風(fēng)機(jī)節(jié)能講義匯總課件

1、風(fēng)機(jī)節(jié)能中國流體力學(xué)研究小組成員： 苗培柱2010華北電力大學(xué)研究生講演課件風(fēng)機(jī)節(jié)能的重要性：風(fēng)機(jī)為通用流體機(jī)械，風(fēng)機(jī)的耗電量占全國年總耗電量的10%離心風(fēng)機(jī)總效率約在70%90%的范圍內(nèi)，高效風(fēng)機(jī)可達(dá)90%以上，大型軸流風(fēng)機(jī)也可達(dá)90%以上全國風(fēng)機(jī)設(shè)備在系統(tǒng)中的實(shí)際運(yùn)行效率只有40%左右，比發(fā)達(dá)國家低10%30%我國50MW以上機(jī)組鍋爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低于70的占一半以上，低于50的占1/5左右當(dāng)前風(fēng)機(jī)處在的主要問題設(shè)備陳舊，本身效率比較低選型不當(dāng)，實(shí)際工作負(fù)荷遠(yuǎn)離額定負(fù)荷，運(yùn)行效率太低用擋板與閥門節(jié)流，功率損耗非常大調(diào)速控制使面窄，技術(shù)缺乏配送管道裝備不盡合理，能量損耗大針對以上問題現(xiàn)主要有以

2、下措施一、提高風(fēng)機(jī)本身的效率二、采用調(diào)速控制方式，減少節(jié)流損失三、合理的選型配套四、 功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能一、提高風(fēng)機(jī)本身的效率（一）進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)原理及特性進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置即在鼓風(fēng)機(jī)吸風(fēng)入口附近裝設(shè)一組可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角的導(dǎo)葉-進(jìn)口導(dǎo)葉，其作用是使氣流在進(jìn)入葉輪之前發(fā)生旋轉(zhuǎn)，造成扭曲速度。導(dǎo)葉可繞自身軸轉(zhuǎn)動，葉片每轉(zhuǎn)動一個(gè)角度就意味著變換一個(gè)導(dǎo)葉安裝角，使進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪的氣流方向相應(yīng)改變新型節(jié)能技術(shù)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)風(fēng)量原理：當(dāng)導(dǎo)葉安裝角0時(shí)，導(dǎo)葉對進(jìn)口氣流基本上無作用，氣流將以徑向流入葉輪葉片。當(dāng)時(shí)，進(jìn)口導(dǎo)葉將使氣流進(jìn)口的絕對速度沿圓周速度方向偏轉(zhuǎn)角，同時(shí)對氣流進(jìn)口的速度有一定的節(jié)流作用，這種預(yù)旋和節(jié)流作用將導(dǎo)

3、致風(fēng)機(jī)性能曲線下降，從而使運(yùn)行工況點(diǎn)變化，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)流量調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)的節(jié)能原理通過下圖說明節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)的功率-流量曲線進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)時(shí)的功率-流量曲線當(dāng)進(jìn)口導(dǎo)葉安裝角由10增大為2或3時(shí)，運(yùn)行工況點(diǎn)由M1移至M2或M3；流量由Q1減小至Q2或Q3；軸功率由P1減少至P2或P3。圖中用剖面線表示的面積為進(jìn)口導(dǎo)葉比節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)省的功率。 對坐標(biāo)圖分析：在保持出口壓力恒定條件下，怎么進(jìn)行流量調(diào)節(jié)？風(fēng)壓常量流量變量管網(wǎng)的特性曲線近似于水平直線，鼓風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，不必借助于改變管網(wǎng)特性曲線，可通過改變導(dǎo)葉的開閉角度，使風(fēng)機(jī)的壓力-流量性能曲線改變，流量的變化是通過將工況點(diǎn)移動到新的改變了的風(fēng)機(jī)特性曲線

4、上的方法實(shí)現(xiàn)通過下圖進(jìn)行具體分析不同葉片安裝角度下的風(fēng)機(jī)壓力-流量關(guān)系二、其結(jié)構(gòu)相對簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)管理方便，初 期投資低。因此，本工程中鼓風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉 調(diào)節(jié)流量，顯然是最佳調(diào)節(jié)方式離心風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式，在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可獲得高效率和較寬的性能范圍，在保持出口壓力恒定條件下，工作流量可在50100額定流量范圍內(nèi)變化。調(diào)節(jié)深度愈大、省功愈多。一、如流量減少到額定流量的60時(shí)，進(jìn)口導(dǎo)葉方式比 進(jìn)口節(jié)流方式節(jié)省功率達(dá)17之多。導(dǎo)葉調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)二、采用調(diào)速控制方式，減少節(jié)流損失原理與效益：目的：調(diào)速代替閥門的控制作用，減少管路、閥門損失。同時(shí)改善機(jī)組性能，大大提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。下面我們以

5、離心機(jī)為例說明原理原動機(jī)通過軸驅(qū)動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，氣流由進(jìn)口軸向進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪后變成徑向流動被加速，然后進(jìn)入擴(kuò)壓腔，改變流動方向而減速，這種減速作用將高速旋轉(zhuǎn)的氣流中具有的動能轉(zhuǎn)化為壓能（勢能），使風(fēng)機(jī)出口保持穩(wěn)定壓力。單級高速離心風(fēng)機(jī)的工作原理是：摩擦阻力局部損失沿程阻力壓力-流量特性曲線是一條直線實(shí)際壓力-流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降離心風(fēng)機(jī)的功率-流量曲線隨流量的增大而上升如下坐標(biāo)圖：相對應(yīng)的：功率-流量關(guān)系實(shí)際壓力-流量關(guān)系阻力特性-流量關(guān)系恒定轉(zhuǎn)速情況下先來舉例對上述性能曲線進(jìn)行分析：設(shè)A點(diǎn)為風(fēng)機(jī)最大工況點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2時(shí)，如果采用節(jié)流調(diào)節(jié)法，工況點(diǎn)由A到B，風(fēng)壓

6、增加到H2，由圖中可看出軸功率P2下降，但減少的不太多。如果采用變頻調(diào)節(jié)方式，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)由A到C，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2 情況下，風(fēng)壓H3將大幅度下降，功率P3隨著顯著減少。節(jié)省的功率損耗PHQ2與圖中面積 成正比。 以上分析可知，變頻調(diào)節(jié)是一種高效的調(diào)節(jié)方式風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)，不會產(chǎn)生附加壓力損失，節(jié)能效果顯著，調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍0100，適合調(diào)節(jié)范圍寬調(diào)節(jié)特性一、二、當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)量減小時(shí)，風(fēng)壓將發(fā)生很大變化以下闡述原因當(dāng)其轉(zhuǎn)速降低到原額定轉(zhuǎn)速的一半時(shí)，對應(yīng)工況點(diǎn)的流量、壓力、軸功率各下降到原來的 1/2、1/4、1/8Q:風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（流量）H：風(fēng)壓P:風(fēng)機(jī)功率流量（%）轉(zhuǎn)速（%）風(fēng)壓（揚(yáng)程）

7、功率（%）10010010010090908772.980806452.270704934.360603621.650502512.5當(dāng)需要流量下降時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以大約大量能源。例如：當(dāng)流量需求減少一半時(shí)，通過變頻調(diào)速，則理論上只需要12.5%，既節(jié)約87.5%的能源。三、合理的選型配套（一）、確定工作壞境（自然風(fēng)速、風(fēng) 向、空氣溫度、海拔、大氣壓等條件）（二）、風(fēng)壓計(jì)算 （三）、根據(jù)計(jì)算參數(shù)選型按風(fēng)機(jī)類型、性能曲線選型利用風(fēng)機(jī)的選擇曲線選型利用風(fēng)機(jī)的無因次性能曲線選型軟件選型現(xiàn)舉例具體說明：設(shè)計(jì)引風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)：熱力學(xué)溫度T=438K,大氣壓力 =101325Pa,相對濕度為50%，密度=0

8、.745kg/m3的煙氣而言引風(fēng)機(jī)計(jì)算公式：若流體介質(zhì)不符合上述狀況，則按下列公式進(jìn)行換算四、 功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能無功功率：電源與電器元件往返但并未被電器元 件消耗的這部分功率但為什么還要通過它節(jié)能？無功功率導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，降低了電網(wǎng)的利用率；大量的無功電能消耗在輸送電路中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重；大量無功功率損失在電路中，電路原 因：有功功率P=S COS無功功率Q=S SinS視在功率 COS功率因數(shù)從以上可知COS越大，有功功率越大，普通風(fēng)機(jī)的功率因數(shù)在0.60.9之間，我們可以使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，COS1，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。幾種節(jié)能方式比較1