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節(jié)能潛力分析及對策上篇風(fēng)機是用于排送氣體的機械的總稱，根據(jù)其排氣壓力p的高低，分為通風(fēng)機（P15000Pa）、鼓風(fēng)機（15000Pa&l;風(fēng)機產(chǎn)品的品種分為離心式壓縮機、軸流式壓縮機、離心式鼓風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機、葉式鼓風(fēng)機、離心式通風(fēng)機和軸流式通風(fēng)機共7大類。 　　雖然軸流式壓縮機和離心式壓縮機的功率較大，如國內(nèi)生產(chǎn)的軸流式壓縮機的功率最大可達38265kW，離心式壓縮機的最大功率可達16000kW.但是臺數(shù)很少，風(fēng)機的主要產(chǎn)品應(yīng)該是量大面廣的通風(fēng)機。 　　所以，風(fēng)機產(chǎn)品的節(jié)能潛力分析和對策，其重點要放在通風(fēng)機產(chǎn)品。 　　風(fēng)機在節(jié)能中的地位和作用據(jù)1990年不完全統(tǒng)計，全國風(fēng)機的擁有量約400萬臺，正在使用的約285萬臺。這些風(fēng)機絕大多數(shù)采用電動機驅(qū)動，素有“電老虎&dquo;之稱，因而風(fēng)機的節(jié)能具有十分重要的意義。 　　據(jù)1982年原機械工業(yè)部調(diào)查，風(fēng)機用電約占全國發(fā)電量的10%；據(jù)1988年原冶金部的規(guī)劃資料，我國金屬礦山的風(fēng)機用電量占采礦用電的30%；鋼鐵工業(yè)的風(fēng)機用電量占其生產(chǎn)用電的20%；煤炭工業(yè)的風(fēng)機用電量占全國煤炭工業(yè)用電的17%.冶金工業(yè)以沈陽冶煉廠為例，風(fēng)機用電量占該廠用電的25%.由此可見，風(fēng)機節(jié)能在國民經(jīng)濟各部門中的地位和作用是舉足輕重的。 　　風(fēng)機節(jié)能的國內(nèi)外現(xiàn)狀國內(nèi)風(fēng)機節(jié)能現(xiàn)狀造成風(fēng)機電耗過大的因素風(fēng)機內(nèi)效率低。國內(nèi)風(fēng)機行業(yè)生產(chǎn)的各類風(fēng)機，大部分內(nèi)效率較低。 　　風(fēng)機系列型譜不全。由于風(fēng)機，特別是通風(fēng)機的系列型譜不全，用戶選用風(fēng)機時在產(chǎn)品目錄和樣本上找不到中國通用機械工業(yè)協(xié)會風(fēng)機分會徐常武石雪松適宜的品種和機號，因而被迫選用代用型號的風(fēng)機，結(jié)果導(dǎo)致了多耗電能。 　　風(fēng)機裝置效率低。一是風(fēng)機的變速機構(gòu)比較落后。二是調(diào)節(jié)方法比較落后，大部分還是采用調(diào)節(jié)。由于上述原因，盡管有的風(fēng)機內(nèi)效率較高（達86%）但其裝置效率并不高。 　　風(fēng)機的實際的工作點偏離最高效率工況點。 　　風(fēng)機的配套電動機容量選取偏大。 　　管路系統(tǒng)設(shè)計不合理，增加了管網(wǎng)阻力，降低了風(fēng)機使用的效率。 　　風(fēng)機使用中采用了不適宜的效率低的調(diào)節(jié)方法，降低了風(fēng)機的調(diào)節(jié)效率。 　　管理不善。無嚴(yán)格、科學(xué)的開停機規(guī)定及措施，過早開機或過晚停機都將造成電能的浪費。 　　據(jù)某煤炭公司對148臺礦井主通風(fēng)機的調(diào)查，運行效率在70%以上的僅占10%左右；運行效率低于55%的竟達59%.據(jù)某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的調(diào)查，通風(fēng)機的平均運行效率只有40%左右。某發(fā)電廠鍋爐鼓引風(fēng)機的最高運行效率只有國內(nèi)在風(fēng)機節(jié)能工作中采取的主要措施推廣使用高效節(jié)能風(fēng)機。改造低效的舊式風(fēng)機，開發(fā)高效的系列化的節(jié)能風(fēng)機，并在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域推廣使用，是風(fēng)機節(jié)能根本措施。 　　更換使用中的舊風(fēng)機，對使用效率低又沒有改造價格的風(fēng)機，采取逐步淘汰的措施。 　　盡可能地采用經(jīng)濟性好的調(diào)節(jié)方法。 　　利用引進技術(shù)開發(fā)高效節(jié)能風(fēng)機。經(jīng)過20多年的努力，風(fēng)機制造企業(yè)對此己做了大量工作。例如，上海鼓風(fēng)機廠和沈陽鼓風(fēng)機廠分別引進了德國TLT公司和丹麥諾文科公司的動葉可調(diào)軸流通風(fēng)機技術(shù)；成都電力機械廠和沈陽鼓風(fēng)機廠引進了德國K.K.K公司的靜葉可調(diào)軸流通風(fēng)機技術(shù)等。 　　GM通用機械國外風(fēng)機節(jié)能現(xiàn)狀礦井主通風(fēng)機節(jié)能。美國煤礦使用的主風(fēng)機以軸流式為主，目前己大量采用運行中可以改變?nèi)~片角度的液壓式動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機，節(jié)能效果好。 　　壓式動葉調(diào)節(jié)的軸流通風(fēng)機，其運行效率可保持在俄羅斯是以使用離心式礦井風(fēng)機為主的國家。由于致力于改進氣動性能，使其最大靜壓效率從72%增加到88%，平均靜壓效率從52%增壓75%.礦用局部通風(fēng)機（局扇）節(jié)能。以日本三井三池制作所為代表的低噪聲混流式局部通風(fēng)機，可通過改變?nèi)~高和葉片安裝角度獲得所需要的性能。該風(fēng)機的最高效率接近電廠鍋爐鼓、引風(fēng)機節(jié)能國外電廠鍋爐鼓、引風(fēng)機以軸流式為主，其最低效率為84%，最高為90%.燒結(jié)引風(fēng)機節(jié)能日本荏原公司生產(chǎn)的葉輪能直徑為5m的燒結(jié)引風(fēng)機，其全壓效率可達90%；俄羅斯生產(chǎn)的燒結(jié)引風(fēng)機最高效率可達83%.高溫風(fēng)機節(jié)能英國Siocco公司生產(chǎn)的高溫風(fēng)機，采用槳式葉輪（無蓋盤徑向直葉片葉輪），其全壓效率可達排塵風(fēng)機節(jié)能德國的研宄結(jié)果表明，為避免積灰，葉片宜采用弧面成斜面，葉片角控制在38*58*之內(nèi)。其全壓效率可達87%.曝氣鼓風(fēng)機節(jié)能瑞士蘇爾壽公司生產(chǎn)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35%~107%，多變效率達82%.日本川嶺崎重工機械會社生產(chǎn)的GM型齒輪組裝式鼓風(fēng)機，其調(diào)節(jié)范圍為65%~100%，多變效率可達高爐鼓風(fēng)機節(jié)能國外高爐鼓風(fēng)用的軸流式壓縮機，多變效率最高達90%，采用全靜葉可調(diào)機械后操作范圍擴大到額定流量的55%110%.離心式壓縮機節(jié)能有代表性的多軸組裝式壓縮機是美國英格索蘭公司制造的Cenac型壓縮機，其等溫效率可達74%.日本日立公司生產(chǎn)的DH型離心壓縮機的等溫效率己達82%.日本神戶制鋼所在引進美國VC型離心壓縮機、改進美國VC離心壓縮機的基礎(chǔ)上，經(jīng)過改進制成了大流量半開式三元葉輪，葉輪的絕熱效率為9風(fēng)機節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢通風(fēng)機通過應(yīng)用葉輪、蝸殼等元件的研宄成果，以及進一步提高制造精度，力求使各種通風(fēng)機的效率平均提高5%10%.有的離心通風(fēng)機己采用了三元葉輪，效率提高10%；大型離心通風(fēng)機出現(xiàn)了采用較大直徑和較窄寬度葉輪、較高轉(zhuǎn)速的高效結(jié)構(gòu)，其最高效率可達87%以上，效率較高的軸流式通風(fēng)機，最高效率己達92%.從而使產(chǎn)品本身就是節(jié)能產(chǎn)品。 　　在運行中的調(diào)節(jié)節(jié)能方面，除了采用較先進的動葉可調(diào)、雙速電動機、液力耦合器及交流電動機的各種方法調(diào)速外，對大型通風(fēng)機又出現(xiàn)了調(diào)速節(jié)能的新裝置一一多級液力鼓風(fēng)機未來將會大力開展節(jié)能型鼓風(fēng)機的研制工作。如日本對蝸殼及葉輪等通流部分的形狀作了適當(dāng)改進，有效地防止了渦流及流動分離的產(chǎn)生，其絕熱效率比原來的鼓風(fēng)機提高5%10%；瑞士制造的大流量離心式鼓風(fēng)機，每級均沒有進口導(dǎo)葉，其多變效率可達82%；日本制造的多級離心式鼓風(fēng)機，采用進口導(dǎo)葉連續(xù)自動調(diào)節(jié)后，節(jié)能率達20%；高速單級離心式鼓風(fēng)機采用高周速、高壓比、半開式徑向三元葉輪后，其效率可提高10%；還有的在鼓風(fēng)機主軸的另一端設(shè)有尾氣透平，回收尾氣排放時的膨脹功率達到節(jié)能目的。 　　高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（Top壓力能經(jīng)透平膨脹作功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的能量回收裝置。 　　該裝置既節(jié)能，又符合環(huán)保要求。目前，該裝備發(fā)展最快、水平最高的是日本。 　　離心式壓縮機將會越來越多地采用三元流動葉輪，使效率平均提高2%5%.如美國研制出的管線壓縮機的三種大流量三元葉輪，葉輪效率可達94%~95%；日本的單軸多級離心壓縮機的效率水平也進一步提高，其首級的大流量半開式三元葉輪的絕熱效率達94%.其調(diào)節(jié)方式將會更多地采用汽輪機或燃氣輪機驅(qū)動，以改變轉(zhuǎn)速來達到節(jié)能目的。 　　二、風(fēng)機節(jié)能的途徑與潛力風(fēng)機節(jié)能途徑與潛力總體上可分為兩大類。一類是從產(chǎn)品設(shè)計角度來提高風(fēng)機在設(shè)計點和變工況區(qū)的效率，盡量使風(fēng)機本身就是節(jié)能產(chǎn)品；另一類是從產(chǎn)品在觀場實際運行的情況來盡可能地提高其實際運行效率（有的稱其為裝置效率）。其總目標(biāo)都是減少功耗。 　　從產(chǎn)品設(shè)計角度來挖掘風(fēng)機節(jié)能潛力，其主要承擔(dān)者是風(fēng)機制造廠、與風(fēng)機專業(yè)有關(guān)的大專院校及科研院所。設(shè)GM通用機械計人員在設(shè)計風(fēng)機新產(chǎn)品時最注重的性能指標(biāo)就是效率（即節(jié)能）。從設(shè)計方面考慮，提高風(fēng)機效率的方法有多種，但最主要的措施有如下幾點：①采用三元流動葉輪，可使在同等流量、壓力條件下的風(fēng)機效率提高5%~10%；②新型風(fēng)機設(shè)計好之后，為了驗證其設(shè)計效果，需要制造出風(fēng)機模型進行試驗，若達不到預(yù)期效率目標(biāo)，還要做設(shè)計修正、再試驗，直至滿意為止；③計算機技術(shù)善改之后，出現(xiàn)了模擬試驗研宄的計算流體技術(shù)普級之后，出現(xiàn)了模擬試驗研宄的流體動力學(xué)方法CFD（CompuaionFluidDynamics），只需重新計算一次即可評估改進設(shè)計是否有效。雖然也需要一次排能試驗，則是為了進一步驗證所設(shè)計的產(chǎn)品性能。 　　提高風(fēng)機產(chǎn)品效率畢竟是余地很小，真正節(jié)能的巨大潛力還在廣大風(fēng)機用戶。 　　風(fēng)機用戶按風(fēng)機的運行特征是恒速機組成變速機組分別歸納的節(jié)能措施如下：恒速機組高效風(fēng)機替換低效風(fēng)機小葉輪換大葉輪；截短葉輪外徑；減少級數(shù)，拆摘葉片減少其數(shù)目；前（中、后）導(dǎo)葉控制，靜葉可調(diào)；改變動葉安裝角，動葉可調(diào)；臺數(shù)組合控制，串一并聯(lián)；ON-OFF開關(guān)控制；進口成出口節(jié)流；變?nèi)~片寬度；變擴壓器安裝備；聯(lián)合調(diào)節(jié)及微機控制等。 　　變速機組變頻調(diào)整、調(diào)壓調(diào)速、電磁調(diào)速、變極對數(shù)調(diào)速、串級調(diào)速（成轉(zhuǎn)子串電阻）、無換向器電動機調(diào)速、蒸汽輪機成燃氣輪機等原動機的變速、液力耦合器、液力調(diào)速離合器、機電一體化裝置（如微機控制等）、多級液力變速傳動裝置（MSVD）及其他（如三角帶傳動等）。 　　1.管道安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與節(jié)能風(fēng)機及其系統(tǒng)的節(jié)能取決于風(fēng)機必須是高效率的節(jié)能型風(fēng)機；風(fēng)機的運行工況必須在所預(yù)選而高效率工作區(qū)內(nèi)。 　　因而，必須精確確定系統(tǒng)的阻力一一流量關(guān)系，為風(fēng)機給出正確的壓力和流量值。 　　急度流場對管道截面上速度和壓力分布的影響在氣流轉(zhuǎn)彎前后，特別是在它的后面內(nèi)側(cè)，出現(xiàn)較大的渦壓。流線彎曲受離心力的作用，破壞了緩變流條件，靜壓沿截面不再為常數(shù)，流速沿截面的分布就不均勻。在轉(zhuǎn)變處裝設(shè)導(dǎo)葉能迫使氣流沿內(nèi)壁流動，從而防止了附面層脫體與渦流的產(chǎn)生。這樣，既可使流速沿截面的分布均勻，又可減少阻力。 　　急變流均對風(fēng)機性能的影響風(fēng)機使用現(xiàn)場常用的調(diào)節(jié)裝置有閘門、蝶閥等。除全開外，在它們之后都將出現(xiàn)渦壓。開度越小，渦壓越大，而且在主流區(qū)沿截面上的流速分布也將出現(xiàn)嚴(yán)重地不均勻。 　　試驗表明，在進氣箱中用調(diào)節(jié)葉片（百葉窗式）調(diào)節(jié)時，風(fēng)機性能曲線都有以下的共同特點：當(dāng)調(diào)節(jié)葉片安裝角在0*30*間差別級不大；當(dāng)調(diào)節(jié)葉片安裝角自0*向30*變化時，效率曲線略向左移，最高效率略有下降。 　　所有這些特點都是由于調(diào)節(jié)后葉輪入口處氣流獲得正預(yù)旋引起的。 　　2.風(fēng)機的運行調(diào)節(jié)與節(jié)能根據(jù)流體力學(xué)理論，氣體的流動過程將伴隨著損失。例如，氣體流過節(jié)流裝置后，氣流的壓力會相應(yīng)減少，也就是它們損失了風(fēng)機的有用功。由于這一切都是在風(fēng)機輸送氣體的過程發(fā)生的，這就浪費了風(fēng)機的能量。 　　風(fēng)機工況點是風(fēng)機在某一轉(zhuǎn)速下的性能曲線與管網(wǎng)阻力特性線的交點。風(fēng)機實際運行時，并非永遠停留在設(shè)計工況點上。它將隨用戶的需要或外界條件的變化而變化，也就是風(fēng)機實際上處于變工況下工作。要想使風(fēng)機的風(fēng)壓或風(fēng)量達到某一目標(biāo)值，就需要對風(fēng)機或管網(wǎng)進行人為地控制，并稱調(diào)節(jié)。通過有效地調(diào)節(jié)，實現(xiàn)在保證風(fēng)機能夠穩(wěn)定工作的條件下，既要滿足生產(chǎn)對流量或壓力的要求，又能最大限變地節(jié)能。簡言之，調(diào)節(jié)的目的就是滿足性能要求，擴大（穩(wěn)定）工況，實現(xiàn)節(jié)能，防止喘振。 　　風(fēng)機采用不同的調(diào)節(jié)方式都可達到同一目的，但節(jié)能效果各不相同。 　　根據(jù)理論分析及實踐證明，可得出如下4個方面的結(jié)對于鼓風(fēng)機和壓縮機，出口節(jié)流調(diào)節(jié)方式耗功最多。 　　盡管相對流量（實際流量0與設(shè)計流量0.之比）減少時，功率并相應(yīng)減少。如當(dāng)0=0.650.時，所對應(yīng)的功率減少到原來的80%左右，但與其他調(diào)節(jié)方式相比，耗能仍居首位。 　　如果相對流量變化不大時（或稱調(diào)節(jié)深度小時），幾種調(diào)節(jié)方式耗動差別不大。即調(diào)節(jié)方式對節(jié)能效果影響不大，甚至不僅不節(jié)能，反而因調(diào)節(jié)裝置的存在多耗功（如液力耦合器）。 　　要慎重選擇調(diào)節(jié)方式，以期獲得最大效益。 　　變速調(diào)節(jié)曲線接近理想曲線。所以，變速調(diào)節(jié)方式優(yōu)越，特別是采用變頻電動機調(diào)速的節(jié)能方案為最佳，但需要增設(shè)變頻裝置。對于中小容量的變頻調(diào)速建議積極試用；由于大容量高電壓變頻調(diào)速裝置價格較高，應(yīng)結(jié)合具體情況，綜合比較，決定取舍?？傊?，既要考慮調(diào)節(jié)性能，也要考慮設(shè)備初投資、可靠性及經(jīng)濟性等，全面評價調(diào)節(jié)方式的優(yōu)劣。

離心風(fēng)機的使用在帶來通風(fēng)換氣效果的同時，也會伴隨著一些故障現(xiàn)象的發(fā)生，如果這些故障不能及時的解決，那離心風(fēng)機的使用效果就會受到很大的影響，場所內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量就更不能得到很好的改善了，尤其是風(fēng)機出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象更會對風(fēng)機造成很大的干擾，那怎樣才能解決樣的問題呢。 使用離心風(fēng)機一定要關(guān)注風(fēng)機的壓力狀況，穩(wěn)定狀態(tài)下壓力系數(shù)和入射角λ之間的關(guān)系，當(dāng)入射角大于一定值。入射角改變，有一個區(qū)域壓力系數(shù)呈梯度下降;如果振動發(fā)生在流場中葉片處。這時空氣動力則呈循環(huán)變化。當(dāng)壓力系數(shù)的梯度為正時，這相當(dāng)于空氣動力對葉片作用反向力，系統(tǒng)是穩(wěn)定的當(dāng)壓力系數(shù)梯度為負時，這相當(dāng)于空氣動力對葉片做正功，這樣的情況下，風(fēng)機的失速現(xiàn)象就發(fā)生了，那針對這樣的問題有什么可以解決的方法嗎？ 離心風(fēng)機的設(shè)計初衷，是需要風(fēng)機在進口壓力、進氣溫度、轉(zhuǎn)速和流量都比較穩(wěn)定的狀況下進行使用的，也只有這樣才能更好的保持風(fēng)機的使用效果，但是如果離心通風(fēng)機進口導(dǎo)流板開度調(diào)節(jié)不當(dāng)或葉輪流道、氣流流道、濾清器等阻塞，將會導(dǎo)致實際流量小于設(shè)計流量。進入葉輪的氣流方向發(fā)生變化，氣流向著葉片的工作面沖擊，從而在葉片的非工作面附近形成氣流漩渦或氣體，風(fēng)機的旋轉(zhuǎn)失速產(chǎn)生的原因是比較多的，不過只要我們掌握了這些原因，就不難找到解決的方法，在對風(fēng)機進行使用的時候，我們要盡可能的規(guī)范操作，這樣可以避免很多故障現(xiàn)象的發(fā)生。