于溜槽中長時間積料造成的溜槽不暢通，也就避免了影響正常的供料。在這中間忽略了能源的浪費(fèi)。近十幾年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)與電力開關(guān)器件的發(fā)展，交流變頻技術(shù)從理論到實(shí)踐逐漸走向成熟。變頻調(diào)速以其效率高、調(diào)速范圍大、調(diào)速精度高、特性硬、無級調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，在各種交、直流調(diào)速系統(tǒng)中，尤其是節(jié)能技術(shù)改造中，變頻技術(shù)的應(yīng)用面正在不斷擴(kuò)大，應(yīng)用也從簡單的節(jié)能向改進(jìn)工藝提高產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的綜合型方向發(fā)展。在設(shè)計實(shí)施過程中，經(jīng)常遇到的問題是使用變頻調(diào)速器是否節(jié)約能源，能否滿足生產(chǎn)工藝要求等。為此，對其電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，通過壓力傳感器檢測溜槽中風(fēng)壓調(diào)整變頻頻率，對離心式引風(fēng)機(jī)實(shí)行變頻器變頻控制，避免了能源的浪費(fèi)，所以具有較大的改造價值。 3 變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理與負(fù)載關(guān)系 變頻器在離心式引風(fēng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中應(yīng)用主要目的是節(jié)能，交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n＝60f/P（1-S），電源頻率與轉(zhuǎn)速成正比，即改變頻率可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，理論上風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比，調(diào)節(jié)風(fēng)門和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時的測試數(shù)據(jù)分別如表1和表2所示。 表1調(diào)節(jié)風(fēng)門時的測試數(shù)據(jù) 風(fēng)量/（m3/s） 0.035 0.113 0.205 0.268 0.3 0.34 電功率/kW 0.84 0.91 0.97 1.03 1.05 1.13 表2調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時的測試數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)速/（/min） 165   500 900 1050 1200 1450 功率/kW 0.038   0.066 0.155 0.265 0.385 1.125   由表可見，與調(diào)節(jié)風(fēng)門相比，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速具有十分顯著的節(jié)能效果（被測電機(jī)pMN＝16kW nMN＝1430/min ） 風(fēng)機(jī)類負(fù)載其中空氣、介質(zhì)對機(jī)器中的葉片之阻力基本上和轉(zhuǎn)速的平方成正比，即：Mfz＝Kn2，式中K為比例系數(shù)〔1〕，實(shí)際的風(fēng)機(jī)由于軸承上有一定的摩擦轉(zhuǎn)矩Mm，是反抗性負(fù)載性質(zhì)的，要由外加轉(zhuǎn)矩克服這個Mm后，才能使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動。因此，實(shí)際的風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為Mfz＝Mm+Kn2?，F(xiàn)以恒轉(zhuǎn)矩類負(fù)載與離心風(fēng)機(jī)為例分析節(jié)能特性，為了分析的方便，假定電動機(jī)的輸入功能等于這類裝置的軸功率，即不考慮裝置效率影響。由于風(fēng)機(jī)最大特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此如將電機(jī)的定速運(yùn)轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的流量來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可節(jié)約大量的電能。 4  改造方案 4.1引風(fēng)機(jī)加裝變頻器結(jié)構(gòu)原理 從以上運(yùn)行情況分析：若提高電動機(jī)的工作效率、節(jié)約電能，可在風(fēng)機(jī)電動機(jī)上裝調(diào)速裝置。根據(jù)工作的情況調(diào)節(jié)調(diào)速器裝置的速度即可以滿足工作狀況的要求。用變頻器對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造不必對原系統(tǒng)進(jìn)行太大改動。在變頻改造的過程中，當(dāng)氧化鋁流動速度較慢時，讓電動機(jī)高速運(yùn)行便可達(dá)到要求。當(dāng)需風(fēng)量不太大時，使電動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)可節(jié)約電能。同時，可根據(jù)需要而調(diào)節(jié)變頻器，以滿足工況要求。 4.2 改造原理 工作原理如圖1所示〔2〕，將溜槽的實(shí)際風(fēng)壓經(jīng)反饋后送到比較器的輸入端與給定壓力進(jìn)行比較，當(dāng)溜槽高壓風(fēng)壓力不足時，通過對參數(shù)運(yùn)算，調(diào)整PID的參數(shù)，控制電壓上升，使VVVF頻率相應(yīng)增大，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快，供風(fēng)量加大，迫使風(fēng)壓上升；反之，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速減慢，供風(fēng)量減少，迫使溜槽壓力下降。以保持穩(wěn)定的恒壓供風(fēng)。在本系統(tǒng)中采用了多風(fēng)機(jī)控制，單機(jī)設(shè)定在25～50Hz范圍內(nèi)變化，在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)管道壓力遠(yuǎn)小于或大于設(shè)定值時，可以依靠增加或減少運(yùn)行風(fēng)機(jī)的數(shù)量來完成，加減風(fēng)機(jī)按1&a;2&a;3轉(zhuǎn)換順序選擇。 5 效果分析 變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置的特點(diǎn)是效率高，沒有因調(diào)速而帶來附加轉(zhuǎn)差損耗，調(diào)速范圍大、精度高，可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，而且容易實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制。由于可利用原鼠籠式電動機(jī)，所以特別適合舊設(shè)備的技術(shù)改造，它既保持了原電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、維修方便的優(yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到顯著的節(jié)電效果，是風(fēng)機(jī)交流調(diào)速節(jié)能的理想方法。由于風(fēng)機(jī)的功率較大、工作時間較長、節(jié)能效果非常顯著，實(shí)際測得離心引風(fēng)機(jī)實(shí)際電流為43A，直接啟動電流為54A，如果按一年工作360天，調(diào)頻30～50Hz，用隨機(jī)分布來計算，可節(jié)約：37kW&imes;24h&imes;360d&imes;43A/54A=254560kW&middo;h，按每kW&middo;h0.28元計算每年每臺可節(jié)約71276.8元，則每年可以節(jié)約71276.8&imes;360＝25659648元。     

離心引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場一次加重平衡法 摘要：提出了鍋爐離心引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場找平衡的必要性,介紹了一次加重平衡法的優(yōu)點(diǎn)及其在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用效果。 1 概述 我廠有5臺鍋爐離心引風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)Y6-51№25D。這些風(fēng)機(jī)是電解煙氣干法凈化工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，只有風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使煙氣凈化系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證煙氣的集氣效率，才能保障電解煙氣排放量達(dá)到國家煙氣排放指標(biāo)。引風(fēng)機(jī)的不平衡是該設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個重要問題，為了降低引風(fēng)機(jī)的故障率，筆者就引風(fēng)機(jī)的不平衡問題作一些探討。 利用振動頻譜分析儀，通過對軸承座的振動監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)和解決了風(fēng)機(jī)不平衡的故障，降低了引風(fēng)機(jī)的振動量，使振動值在正常運(yùn)行范圍之內(nèi)。保證了風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 2 相對相位平衡法分析 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，通常采用相對相位平衡法。即通過向風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子施加一個試加質(zhì)量，造成轉(zhuǎn)子振動向量發(fā)生變化，利用這種向量的相對變化進(jìn)行計算，求出轉(zhuǎn)子原始不平衡質(zhì)量的大小和位置。然后，在原始不平衡的反方向適當(dāng)位置，加焊一個平衡質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子得到平衡。 由上可知，相對相位平衡法必須有試加質(zhì)量這一工序。即使平衡一個最簡單的轉(zhuǎn)子，也需要在已測取到原始不平衡振動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，至少停開機(jī)兩次，才能使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡。 第一次停開機(jī)：測取裝上試加質(zhì)量后的振動數(shù)據(jù)。 第二次停開機(jī)：根據(jù)已測得的振動數(shù)據(jù)，采用影響系數(shù)法進(jìn)行計算，求出應(yīng)加平衡質(zhì)量的大小和位置，再加裝到轉(zhuǎn)子上，測取振動數(shù)據(jù)。 若測得振動數(shù)據(jù)符合振動標(biāo)準(zhǔn)，則運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)。若測得振動數(shù)據(jù)不符合振動標(biāo)準(zhǔn)，還要進(jìn)行第三次開停機(jī)。以測得剩余振動量為基數(shù)，進(jìn)行計算、加重，再一次進(jìn)行動平衡。 這樣，完成一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，風(fēng)機(jī)開、停機(jī)次數(shù)較多，既影響生產(chǎn)，也影響大型電機(jī)的使用壽命。若只用一次加重就能完成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡試驗(yàn)，不但能減少電機(jī)啟動次數(shù)，提高電機(jī)使用壽命，減少對電網(wǎng)的沖擊，也大大減少停機(jī)時間，提高產(chǎn)量。為此，經(jīng)過認(rèn)真研究和探索，總結(jié)出了一次加重平衡法。 3 一次加重平衡法 1998年起，就對風(fēng)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，采用的是相對相位平衡法。經(jīng)過幾年來風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，積累了較為豐富的資料和數(shù)據(jù)。通過對這些資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真整理分析，找出了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡其中的一些規(guī)律，在總結(jié)規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索出了一次加重平衡法。即只需測得風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子原始不平衡振動數(shù)據(jù)，便可找出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量的大小和相位。這樣只需停開機(jī)一次就能完成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡工作。 在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡時，測到的振動量：振幅和相位，都是風(fēng)機(jī)各軸瓦的振動位移和相位，測不到不平衡質(zhì)量的大小和相位，但是測得的振動向量與原始不平衡質(zhì)量之間存在一種特定規(guī)律。即   α=ψ測－ψ 式中α為不平衡質(zhì)量相位；ψ測為測得的振動相位；ψ為對一套固定測振系統(tǒng)是定值。 　　應(yīng)加平衡質(zhì)量的位置&bea;應(yīng)在α的反方向，即&bea;=α+180°。 　　所以，應(yīng)加平衡質(zhì)量的相位&bea;=ψ測－ψ+180°，ψ值的確定是一次加重平衡法的重要環(huán)節(jié)。幾年來，利用一次加重平衡法在Y4-73-11№29.5D和Y4-73-11№23.5D引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子上進(jìn)行現(xiàn)場動平衡應(yīng)用，取得了較好的效果。 4 一次加重平衡法的實(shí)際應(yīng)用（分析實(shí)例） 4.1引風(fēng)機(jī)及電機(jī)主要參數(shù) 流　　量：Ｑ＝300000ｍ３/ｈ 全　　壓：4.488kPa 介質(zhì)密度：0.745kｇ／ｍ３　　　 電機(jī)功率：630kW 電機(jī)轉(zhuǎn)速：990/min 潤滑方式：30＃機(jī)械油甩油 軸承內(nèi)徑：210mm 4.2 發(fā)現(xiàn)問題 在排煙機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)4#排煙風(fēng)機(jī)葉輪端軸承座徑向振動忽然增大。利用數(shù)據(jù)采集器將振動數(shù)據(jù)采集回來后，看到該振動有以下特點(diǎn)：  振動的波形接近于正弦波； 振動頻譜上1&imes;工頻異常高，高達(dá)6.32mm/s，2&imes;、3&imes;、4&imes;工頻雖然出現(xiàn)，但都較低。 4.3 解決動平衡問題 根據(jù)以上兩點(diǎn)判斷該風(fēng)機(jī)為不平衡故障。用動平衡儀對該風(fēng)機(jī)進(jìn)行測量、處理，采用一次加重平衡法進(jìn)行了現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)。具體步驟：  （1）測原始數(shù)值，得到的振動數(shù)據(jù)為6.32mm/s ms57°； （2）在葉輪上任取一點(diǎn)A為0°，在此處加一塊290g的試重塊，啟動風(fēng)機(jī)。用現(xiàn)場動平衡儀測得風(fēng)機(jī)前軸承振動速度和相位(度)：11.4mm/s ms 49°； （3）動平衡儀根據(jù)以上兩次測量數(shù)據(jù)，經(jīng)過動平衡儀計算后，得出352.2g locaion 197； （4）取下290g的鋼板； （5）按照動平衡儀上得出的數(shù)據(jù)，自A點(diǎn)反向旋轉(zhuǎn)197°處，在風(fēng)葉的相應(yīng)位置焊配重塊320ｇ（352.2減去焊條質(zhì)量）。焊接完畢后，重新啟動風(fēng)機(jī)。得到相應(yīng)數(shù)據(jù)1.26mm/s ms140°（表1），風(fēng)機(jī)振動值達(dá)到正常范圍，動平衡故障處理完畢。 表1 動平衡儀上的數(shù)據(jù)   振速/（mm/s） 角度/（°） 處理前 6.32 57 加試重塊 11.4 49 處理后 1.26 140 5  經(jīng)濟(jì)效益分析 一次加重平衡法做動平衡，減少了大型風(fēng)機(jī)啟動次數(shù)，提高了風(fēng)機(jī)軸瓦及電機(jī)使用壽命，減少了對電網(wǎng)的沖擊。相對相位平衡法動平衡，停開機(jī)兩次至少需用8h，而一次加重平衡法只需2 h即可完成動平衡，這樣每次減少停機(jī)6h。由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子磨損，平均每年至少進(jìn)行一次動平衡，每年減少停機(jī)6h。 由于電解生產(chǎn)的連續(xù)性，若風(fēng)機(jī)異常影響供料，將造成電解槽的減產(chǎn)。以每停1h少產(chǎn)2.5原鋁，噸鋁利潤8000元計算，6h損失2.5&imes;8000&imes;6＝120000元＝12萬元。利用動平衡儀，采用一次加重平衡法處理風(fēng)機(jī)的不平衡故障，基本上是一次配平實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)平衡，非常簡單實(shí)用。