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风机节能潜力分析及主要对策(一)

作者:   日期:2017-09-27  来源:  关注:10

       风机产品的品种分为离心式压缩机、轴流式压缩机、离心式鼓风机、罗茨鼓风机、叶式鼓风机、离心式通风机和轴流式通风机共七大类。虽然轴流式压缩机和离心式压缩机的功率较大,如国内生产的轴流式压缩机的功率最大可达38265kw,离心式压缩机的最大功率可达16000kw。但台数很少,以风机分会企业会员单位2005年度的统计数据为例,全年生产的离心式压缩机为159台,轴流式压缩机为90台、而全年生产的各类风机台数为850770台,各占总台数的比例分别为0.186%和0.105%,可见其比例甚微。        

       为此,可得出结论:风机的主要产品应该是量大面广的通风机。       

       所以,风机产品的节能潜力分析和对策,其重点亦放在通风机产品。(风机在节能中的地位和作用)       

       据1990年不完全统计,全国风机的拥有量约400万台,正在使用的约285万台。这些风机绝大多数采用电机驱动,素有“电老虎”之称,因而风机的节能具有是风重要的意义。        

       据1982年原机械工业部调查,风机用电约占全国发电量的10%;另据1988年原冶金部的规划资料,我国金属矿山的风机用电量占采矿用电的30%;钢铁工业的风机用电量占其生产用电的20%;煤炭工业的风机用电量占全国煤炭工业用电的17%。冶金工业以沈阳冶炼厂为例,风机用电量占该厂用电的25%。由此可见,风机节能在国民经济各部门中的地位和作用是剧组轻重的。(风机节能的国内外现状)      

       国内风机节能现状:造成风机电耗过大的因素有1、制造厂的因素①风机内效率低。国内风机行业生产的各类风机,大部分内效率较低。②风机系列型谱不全。由于风机,特别是通风机的系列型谱不全,用户选用风机时在产品目录和样本上找不到适宜的品种和机号,因而被迫选用代用型号的风机,结果导致了多耗电能。③风机装置效率低。一是风机的变速机构比较落后,如V带、涡轮副等还广泛应用于风机的传动上,使风机的传动效率低;二是调节方法比较落后,大部分还是采用调节门调节。由于上述原因,尽管有的风机内效率较高(达86%),单其装置效率并不甚高。2、非制造厂的因素①风机的实际工作点偏离最高效率工况点。例如,由于通风工程设计者对管网阻力计算不准确,选用风机的人员又担心计算压力和流量不能满足工况需要,故选用过大的安全裕量,或者无适宜性能的风机规格可选而选用风机的高档性能或高压区。结果,由于层层加码,造成所选用风机的额定风量远远超过工况实需风量。这时风机操作者只好采用插板或调节门流量增加阻力,以求减少风量,使之符合工况要求。由于人为的阻力增加,致使风机使用效率低,导致浪费电能。②风机的配套电动机容量选取偏大。由于国产电动机的规格难以完全满足风机的配套,采购时往往选取高档额定功率的电动机,造成大马拉小车,降低了电动机的负荷率,浪费了电能。③管路系统设计不合理,增加了管网阻力,降低了风机的调节效率。④风机使用中采用了不适宜的或效率低的调节方法,降低了风机的调节效率。⑤管理不善。无严格、科学地开停机规定及措施,过早开机或过晚停机都将造成电能的浪费。        

        据某煤炭公司对148台矿井主通风机的调查,运行效率在70%以上的占10%左右;运行效率低于55%的竟达59%。据某钢铁联合企业的调查,通风机的平均运行效率只有40%左右。某发电厂锅炉鼓引风机的最高运行效率只有67.5%,最低仅为45.2%。国内在风机节能工作中采取的主要措施①推广使用高效节能风机。改造低效的旧式风机,开发高效的系列化的节能风机,并在国民经济各个领域推广使用,是风机节能的根本措施。②更换使用中的旧风机。对使用效率低又没有改造价值的风机,采取逐步淘汰的措施。③尽可能地采用经济性好的调节方法。④利用引进技术开发高效节能风机。       

        经过20多年的努力,风机制造企业对此已做了大量工作。例如,上海鼓风机厂和沈阳鼓风机厂分别引进了德国TLT公司和丹麦诺文科公司的动叶可调轴流通风机技术;成都电力机械厂和沈阳鼓风机厂引进了德国KKK公司的静叶可调轴流通风机技术;武汉鼓风机厂引进了日本三菱重工的动叶可调轴流通风机技术;广州风机厂引进了丹麦诺文科通风设备有限公司的轴流和离心通风机技术。(国外风机节能现状)         

        矿用通风机节能①矿井主通风机节能。美国煤矿使用的主风机以轴流式为主,目前已大量采用运行中可以改变叶片角度的液压式动叶可调轴流式风机,节能效果好。德国一TLT(Turbo Lufttechnik)公司为代表,采用液压式动叶调节的轴流通风机。其运行效率可保持在83%~88%。俄罗斯是以使用离心式矿井风机为主的国家。由于致力于改进气动性能,使其最大静压效率从72%增加到88%,平均静压效率从52%增至75%。②矿用局部通风机(局扇)节能。以日本三井三池制作所为代表的低噪声混流式局部通风机,可通过改变叶高和叶片安装角度获得所需要的性能。该风机的最高效率接近80%。      

        电厂锅炉鼓、引风机节能:国外电厂锅炉鼓、引风机以轴流式为主,其最低效率为84%,最高为90%。     

        烧结引风机节能:日本荏原公司生产的叶轮直径为5M的烧结引风机,其全压效率可达90%;俄罗斯生产的烧结引风机最高效率可达83%。       

        高温风机节能:英国Sirocco公司生产的高温风机,采用浆式叶轮(无盖盘径向直叶片叶轮),其全压效率可达83%。       

        排尘风机节能:德国的研究结果表明,为避免积灰,叶片宜采用弧面或斜面,叶片角控制在38°~58°之内。其全压效率可达87%。      

        离心式压缩机节能:有代表性的多轴组装式压缩机是美国英格索兰公司制造的Centac型压缩机,其等温效率可达74%。日本日立公司生产的DH型离心压缩机的等温效率已达82%。       

        风机节能技术的发展趋势①通风机,通过应用叶轮、蜗壳等元件的研究成果,以及进一步提高制造精度,力求使各种通风机的效率平均提高5%~10%。有点离心通风机已采用了三元叶轮,效率提高10%;大型离心通风机出现了采用较大直径和较窄宽度叶轮、较高转速的高效结构,其最高效率可达87%以上;效率较高的轴流式通风机,最高效率已达92%。从而使成品本身就是节能产品。在运行中的调节节能方面,除了采用较先进的动叶可调、双速电动机、液力耦合器及交流电动机的各种方法调速外,对大型通风机又出现了调速节能的新装置——多级液力变速传动装置MSVD。②鼓风机,未来将会大力开展节能型鼓风机的研制工作。如日本对蜗壳及叶轮等通流部分的形状做了适当改进,有效低防止了涡流及流动分离的产生,其绝热效率比原来的鼓风机提高5%~10%;瑞士制造的大流量离心式鼓风机,每级均设有进口导叶,其多变效率亦达82%;日本制造的多级离心式鼓风机,采用进口导叶联系自动调节后,节能率达20%;高速单级离心式鼓风机采用高周速、高压比、半开式径向三元叶轮后,其效率可提高10%;还有的在鼓风机主轴的另一端设有尾气透平,回收尾气排放时的膨胀功来达到节能目的。③离心式压缩机,离心式压缩机将会越来越多地采用三元流动叶轮,使效率平均提高2%~5%。如美国研制出的管线压缩机的3种大流量三元叶轮,叶轮效率可达94%~95%;日本的单轴多级离心压缩机的效率水平也进一步提高,其首级的大流量半开式三元叶轮的绝热效率达94%。其调节方式将会更多地采用汽轮机或燃汽轮机驱动,以改变转速来达到节能的目的。        

        风机节能的途径与潜力:风机节能的途径与潜力总体上可分为两大类。一类是从产品设计角度来提高风机在设计点和变工况区的效率,尽量使风机本身就是节能产品;另一类是从产品现场实际运行的情况来尽可能地提高其实际运行效率。其总目标都是将少功耗。

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