【正文】 度（％） 58％ 52％ 47％ 42％ 68％ 電動(dòng)機(jī)電流（ A） 284 A 262 A 244 A 228 A 316 A 電動(dòng)機(jī)功率（ kW） 4900 kW 4520 kW 4210 kW 3933 kW 2726 kW 28 變頻功率（ kW） 4540 kW 3906 kW 3462 kW 2992 kW 1052 kW 節(jié)約電功率（ kW） 360 kW 614 kW 748 kW 940 kW 1618 kW 節(jié)電率（％） ％ ％ ％ ％ ％ 節(jié)電率（％） ％ ％ ％ ％ ％ 由引風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)可以看出，機(jī)組在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)工作，葉片開(kāi)度已接近 60％，角度為－ 10O，尚未達(dá)到設(shè)計(jì)高效點(diǎn)。 下面是將風(fēng)機(jī)的葉片角度固定為＋ 00（開(kāi)度 60％）時(shí)，調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能計(jì)算： a) 機(jī)組在額定負(fù)荷（ 600MW） 運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度為 53％，由表 可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的 ％，電動(dòng)機(jī)電流為 125A，功率約為額定風(fēng)量時(shí)的80％，此時(shí)一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 ％額定轉(zhuǎn)速，頻率為 Hz，則： 工頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pd1 ＝ 6 125 ＝ 1117 kW 變頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pb1 ＝ ( Pd1/) ＝ 1096 kW 節(jié)約的電功率為： 1117－ 1096 ＝ 21 kW 節(jié)電率為 : 21 kW/1117 kW ＝ ％； b) 機(jī)組在 90％額定負(fù)荷（ 540MW） 運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度為 50％，由表 可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的 ％，電動(dòng)機(jī)電流為 118A，功率約為額定風(fēng)量時(shí)的 74％，此時(shí)一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 ％額定轉(zhuǎn)速，頻率為 Hz，則： 工頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pd1 ＝ 6 118 ＝ 1055 kW 變頻運(yùn) 行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pb1 ＝ ( Pd1/) ＝ 961 kW 節(jié)約的電功率為： 1055－ 961 ＝ 94 kW 節(jié)電率為 : 94 kW/1055 kW ＝ ％； c) 機(jī)組在 80％額定負(fù)荷（ 480MW） 運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度為 47％，由 25 表 可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的 ％，電動(dòng)機(jī)電流為 112A，功率約為額定風(fēng)量時(shí)的 69％，此時(shí)一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 ％額定轉(zhuǎn)速，頻率為 Hz，則： 工頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pd1 ＝ 6 112 ＝ 1001 kW 變頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pb1 ＝ ( Pd1/) ＝ 818 kW 節(jié)約的電功率為： 1001－ 818 ＝ 183 kW 節(jié)電率為 : 183 kW/1001 kW ＝ ％； d) 機(jī)組在 70％額定負(fù)荷（ 420MW） 運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度為 43％，由表 可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的 ％，電動(dòng)機(jī)電流為 108A，功率約為額定風(fēng)量時(shí)的 64％，此時(shí)一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 ％額定轉(zhuǎn)速，頻率為 Hz，則： 工頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pd1 ＝ 6 108 ＝ 965 kW 變頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pb1 ＝ ( Pd1/) ＝ 703 kW 節(jié)約的電功率為： 965－ 703 ＝ 262 kW 節(jié)電率為 : 262 kW/965 kW ＝ ％； e) 機(jī)組在 60％額定負(fù)荷（ 360MW） 運(yùn)行時(shí)，一次風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度為 39％，由表 可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的 ％，電動(dòng)機(jī)電流為 105A，功率約為額定風(fēng)量時(shí)的 60％，此時(shí)一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 ％額 定轉(zhuǎn)速，頻率為 Hz，則： 工頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pd1 ＝ 6 105 ＝ 938 kW 變頻運(yùn)行時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為： Pb1 ＝ （ Pd1/） ＝ 563 kW 節(jié)約的電功率為： 938563 ＝ 375 kW 節(jié)電率為 : 375 kW/938 kW ＝ ％； 若機(jī)組的平均負(fù)荷以 75％額定負(fù)荷（ 450MW）計(jì)算， 平均節(jié)電率按 20％計(jì)算 ，兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)可 節(jié)約電功率 420kW；年運(yùn)行時(shí)間以 7000 小時(shí)計(jì)算，可節(jié)約電能 294 萬(wàn) ,以上網(wǎng)電價(jià) 元 / 計(jì)算： 每年可節(jié)約電費(fèi) 103 萬(wàn)元 ，不到三 年就可以收回全部改造投資。葉片調(diào)節(jié)范圍一般是以 0～ 100％的百分比開(kāi)度表示的，應(yīng)折算成實(shí)際的葉片角度后，再在阻力曲線上查到工作點(diǎn)，就可以查到風(fēng)機(jī)的效率了。 風(fēng)機(jī)在 60％負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行電流為 38A， 電動(dòng)機(jī)的 功率為： Pd = 6000 38 = kW； 當(dāng)風(fēng)機(jī)在 83％轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)， 其消耗的電功率為： Pb = kW/ / = kW； 節(jié)省電功率： Δ P = Pd－ Pb = kW – kW = kW； 節(jié)電率為： kW / kW = ％。由表 4 可查得此時(shí)的電動(dòng)機(jī)功率為全風(fēng)量功率的 73％。 a) 滿負(fù)荷時(shí)風(fēng)門開(kāi)度為 70％，由表 1 可查得 風(fēng)量約為 90％，變頻調(diào)節(jié)時(shí)可在 90％轉(zhuǎn)速下 （ 45Hz） 運(yùn)行，此時(shí)的風(fēng)壓為 17820Pa，滿足最低風(fēng)壓要求。 風(fēng)機(jī)參數(shù)： 額定風(fēng)壓： 22020 Pa, 運(yùn)行風(fēng)壓： ≥ 10000 Pa，≤ 10000 Pa 報(bào)警； 額定風(fēng)量： 66000 m3/h, 滿負(fù)荷運(yùn)行風(fēng)量： 55000 m3/h。不論用哪種方法計(jì)算，風(fēng)門開(kāi)度的準(zhǔn)確性都是致關(guān)重要的！其次就是風(fēng)量的 計(jì)算尤為關(guān)鍵，它對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響可謂是： “失之毫厘，差以千里” ！ 例如 在表 4中，開(kāi)平方法和查表法相比，在 45O（ 50％）風(fēng)門開(kāi)度時(shí)，其風(fēng)量的數(shù)值相差 11％！算出的節(jié)電率分別為 ％和 ％， 相差 ％！ 而 函數(shù)法和查表法相比，在 40O（ ％）風(fēng)門開(kāi)度時(shí)，其風(fēng)量的數(shù)值相差 ％！算出的節(jié)電率分別為 ％和 ％， 相差 ％！當(dāng)然 這是最大誤差，但是對(duì)于節(jié)電率 來(lái)說(shuō)，就是相差 3％ ～ 5％都是非常敏感的，更別說(shuō)是 30％了！對(duì)節(jié)電量和節(jié)約電費(fèi)以及投資回報(bào)來(lái)講，則更是有天壤之別了。注意使用的工頻運(yùn)行電功率應(yīng)為采用風(fēng)門調(diào)節(jié)時(shí)風(fēng)機(jī)實(shí)際消耗的電功率，而不是電動(dòng)機(jī)的額定電功率。當(dāng)然，當(dāng)最小風(fēng)壓要求低于最小風(fēng)量要求時(shí)，可以風(fēng)量要求為準(zhǔn)。 那么到底應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算當(dāng)風(fēng)門全開(kāi)時(shí)的風(fēng)機(jī)軸功率呢？這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)于節(jié)能計(jì)算來(lái)說(shuō)又是至關(guān)重要的！很多的節(jié)能計(jì)算出現(xiàn)較大誤差的原因主要就是不能精確的計(jì)算出當(dāng)風(fēng)門全開(kāi)時(shí)的風(fēng)機(jī)軸功率。 由圖 9可見(jiàn)，開(kāi)平方法在小風(fēng)門段的風(fēng)量要大于查表法，而在大風(fēng)門段又小于查表法；三角函數(shù)法的全程風(fēng)量都要低于查表法，并且三角函數(shù)法的誤差要大于開(kāi)平方法。因?yàn)椴楸淼姆椒ū容^麻煩，所以也常常用函數(shù)逼近的方法來(lái)計(jì)算，但同時(shí)也帶來(lái)了誤差。 因此，在相同的風(fēng)門開(kāi)度（葉片角度）％時(shí)，離心式風(fēng)機(jī)的節(jié)電率最小，其次是靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，而動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的節(jié)電率最大。根據(jù)圖 圖 4，用同樣的方法可以作出靜葉可調(diào)和動(dòng)葉可調(diào)的軸流式 風(fēng)機(jī) 不同葉片角度與風(fēng)量之間的關(guān)系，其數(shù)據(jù)列于表 表 3，曲線 畫于圖 8。 三、 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能效果的計(jì)算方法 風(fēng)門開(kāi)度與風(fēng)量的關(guān)系 風(fēng)機(jī)的 風(fēng)門開(kāi)度（葉片角 度）與風(fēng)量之間的關(guān)系是非線性的，不同類型的風(fēng)機(jī) 的 風(fēng)門開(kāi)度（葉片角度）與風(fēng)量之間的關(guān)系也是不一樣的。 圖 7 過(guò)（ q＇ v,H＇ ）點(diǎn)的相似拋物線 . 同理，（通）風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)速時(shí)，過(guò)（ q＇ v,p＇ ）點(diǎn)的相似拋物為 : p=p39。 Q 流量H 揚(yáng)程H39。v)2 (210) 式（ 210）即為一條經(jīng) 坐標(biāo)原點(diǎn)和 額定轉(zhuǎn)速 n 時(shí) 某工況點(diǎn)（ q＇ v ,H＇ ）的相似拋物線。設(shè)與工況點(diǎn)（ q＇ v,H＇ ）對(duì)應(yīng)各相似工況點(diǎn)的流量為 qv，揚(yáng)程 H， qv與 H 隨著轉(zhuǎn)速的變化而改變。兩臺(tái)幾何相似的風(fēng)機(jī)（水泵）的最高效率是相等的，且每臺(tái)風(fēng)機(jī)（水泵）都只有一個(gè)最高效率點(diǎn)，所以各幾何相似的風(fēng)機(jī)（水泵）的最高效率點(diǎn)是相似工況點(diǎn)；進(jìn)一步看，在各幾何相似的風(fēng)機(jī)（水泵）的性能曲線上最高效率點(diǎn)的右側(cè)（大流量側(cè)）也彼此有一個(gè)效率相等的工況點(diǎn)，它們也都是對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)，同理在最高效率的左側(cè)（小流量側(cè)），又可 找到彼此效率相等的對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)。對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)又稱相似工況點(diǎn)，可以通過(guò)下面兩種方法求幾何相似的風(fēng)機(jī)（水泵）的相似工況點(diǎn)。 例 23 已知 Y473No28 型鍋爐引風(fēng)機(jī)在抽送 140oC 的煙氣時(shí)所需的軸功率為 600kW，試問(wèn)若用以輸送 20oC 的空氣時(shí)所需的軸功率為多少？已知煙氣在140oC 時(shí)的密度為 ，空氣在 20oC 時(shí)的密度為 。 例 21 兩臺(tái)幾何相似的離心泵，其 D2/D＇ 2 =2，且 n=n＇ ，求此兩臺(tái)泵在對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)的流量比、揚(yáng)程比和軸功率各為多少。ρ /ρ ’ (25a) P/P’=(D2/D’2)5這時(shí)，式（ 21） ~式（ 23）可簡(jiǎn)化表示為： qv/q’v=(D2/D’2)3η v、η h、η m分別表示風(fēng)機(jī)（水泵）的容積效率、流動(dòng)效率和機(jī)械效率。η h/η ’h （ 22a） P/P’=(D2/D’2)5 (n/n’)2 葉片式風(fēng)機(jī)（水泵）的相似定律 葉片式風(fēng)機(jī)與水泵的相似定律是兩臺(tái)風(fēng)機(jī)（水泵）在滿足幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似的前提下導(dǎo)出的。顯然，只有當(dāng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)（水泵）的通流部分幾何相似，才有可能運(yùn)動(dòng)相似，但滿足幾何相似條件的，不一定滿足運(yùn)動(dòng)相似的條件，只有當(dāng)兩臺(tái)幾何相似的風(fēng)機(jī)（水泵）都在對(duì)應(yīng)的工況點(diǎn) 運(yùn)行時(shí)（例如：都運(yùn)行在最高效率工況點(diǎn)時(shí)），才是運(yùn)動(dòng)相似，所以運(yùn)動(dòng)相似又稱工況相似。 9 二、 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能分析 . 風(fēng)機(jī)（水泵）的幾何相似，運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似 兩臺(tái)風(fēng)機(jī)（水泵）若幾何相似，就是說(shuō)它們的形狀完全相同，只是大小不同，其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)（水泵） 相當(dāng)于另一臺(tái)風(fēng)機(jī)（水泵）按一定比例的放大或縮小。直到上世紀(jì)七十年代，都采用 機(jī)械調(diào)速或滑差電機(jī)調(diào)速 ，但這屬于低效調(diào)速方式，仍有較大的能 量損耗，并且驅(qū)動(dòng)功率受到限制；到上世紀(jì)八十年代，開(kāi)始采用液力耦合 器調(diào)速，并且突破了驅(qū)動(dòng)功率的限制，向大功率方向發(fā)展， 但它與滑差電機(jī)調(diào)速一樣，屬于低效調(diào)速方式，仍有較大的能量損耗。qv (a) (b) 圖 6 轉(zhuǎn)速變化時(shí)風(fēng)機(jī)（水泵）裝置運(yùn)行工況點(diǎn)的變化 （ a）風(fēng)機(jī)（當(dāng)管路靜壓 Pst=0 時(shí)） (b) 水泵（當(dāng)管路靜揚(yáng)程 Hst≠ 0 時(shí)）， 應(yīng) 該注意的是：風(fēng)機(jī)水泵比例定律三大關(guān)系式的使用是有條件的，在實(shí)際使用中，風(fēng)機(jī)水泵由于受系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行工況的限制，并不能簡(jiǎn)單地套用比例定律來(lái)計(jì)算調(diào)速范圍和估算節(jié)能效果。MM39。因管路阻力曲線不隨轉(zhuǎn)速變化而變化，故當(dāng)轉(zhuǎn)速由 n 變至 n/ 時(shí)，運(yùn)行工況點(diǎn)將由 M 點(diǎn)變至 M/點(diǎn)。 )(nnpp? 。 239。 風(fēng)機(jī)水泵在滿足三個(gè)相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似的情況下遵循相似定律；對(duì)于同一臺(tái)風(fēng)機(jī)（或水泵），當(dāng)輸送的流體密度 ρ 不變僅轉(zhuǎn)速改變時(shí)，其性能參數(shù)的變化遵循 比例定律 ：流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比；揚(yáng)程（壓力）與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；軸功率則與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。就運(yùn)行效率而言， 動(dòng)葉可調(diào)的軸流式風(fēng)機(jī)是除變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)外的風(fēng)機(jī)最佳 調(diào)節(jié)方式。 如采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，可將風(fēng)門 開(kāi)到最大 ，使風(fēng)機(jī) 在高效區(qū) 運(yùn)行 ，而通過(guò)改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到控制風(fēng)量的目的，風(fēng)機(jī)將在很大的范圍內(nèi)維持高效運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能的目的。但是在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，由于無(wú)法精確 計(jì)算鍋爐風(fēng)道的阻力曲線（圖 2 中上面一條是雙風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的阻力曲線，下 面一條則是單風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的阻力曲線），因此所選用的風(fēng)機(jī)性能曲線不能保證 BMCR點(diǎn)和 THB點(diǎn)在高效區(qū)內(nèi)， 從而就 降低了風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，有時(shí)甚至可達(dá) 20％～ 30％！軸流式風(fēng)機(jī)葉片的安裝 角過(guò)大或過(guò) 小，都會(huì)使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)偏離高效點(diǎn)，降低 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率。這一點(diǎn)是與水泵的性能曲線不同的。因此，比轉(zhuǎn)速也是風(fēng)機(jī)分類的一種準(zhǔn)則。 frpQP ??.? 式中： Q風(fēng)機(jī)風(fēng)量 （ m3/s ） ； p風(fēng)機(jī)全壓 ( kPa )； r? －傳動(dòng)裝置效率； f? －風(fēng)機(jī)效率； d? －電動(dòng)機(jī)效率。 （ 2） 全壓 風(fēng)機(jī)的全壓 p 表示空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)后所獲得的機(jī)械能。 （ 4） 風(fēng) 扇 指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的額定全壓低于 98Pa 的風(fēng)機(jī)。 風(fēng)機(jī) 除按上述工作原理分類外，還常按其產(chǎn)生全壓的高低來(lái)分類： （ 1） 通風(fēng)機(jī) 指在設(shè)計(jì)條件下，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的額定全壓值在 98Pa～ 14700Pa之間的風(fēng)機(jī)。即流體獲得機(jī)械能后，除用于克服輸送過(guò)程中的通流阻力外，還可以實(shí)現(xiàn)從低壓區(qū)輸送到高壓區(qū)，或從低位區(qū)輸送到高位區(qū)。 風(fēng)機(jī)與水泵 的作用是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其 它能源的能量傳遞給流體，以實(shí)現(xiàn)流體的輸送。 葉片式 風(fēng)機(jī)又可以分為 離心式風(fēng)機(jī)、軸流式風(fēng)機(jī)、混流式風(fēng)機(jī)和橫流式風(fēng)機(jī) ； 容積式 風(fēng)機(jī)又可以分為 往復(fù)式風(fēng)機(jī)和回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī) ，而 回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī) 又可用分為