第5章风机与泵节电ppt课件.ppt

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1、电气工程领域电气节能技术电气教研室：卢秀和第5章风机和水泵节电技术第一节风机节电技术风机节电技术主要有以下几种：1．风机调速节电（1）风机调速节电的基本原理风机耗电量与机组转速的三次方成正比。通常，设备是根据生产中可能出现的最大负荷条件，即最大流量进行选择的。而实际生产需要的流量往往比设计的最大流量要小得多。为此常常通过调节风门来控制，结果在风门上造成很大的节流损耗。如果改用调速电机，则当需要的流量减小时，电动机的转速可随着降低，这样消耗的能量会显著减少。右图绘出了风机类机械在不同转速下的典型输出特性：曲线R（

2、I）和R（II）表示由输送气体管道的阻力所决定的管路特性曲线。当机组的转速为n1、管道阻力为R（I）时，输送的流量Qn由风机的输出特性H（n1）和管路特性R（I）的交点A决定。这时风机输出的压力是HA，所需轴功率是（η为风机效率）现在如果需要的流量只是面，在管道阻力不变的情况下，实际所需的压力只是HC，应比HA下降。但是如果电动机转速不变，当流量为时，风机的输出压力反而要增高到HB。这个压头差值就是需要通过调节风门、增加管道阻力，使管道特性由R（I）变成R（II）来实现。这时风门上的损耗等于：这时风门上的损耗等

3、于：如果不采用关小风门的办法，而是把电动机转速下降到n2，使风机的输出特性变成H（n2），则随着风机的输出风量减少，在输送同样流量的情况下，原来消耗在风门上的功率Nfm就可以避免。因此，具有明显的节能效果。据资料统计，可节电20%～30%。下图为采用不同调节方法时风机的功耗曲线。其中：①出口采用风门挡板调节；②进风口采用风门挡板调节；③进口采用轴向导流器（用于离心式），进口采用静叶调节器（用于轴流式）；④可控硅串激调速，电磁离合器调速，电机变极调速，耦合器调速；⑤变频调速。在进风口安装调节风门，其调节效果虽然不

4、算很好，但比在出口侧安装调节风门要好得多，目前多用于离心通风机上。在子午加速轴流通风机上用的导流调节器，类似于轴流通风机中进口静叶调节结构，其调节效果比离心通风机进口挡板为好。它是轴流通风机静叶调节的一种最好型式。改变风机转速，其节电效果最好，尤其是变频调速。（2）通过改变转速使风机容量适应负荷要求改变转速能改变风机的特性。当风机转速由n1改变为n2时，风量Q、静压力Hj及轴功率N将按以下关系式变化式中各符号的下角数字表示从状态1到状态2。（3）风机变频调速节电风机与水泵负载一样，都是平方转矩负载。因此有关水泵

5、变频调速节电的内容同样适用于风机。2．风机叶轮改造节电（1）切短或加长叶轮叶片当使用中的风机流量比实际所需要的流量大（或小）而又不能采用调速控制时，可将原有风机的叶片顶端切去（或加长）一段。所切去或加长的尺寸，应由流量和直径的关系决定。当加长或切短的叶片长度不超过原叶轮直径的20%时，风机相对性能的改变，有下列近似关系式流量风压轴功率式中，D1、D2——改造前、后的叶轮直径。式中各符号的下角标表示改造前、后的量。改造后电动机的输入功率为式中，ηd——电动机效率，一般中小型电动机为75%～85%，大型电动机为85

6、%～94%，实际值以制造厂提供的数据为准；ηt——传动装置效率。改造后的叶轮直径为上述方法，通常在风量减少（或增加）10%～20%时采用，若超出20%，则采用调换小容量（或大容量）的叶轮为宜。（2）调换小容量叶轮当风量减少超出20%时，由于叶轮叶片外径切削部分过大，运转范围变狭，将会使风机效率下降。这时可以采用调换成小容量的叶轮。（3）减少多级增压风机叶轮的级数当叶轮级数为2～3级的场合，可采取切短叶轮叶片的方法减少风量；而当叶轮级数超过5～6级的场合，可采取抽去叶轮级数的方法减少风量。要注意：当抽去高压侧级数

7、时，主要表现为压力降低；当抽去低压侧级数时，则压力和风量均减小。（4）减少或增加叶轮宽度当原风机的压力能克服管道阻力，只是流量大于（或小于）实际所需要的流量而又不能采用调速控制时，可以用减少（或增加）叶轮宽度的办法来满足需要。因为加宽工艺复杂，有时全部更换叶片，只利用原有的前后盘。减少或增加叶轮宽度的尺寸，应按流量决定，有下面的近似关系式式中，b1、b2——改造前、后的叶轮宽度。3．风机串、并联运行节电计算风机可以根据实际需要的负荷情况，采取串联或并联运行方式。串、并联后风机特性曲线将改变。（1）风机串联运行特

8、性在不改变管道系统的情况下，将性能如下图中虚线所示的两台风机串联运行时，总静压力如实线所示。该实线与管道系统的阻力曲线R的交点A，即为工作点。这时每台风机的流量为Q2，静压力为Hj2/2。（2）风机并联运行特性控制风机的并联台数是减小运行风机的轴功率的有效方法。在不改变管道系统的情况下，将性能如下图中虚线所示的两台风机并联时，其总静压力如图中实线所示。该实线与管道系统的阻力曲线R的交点