通風系統(tǒng)的減阻與節(jié)能通風系統(tǒng)的減阻與節(jié)能Reducing Resistance Energy Saving in Fan System朱建國殷忠民魯新賢上海理工大學浙江上風集團【摘要】通過典型實例,詳細分析了通風系統(tǒng)在運風機性能的影響程度要視具體工況而定。行中出現(xiàn)風量不足的原因提出了相應(yīng)的改進方(2蒼網(wǎng)阻力偏大主要是由于管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、尺案。對改進后的系統(tǒng)實測表明,減阻節(jié)能效果顯寸以及氣流速度等不合理造成的。如管道彎曲不著并完全滿足了設(shè)計要求。良或其截面變化不合理使局部阻力偏大出口管關(guān)鍵詞通風系統(tǒng)減阻節(jié)能徑偏小使出口動壓損失顯著增大使管網(wǎng)阻力曲線由p-Q變?yōu)閜-Q如圖1所示。Abstract: According to several typical examples, theof air volume shortage happened in runnimethod are provided. The actual test results of the im-proved system show that the effect of reducing resistancein deysa saving is striking and meet the requirementsana eneKey words Ventilating system Reducing resistance En24 2. Q通風系統(tǒng)的減阻節(jié)能原理分析圖1p-Q曲線現(xiàn)在首先分析在一般情況下通風系統(tǒng)風量不足的原因。(1沨風機性能未達到設(shè)計參數(shù)造成此缺陷的管件形狀名稱e值管件形狀示意圖原因無導葉1.25①制造質(zhì)量差(如風機葉型、葉角以及沖角等矩形直角偏差大)彎頭內(nèi)裝導葉0.35②風機工況惡倀如風機進口存在突縮急速直角突縮流向轉(zhuǎn)彎級氣端帆布軟管內(nèi)癟嚴重法蘭錯位等突縮vv=0.24)進口導致進口流場畸變使渦流進入葉輪)6=60°收縮管0.2若存在以上兩點時均會導致風機特性曲線從直角p-Q變?yōu)閜-Q如圖1所示。入口弧形0.03在通常情況下批量生產(chǎn)風機都有一定的工藝保證措施,一般不會引起風機性能較大變化但用中國煤化工戶若忽視安裝條件就會導致風機工況惡化CNMHG根據(jù)大量產(chǎn)品使用后的情況統(tǒng)計工況惡化對因為系統(tǒng)實際風量不僅取決于風機本身的特性2003年4月18日收到上海市200093而且還與管網(wǎng)的性能有關(guān)。如圖1所示若管網(wǎng)阻力41風機技術(shù)2004年第1期/節(jié)能較小則風量為Q若管網(wǎng)阻力偏大則風量為QA若管網(wǎng)阻力偏大且風機工況惡化則風量為Q。對于不同形狀的管道,其局部阻力因局部損失系數(shù)ε值各異而相差懸殊。表1列岀了通風系統(tǒng)中常用管件的局部損失系數(shù)ε值的對比情況。(a)突縮(不好)(b)弧形(好)(c)錐形(好二、典型實例北京某公司對其未經(jīng)改進的風道進行實測圖3風機進風管形式的優(yōu)劣發(fā)現(xiàn)風量普遍偏小但通過改善風機的安裝條件及其匹配管路后在未增加風機功率的條件下風(3)風機出口管路布置不合理量卻完全滿足了設(shè)計要求。下面就對該公司通風不能充分利用占全壓比重很大的風機出囗動系統(tǒng)中普遍存在的典型問題進行具體分析并提壓使風機的靜壓效率偏低。若保證有效利用風出相應(yīng)的改進方案機出口動壓通常須將風機出口設(shè)計成漸擴管形(1安裝不當式通常軸流風機出口的擴張角θ≤8°12°)以回①風機進口帆布段兩個法蘭因錯位而上下偏收部分動壓進一步提高風機的靜壓效率減少損心使氣流軸對稱破壞脈動力增強,風機進口流失如圖4所示場不均勻如圖2a所示。此時須重新安裝法蘭并保證其同軸度要求,才可確保系統(tǒng)實際風量和機出口風壓達到設(shè)計要求4風機出口漸擴偏心距(a)法蘭錯位(b)帆布管內(nèi)癟(4蒼網(wǎng)的吸氣管道或排氣管道的流道方向或其截面變化設(shè)計不合理因管網(wǎng)設(shè)計不合理使局部阻力偏大,導致管網(wǎng)總阻力劇增。因此設(shè)計中盡量不采用近距離突②風機進口帆布管內(nèi)癟相當于其進口安裝擴、突小突分、變向、急彎等使流道急變的流道截了一個節(jié)流閥既導致了風杋性能顯著下降又增面以避免岀現(xiàn)較大范圍的渦流區(qū)也可減少二次加了壓力降如圖2b所示。若將風機與帆布接管流動的產(chǎn)生和波及范圍。對圖5a所示情形在矩盡量拉直減輕帆布管內(nèi)癟,則可改善吸入流場。形直角彎管中加裝轉(zhuǎn)向葉片后局部損失系數(shù)顯而易見帆布管內(nèi)癟對小直徑風機的影響要比值大大降低局部阻力顯著減小管網(wǎng)性能明顯改大直徑風機嚴重得多。善如圖5b所示。(2嵐機進囗管路布置不合理使其進口流場畸變進入葉輪氣流不均勻漩渦區(qū)增大風機性能顯著下降。要保證進氣速度場均勻提高風機效率進風口通常采用平直進氣管或漸縮管連接減少旋渦并將風機安裝位置適轉(zhuǎn)向葉片當遠離吸氣管道的進口使葉輪進口流場均勻如(b)有轉(zhuǎn)向葉片圖3b和圖3c所示THE中國煤化工CNMHG(下轉(zhuǎn)第23頁)離心通風機葉輪焊接變形的控制3葉片與后盤焊接好后進行清理和檢査合范圍內(nèi)冷卻后拆除固定胎具見圖1)格后要按焊接順序在徑向用火焰進行均勻加熱如果在生產(chǎn)中無法安排2名以上的焊工施溫度應(yīng)在退火溫度范圍內(nèi)這樣就消除了部分焊焊也可以安排1名焊工施焊在焊接前可以在3后殘余應(yīng)力。加熱后待溫度冷卻之后再磨除葉5片葉片的左右側(cè)點固支撐架以控制角變形但片上端的點固板條按圖紙將前盤點固到葉片上,焊接順序最好與2名焊工時相同。然后拆除后盤加固四、效果驗證臨時固定板采用上述工藝措施后對其效果進行了驗證經(jīng)過對10個直徑2m左右的離心式葉輪的變形量進行了實際測量葉片基本沒有產(chǎn)生角變形,前、后盤波浪變形也控制在2mm以內(nèi)在控制變形方面確實起到了很好的效果洞時通過以上葉輪在電廠實際運行1年以上情況的監(jiān)測沒有出現(xiàn)因為殘余應(yīng)力影響風機安全運行的情況這說明在消除殘余應(yīng)力方面也達到了預(yù)期效果。由于采用新工藝后在每臺葉輪焊接中使胎具占用時間減少注AB分別表示2名焊工~12表示焊接和火焰加熱順序了一半以上同時又不用帶胎具進行整體退火處圖1分段對稱施焊示意圖理這就大大減少了葉輪生產(chǎn)因胎具影響工期的4將將拼裝后的葉輪固定到胎具上焊接前盤與情況由于不用進行焊后整體退火還減少了大量葉片角焊縫焊接時的順序和方法同焊接葉輪后盤與費用。而且新工藝簡化了焊接操作難度焊縫質(zhì)葉片角焊縫相同并且要嚴格控制焊接參數(shù)。焊接量也比以往有了很大提高。后在清理和檢査消缺后按焊接順序同后盤處理時通過以上驗證在工藝上采取控制變形措施樣在徑向用火焰進行均勻加熱溫度在退火溫度是切實可行的并且在很大程度上簡化了操作…+…“+…““…“……“…“+…+……+“…+“++…+…“…+“…+“++++…+……+“+++“+“+“+…++(上接第42頁)三、典型的通風系統(tǒng)減阻節(jié)能實效估算Q實測)。表2列出了北京某公司6種型號風機及其管道系統(tǒng)改進前的實測風量、設(shè)計風量和消耗該公司的通風管道經(jīng)上述方法改進后實測功率比風量達到并超過設(shè)計指標完全滿足了使用要求從表2看出如對風機的安裝條件及其系統(tǒng)并在較短的時間內(nèi)回收了改造風機的投資提高管路不加改進若確保系統(tǒng)達到額定風量則選配了經(jīng)濟效益。功率必須成倍增長能源浪費驚人。四、結(jié)論風機型號改進前的實測|設(shè)計風量消耗功率比風量m3/h)(m3/h)1風機安裝條件及其進囗管路布置對其進SM-286750口流場有直接影響若處理不當會導致風機性能SM-3055103.0510000顯著下降。(2部阻力對管網(wǎng)總阻力有舉足輕重的影響若設(shè)計不當將導致管網(wǎng)總阻力劇增8600120002.74確悍玄麵定風量必須對風機安裝條從以上分析可知某公司的風機安裝不合理管道阻力偏大如果不予以改造則必須調(diào)換更大中國煤化工匹配并嚴格施工。CNMHG功率的風機來增大風量。假設(shè)所調(diào)換風機的效率1李慶宜通風機機械工業(yè)出版社1981近似不變并已達到設(shè)計風量則按照功率與流量2樂志成通風機的節(jié)能機械工業(yè)出版社198成3次方的關(guān)系估算消耗功率比i=(Q設(shè)計/3金朝銘陸肇達流體傳輸設(shè)備與運行機械工業(yè)出版社19823