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风机与风机系统的节能改造

时间:2011-06-22 17:55 点击:
风机是一种量大面广,耗电量较大的动力机械,是十二类通用耗能设备之一。在制冷空调系统中风机也获得了广泛应用。据1982年机械工业部的调查。风机用电约占全国发电量的10%。对于

        风机是一种量大面广,耗电量较大的动力机械,是十二类通用耗能设备之一。在制冷空调系统中风机也获得了广泛应用。据1982年机械工业部的调查。风机用电约占全国发电量的10%。对于制冷装置,据国内统计,一般冷库制冷装置中风机的耗电量占总耗电量在25%左右。因此,风机系统的节能无疑具有重大意义。

        风机在制冷装置中应用的一个特殊性,是许多风机在低温下运行。例如,在冷却物冷藏间和冷却间,库温一般为0~5℃;在冻结物冷藏间和冻结间,库温一般为-18~-235℃甚至更低。即风机本身消耗的功率,包括循环空气的动能都变成热量,成为制冷装皿的热负荷。当风机效率低而造成多耗能时,这部分多耗的能量又增加了制冷装置的热负荷。因此,制冷装置中低温环境下运行的风机节能,比一般环境下运行的风机节能,具有更大的经济效益。需要人们给予更多的重视。

        对于具有风道的风机系统,其工作特性与水泵系统相似。即风机的实际运行特性,取决于风机自身的特性曲线和管路(风道)的特性曲线。对于冷间中采用自由射流没有铺设风道的风机,冷间中的气流通道也可以近似作为风道系统,虽然常因货物的堆垛不同,使气流通道发生变化。换言之,风机系统除了流体不同外,与水泵系统的工作情况基本相同。因此,上节水泵系统的节能改造方法,也可以用于风机系统。即风机系统也可以采用全盘更换、截短叶片、卸掉动叶叶片和变速改造来实现节能。

        另外由于风机的特殊性,风机的改造还可以采用更换叶轮法。叶轮是风机的核心部件,直接影响风机的效率。以新型高效叶轮取代气动性能差的旧式落后叶轮,只要原机壳等部件完好,就会取得立竿见影的节能效果。例如以4-72系列风机叶轮,取代旧式9-57系列叶轮,其节能效果见下表。

        由下表可见,更换叶轮后,在满足原流量、风压前提下,输人功率减少了37.6%,取得了良好的节能效果。

        由于研究的深人和技术的进步,各种风机的效率普遍有较大幅度的提高。对于效率仅60%~70%,甚至更低的风机,改造后节能效果十分显著。因为目前高效风机普遍效率可达85%-90%。更换叶轮的技术改造具体可分为三种情况。

表:风机叶轮更换前后的比较

 

 

风机型号

效率可%

输入功率/kw

更换前

9-57

59

117

更换后

4一72

90

73

        1.不改变设计风量和风压

        在这种情况下,只需按原风量、风压更换成高效叶轮即可。这时需注意,如原叶片出口角接近900,或前向式改为后向式叶片时,将会出现叶轮过大,机壳和叶片相比过小的情况。此时需进行性能方面的研究;此外,叶轮直径一变大,其飞轮矩GD2也随之增大,因而有可能出现起动困难的情况。

        2.设计的风量和风压不变,但部分负荷时间较长

        在这种场合下,应更换成最高效率点高,在部分负荷下效率良好的叶轮。当然,如实现速度控制则更为理想。

        3.设计风量和风压需要降低

        在这种情况下,若风量减少不大,可采用高效叶轮加工其外径使用。但如果风量减少在20%以上,叶轮外径的切割量过大时,将会出现运转范围变窄、效率下降等问题。因此,宜更换成与风量、风压降低相适应的小容量叶轮。如果容量减小的程度过大,就不仅要更换叶轮,根据情况,机壳等部件的改造也是必要的。

        显然,风机的节能改造是属于补救措施,风机的节能工作应该从选型设计开始,其原则是:

             1)在风机选用条件中,效率高的优先考虑。

             2)选型中不应过多地保留风量、风压的裕量。

             3)在风机工作中,风量、风压时常发生变化的场合,应采用能使风机高效运行的控制方案。

             4)尽量减少管路、闸门等处的风量损失和阻力损失。有关保持设备运行经济性的措施,应在设计文件上加以明确。

        国务院有关节能的指令规定:凡通风机、鼓风机的效率低于70%的,必须分期分批于以改造或更换。在制冷装里中运行的老系列风机,例如03-11型,大多效率低于70%,新系列风机普遍效率可达80%以上。上海龙华肉联厂对常用的30K4-11和新选的LTF系列风机进行实测,发现在压头和功率相同条件下,LTF系列的流量竟为30K4-11的两倍。因此,对老系列风机的更新及改造可以取得良好的节能效益,应引起足够的重视。

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