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              風機節能潛力分析及主要對策(二)

              作者:   日期:2017-09-27  來源:  關注:471

                      管道安裝結構設計與節能:風機及其系統的節能取決于風機必須是高效率的節能型風機;

                      風機的運行工況必須在所預選的高效率工作區內。因而,必須精確確定系統的阻力-流量關系,為風機給出正確的壓力和流量值。①急變流場對管道截面上速度和壓力分布的影響,在氣流轉彎前后,特別是在它的后面內側,出現較大的渦區。流線彎曲受離心力的作用,破壞了緩變流條件,靜壓沿截面不再為常數,流速沿截面的分布就不均勻。在轉彎處裝設導葉能迫使氣流沿內壁流動,從而防止了附面層脫體與渦流的產生。這樣,既可使流速沿截面的分布均勻,又可減少阻力。②急變流場對風機性能的影響,風機使用現場常用的調節裝置有閘門、蝶閥等。除全開外,在它們之后都將出現渦區。開度越小,渦區越大,而且在主流區嚴截面上的流速分布也將出現嚴重地不均勻。        

                      風機的運行調節與節能:根據流體力學理論,氣體的流動過程將伴隨著損失。例如,氣體流過節流裝置后,氣流的壓力會相應減少,也就是他們損失了風機的有用功。由于這一切都是在風機輸送氣體的過程中發生的,也就是浪費了風機的能量。        

                      風機工況點是風機在某一轉速下的性能曲線與管網阻力特性線的焦點。風機實際運行時,并非永遠停留在設計工況點上。它將隨用戶的需求或外界條件的變化而變化,也就是風機實際上處于變工況下工作。要想使風機的風壓或風量達到某一目標值,就需要對風機或管網進行為人為地控制,亦稱調節。通過有效地調節,實現在保證風機能夠穩定工作的條件下,既要滿足生產對流量或壓力的要求,又能最大限度地節能。簡言之,調節的目的就是滿足性能要求,擴大工況,實現節能,防止喘振。           風機采用不同的調節方式都可達到同一目的,但節能效果各不相同。根據理論分析及時間證明,可得如下4個方面的結論。(1)對于鼓風機和壓縮機,出口節流調節方式耗功最多。盡管相對流量Qr減少時,功率亦相應減少。如當Q=0.65Q0時,所對應的功率減少到原來的80%左右,但與其它調節方式相比,耗能仍居首位。(2)如果相對流量變化不大時,幾種調節方式耗功差別不大,甚至不僅不節能,反而因調節裝置的存在多耗功。(3)一般來說,調節深度越大,節能效果越顯著。因此,要慎重選擇調節方式,以期獲得最大效益。(4)變速調節曲線接近理想曲線。所以,變速調節方式優越,特別是采用變頻電動機調速的節能方案為最佳,但需要增設變頻裝置。對于中小容量的變頻調速建議積極試用;由于大容量高電壓變頻調速裝置價格較高,應結合具體情況,綜合比較,決定取舍??傊?,既要考慮調節性能,也要考慮設備初投資、可靠性及經濟性等,全面評價調節方式的優劣。         

                      管網的合理配置與導流葉片:管網的合理配置和節能息息相關,管網布置得好壞,會直接影響到風機性能的發揮?,F場中,管網配置不合理現象主要表象在以下幾個方面①多余的管件和流場的急變。管網是一個與風機用管件直接相接的管路系統,其中往往存在不少多余的管接頭、彎頭、三通及閥門等管件;在氣流流動中也存在不少合理的流通截面,如突然擴大、突然縮小、突然分流、變向或急轉彎等。②漏風。在現場,漏風不僅是毫無意義的浪費,同時也是一個噪聲污染源。漏風的原因多種多樣,有的是工藝本身缺陷所造成的。在通常管網中,泄漏多發生在節流閥門處、管路連接處以及風機站本身。③風機進出口管路布局不合理。由于布局不合理,人為地造成流場畸變,影響風機能力的發揮。        

                      進口管路不合理主要表現在一下幾個方面:①進口缺少必要地直管段,或通過漸擴變徑管與進口相連。②風機進口與急彎管路直接相連。③風機進口與突然收縮管相連,或進氣箱結果不合理。        

                      風機出口管路布置不合理表現在:①風機出口直接接90°彎管或逆向彎管。②風機出口直接接分支管路。③風機出口直接接突然擴大管。         如果在管網配置工作中主意糾正上述問題,基本上就算是布置合理了。需要指出的是,管網布置與工藝流程先進與否有關。否則,管網布置盡管十分合理,但生產工藝本身是落后的,這種布置的合理性意義就顯得微不足道了。        

                      有關合理布置的主要措施有以下幾個方面:①風機進口處要求流速比較均勻,無渦區。在風機進口前面若不接管道,空間也比較開闊,且鄰近無障礙物,就可以認為合理,達到了要求;如果接管道,則要求風機進口前有一段直管段,其長度L0不小于2.5De,而且通常是等直徑的或略帶收斂的,不宜采用擴壓形狀。盡量避免在進口前存在急轉彎,就是轉小彎的彎頭也不應離進口太近。如果非用不可,應采用雙吸入風機進氣箱的結構。通常,風機在出廠時,如果是直接吸入式,都已裝有進口集流器,可使損失顯著減少。在現場改造風機時,如果自制集流器有困難,加一小段小于15°的收斂管亦行。如果收到條件限制,風機進口直管長度不能滿足L0>2.5De,可在管路中加裝分流板、均風板或整流網。如果無法甩掉進口彎管,則管的曲率半徑宜加大或加裝導流葉片。導流葉片與整流網等均能消除或消弱渦流,起到使其進口氣流均勻化的功效。②改善風機出口條件的最好辦法,亦是接一段直管段,其長度仍為L0≥2.5De。如果不得不接彎管,則在其中加裝導流葉片是一個好方法。③在管路上,應盡量少用管件;應選用合適的密封技術,把漏風減少到最低限度。④盡量減少沿程和局部阻力。為此,應力求使管網布置最簡單,管線盡量短、管內流速接近經濟流速,一減少沿程損失。另一方面,截面不宜突變。若必須擴大截面,則采取漸擴管。        

                      導流葉片:為減少彎曲管路中的流動損失,采用導流葉片是一種行之有效的方法。因為彎管內壁與氣流分離及渦區產生、發展的關系較外壁密切,所以內壁附近對減少阻力及流場均勻化影響大。因此在導流葉片的布置上,靠內壁附近密一些,外側則稀一些。利用內密外疏的導流葉片布置方式不僅減少了阻力,還可以收到減少葉片數的效果。由于導流葉片的作用,在彎管中的氣流趨向內壁。若戴柳葉片尺寸、數量及安裝角選擇合理,可以消弱甚至防止氣流的分離和渦區的生產。導流的結果使轉過彎管的氣流流場得到改善,隨之減少了壓力損失。

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