风机系统节能改造

1、电机系统节能培训风机系统培训王才元高工风机的种类o 离心式风机o 轴流式风机风机的结构风机的性能 12sstFppp 1）在使用状态下，在同时带有进气管和出气管的风机中，出口静压与进口静压之差中，再减去进口动压，则风机的全压 o 2）在使用状态下，仅具有出气管，进口朝大气开放时的风机全压为出口静压与出口动压之和。o 此外，风机的静压可用出口静压表示，即，o 风机的全压22dstFppp风机的静压 2ssFppo 3) 在使用状态下，仅具有进气管，出口朝大气开放时的风机全压可用进口静压表示，风机的静压可以在进气静压(负压)上加上进口动压表示。o 即o 风机的全压 o 风机的静压 1stFpp 1

2、1dssFppp o 1风机的有效功率o 风机所输送的气体，在单位时间内从风机中所获得的有效能量，称为风机的有效功率。当风机的压力用全压表示时，称为风机的全压有效功率户，(kW)，则o 1000VtFeqpp o 风机的轴功率o 风机的轴功率等于风机的内部功率加上轴承和传动装置的机械损失，即o ineinPPP 风机的轴功率又称风机的输入功率，实际上它也是原动机(如电动机)的输出功率。meinshPPP meineshPPPP 风机的效率 o 1）风机的全压内效率o 风机的全压内效率等于风机全压有效功率与内部功率的比值，即invtFineinPqpPP1000 o 2）风机静压内效率o 风机静

3、压内效率等于风机静压有效功率与风机内部功率之比，即invsFinesFinsFPqpPP1000 o 3）风机全压效率o 风机全压效率等于风机全压有效功率与轴功率之比，即shvtFshetFtFPqpPP1000 meintF o 其中机械效率， shinvtFshinmePqpPP1000 机械效率是表征风机轴承损失和传动损失的好坏，是风机机械传动系统设计的主要指标，当风机转速不变而运行于低负荷工况时，因机械损失不变，故机械效率还将降低。o 4）风机的静压效率o 风机的静压效率P等于风机静压有效功率与轴功率之比，即shvsFshesFsFPqpPP1000 或meinsFsF o 为了提高风

4、机的效率，总是尽量减少风机内部的损失，而提高风机的有效功率。风机内部的损失主要有：o (1)机械损失：风机运转时，轴与轴承及填料之间的摩擦和叶轮盘面与气体之间的摩擦所消耗的功率，称为机械损失。叶轮直径越大，机械损失越大。o (2)泄漏损失；转动的叶轮与固定的机壳之间，存在一定的间隙，因而形成了泄漏。因此，叶轮与机壳之间的间隙越小，这种损失就越小。o (3)水力损失：气体经进气口，集流器，叶片通道及机壳时，由于摩擦，撞击，涡流等作用而引起的阻力损失，称为水力损失。其大小与通道面的光洁度及设计工况，运行工况有关。o 风机的效率可通过试验测定。在测得风量，风压及电功率基础上，效率即可计算得出。即：o

5、 o 上式显示：电动机消耗功率与风机效率成反比，功率不变，风量、风压与风机效率成正比。 %02. 1%02. 1NHQNHQddo 风机的特性曲线 风机各参数与无因次特性系数之间的转换关系o 可知在同一型号风机其流量和全压不变时，转速n越高，比转数ns相应也越大，而风机的尺寸和重量就越小。为了使风机结构紧凑，重量减轻，近代风机发展趋向高比转数。同样可看出，对于一系列几何相似的风机，在效率相同的工况下，其风量，全压和转速相同，其比转数应该是相同的。但不同型号的风机，即使比转数相同，其几何尺寸不一定相似。 o 风机的特性曲线风机的特性曲线o 风机的基本参数流量Q、风压H，功率N、效率及转速n等，它

6、们之间的互相关系可以用曲线表示出来。这些曲线称为风机的特性曲线。特性曲线便于使我们了解和比较风机的特点和工况。o 全特性曲线包含有三种主要的单独的特性曲线，即：流量压力(QH)特性曲线，流量功率(QN)特性曲线，流量效率(Q一)特性曲线。 风机的运行 o1风烟道特性曲线S的形状取决于风烟道特性系数K，K值越大，特性曲线越徒，见曲线SA，此时的风量只有QA；K值越小，特性曲线越平，见曲线SB，此时的风量为QB。o 2对于确定的系统和风门(挡板)开度以及风烟道内的积灰，污染情况不变的条件下，特性系数K为常数。此时风，烟道的阻力将随流量的增加而迅速增加，成平方关系。o3对于确定的系统，随着系统上(风

7、机出口)的风门挡板开度的改变或风烟道内积灰、污染情况的改变，K值也改变。原来特性曲线SB，通过关小风门挡板，风烟道特性系数K变小，特性曲线移至SA处。风量自QB减小至QA，风压自HB升高到HA。风机运行可能发生的故障o 1叶片或轮壳磨损不均，振动；o 2叶片或轮壳积灰不均(水膜式除尘器)，振动；o 3，叶片断落，断落时有异声，严重振动；o 4轴承缺油或轴承钢珠(柱)破碎，轴承有异声，发热甚至烧毁；o 5轴承基础螺丝松动，振动；o 6风机与轴承中心不对，试转时振动；o 7风机平衡不良，试转时振动；o 8转子与定子相碰，有碰擦声；o 9轴弯曲、振动；o 10风机或轴承底框刚度不够，振动；o 11共

8、振，即风机振动频率与支承结构的自振频率相同。这是一种很危险的现象，如不及时处理，可能造成严重事故。因此，对风机振动的任何变化均应予重视。风机运行的经济性 o 风机运行的经济性好坏，取决于风机的特性、系统管道的阻力特性和严密性以及风机的运行方式和调节方法等。o 要使风机能达到经济运行，应该注意下列几点：o 1风机的型号结构及其特性曲线选型适当，所用风机的流量、压头与锅炉实际需要的相接近。如果富裕量过大，将不可避免地要降低风机运行的经济性。o 2要求运行工作点落在风机的最高效率区内。o 3系统管道的阻力系数过大或阻力特性恶化是造成风机运行经济性差的又一原因。风、烟道与锅炉本体(例如管道弯头；挡板、

9、锅炉的燃烧器等)的结构不良以及运行时烟道中发生严重积灰与结渣，都将使阻力增加。或者说，使管道特性系数K增大，以致正常运行的工作点越出高效区间。o 4锅炉本体及风、烟道的不严密，会造成漏风，从而增加了电动机所耗的功率。计算表明，所耗功率的增长程度，比漏风的增大程度快二倍。o5风机的运行方式对它的经济性也有一定的影响，对于并联运行的送、吸风机，其负荷的分配与调节，可以采用如下两种方式：o (1)平行调节(并联调节)，也就是二台风机同时调节出力；o (2)相继调节(串联调节)，也就是一台先动作(改变到另或最大或最经济出力)，再调节另一台。一般对于后向叶片风机，采用相继调节方式较为经济。当需要大幅度调

10、节时尤其如此。对于前向叶片风机，当每台风机的负荷较低(55以下)时，采用相继调节较为经济，而当风机的负荷处于较高状况时，则以平行调节为好。o必须指出，风机负荷的合理分配，应根据热力试验组提供的风机微增电耗来进行。o 6吸风机叶轮被飞灰磨损。o 7燃烧过剩空气量太大。o 8电动机功率太大，形成大马拉小车。o 9一台风机运行，另一台风机的进、出口风门，挡板漏风。o 10二台不同特性的风机并列运行。o 11风机叶轮的径向间隙太大，机舌间隙太大，集流器与叶轮的间隙太大。 o 12进口导向风门挡板开度(角度)不均或个别联杆脱开，以致个别导向板不随调节机构动作。o 13制作及检修工艺差，如遗流部分或叶片等

11、光洁度不合设计标准。o 综上可知，要使风机具有较高的运行经济性，必须及时分析风机电耗高及其他不正常的原因，以便采取适当的措施。风机的调节 o 目前，送吸风机的调节方法有：节流调节、导向器调节、变速调节和动叶调节等几种。 o 节流调节是用调节风机出口风门、挡板的开度，即人为地增加系统阻力(改变风，烟道特性曲线)的办法来控制风机的流量的。节流调节方法最简单可靠，但很不经济，因为当风门、挡板关小时，风机所产生的压头并非全部有效地用于克服原来管道的阻力，而是有部分压降被风门、挡板关小后额外增加的阻力H所消耗掉。因此，一般仅在小型风机上采用。o 导向器调节是用改变装在风机入口处导向叶片的角度来变更风机流

12、量的。这种调节方法的原理在于改变风机的吸气角度(即进口气流的予旋)，从而改变风机的风压和流量(类似改变风机性能).o 这种调节虽然增加涡流损失，使风机的效率有所降低。然而，经过比较，由于节流损失的减小足以补偿风机效率降低所造成的损失，因此，结果还是比节流调节经济。 o 变速调节是用改变风机转速来改变风机的风量的。对于同一风机和气体重度不变的情况下，风机产生的风压与基转速平方成正比，而流量与基转速成正比。因此，随着风机转速的改变，风机特性曲线随着改变，使风机的风压和风量相应跟着改变。o 改变转速调节是调节范围最大，经济性最佳的调节方法。它适用于用蒸汽轮机及燃气轮机驱动的，或带有流体联轴器，的大型

13、鼓风机、压缩机。风机本体不需增设调节机构。o 轴流风机的动叶调节其调节范围及经济性均较理想。尽管调节系统复杂(尤其是自动式)，目前仍被广泛采用。如电站、矿井及隧道等所用的大型轴流通风机，普遍采用动叶调节，因为对节能和减小噪声等是有利的。在运行中，它是通过改变叶轮上叶片的按装角度来达到调节流量的。也就是改变了风机的QH特性曲线的形状与位置，从而达到手变风机工作点的目的。o 动叶调节时，管道特性曲线是不变的。但动叶调节不仅压力特性曲线要变化，同时，功率特性曲线，效率特性曲线也相应变化。动叶调节角度越大，撞击与涡流的能量损失也越大，对效率的影响相对也较大。 风机的节能 o 风机装置的节能措施是：o 减少风机本身的耗功；o 根据设备要求选择最合适的风机；o 通过最佳调节，提高风机在各运行工况的使用效率；o 降低原动机和控制装置的能耗。o 为了减小耗功，需要采取以下措施：o 1除温o 2提高风机的绝热效率 3降低进气温度 4尽力防止进气压力降低 5出口压力，余量不应太大 6减少迷宫密封的泄漏 7防止叶轮磨损，积灰和腐蚀 8采用高效大型机组代替几台小型机组并联 o 合理选型o 选用风机时，力求使风机的额定流量和额定压力，尽量接近工艺要求的流量和压力，从而使风机运行时的使用工况点，接近风机特性曲线的高效区，如果选型不