理论教育 通风机节能的关键措施与调速优化

通风机节能的关键措施与调速优化

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:7)除尘系统通风机的噪声超过标准时,应设消声器。9)除尘系统的通风机机壳最低点应设排水装置。除尘常用通风机的性能见表8-9。图8-26 通风机出口安装错误5.通风机调速与节能通风机调速有两目的,一是为了节约能源,避免除尘系统用电过多,二是为了控制风量,避免除尘系统吸风口抽吸有用物料。

通风机节能的关键措施与调速优化

1.通风机选用注意事项

1)通风机选型时要重视其效率和能耗,除尘系统风机要避免大马拉小车现象。

2)除尘系统应尽量避免二台或三台风机并联。必须并联时选同型号风机。

3)流过通风机的气体含尘浓度较高,容易磨损通风机叶轮和外壳时,应选用排尘风机或其他耐磨风机。

4)处理高温含尘气体的除尘系统,应选用锅炉引风机或其他耐高温的专用风机。

5)处理有爆炸危险的含尘气体的除尘系统应选用防爆型风机和电动机,并采用直联传动。

6)除尘系统通风机露天布置时,对通风机、电动机、调速装置及其他电气设备等,应考虑防雨设施。

7)除尘系统通风机的噪声超过标准时,应设消声器。消声器要选低阻型。

8)在除尘系统的风量呈周期性变化,或排风点不同时工作引起风量变化较大的场合,应设置电动机调速装置,如液力偶合器、变频变压调速装置等,调速是节能的有效途径。

9)除尘系统的通风机机壳最低点应设排水装置。需要连续排水时,宜设排水水封,水封高度应保证水不致被吸空。水封底部应有检修丝堵,以备堵塞时打开丝堵进行疏通。不需要连续排水时,可设带堵头的直排水管,需要时打开堵头排水。

978-7-111-43259-3-Chapter08-45.jpg

图8-23 带传动

1—电动机传动带 2—传动带 3—风机带轮

10)风机与电动机间采用带轮传动时,电动机轴必须与风机轴保持平行,带轮的回转方向必须合理,如图8-23所示。

2.通风机的选型计算

①风量(Qf)

Qf=k1k2Q(m3/h) (8-20)

式中 Q——系统设计总风量(m3/h);

k1——管网漏风附加系数,可按10%~15%取值;

k2——设备漏风附加系数,可按有关设备样本选取,或取5%~10%。

②全压(pf)

pf=(pa1+ps)a2 (8-21)

式中 p——管网的总压力损失(Pa);

ps——设备的压力损失(Pa),可按有关设备样本选取;

a1——管网的压力损失附加系数,可按15%~20%取值;

a2——通风机全压负差系数,一般可取a2=1.05(国内风机行业规定)。

③电动机功率N

978-7-111-43259-3-Chapter08-46.jpg

式中 K——容量安全系数,按表8-8选取;

η——通风机的效率,按有关风机样本选取(%);

ηST——通风机传动效率(%)。

表8-8 通风机性能换算表

978-7-111-43259-3-Chapter08-47.jpg

注:Q为风量;p为全压;N轴功率η为效率;ρ为密度;n为转速;B大气压力t为温度。

例1 传动带转运点除尘系统风量14000m3/h,管道总压力损失1010Pa的管网计算结果,选择该系配用通风机。

解:(1)通风机风量计算

系统设计风量为Q=14000m3/h,取管网漏风附加率为15%,即K1=1.15;除尘设备选用脉冲袋式除尘器,设备漏风率按5%考虑,即K2=1.05;由此,风机的风量计算值为

Qf=K1K2Q=1.15×1.05×14000m3/h=16905m3/h

(2)通风机风压计算

管网计算总压损为p=1010Pa,取管网压损附加率为15%,即a1=1.15;除尘器设备阻力取ps=1200Pa;风机全压负差系数取a2=1.05;由此,风机的全压计算值为

Pf=(Pa1+ps)a2=(1010×1.15+1200)×1.05Pa=2480Pa

(3)通风机选型

根据上述风机的计算风量和风压,查表选得4-72№8D离心式通风机1台,风机的铭牌参数为风量17920~31000m3/h;风压2795~1814Pa;转速1600r/min;配用电动机Y180M-2;功率22kW。

3.除尘常用通风机

除尘工程用的通风机有两个明显特点,一是通风机的全压相对较高,以适应除尘系统阻力损失的需要;二是输送气体中允许有一定的粉尘含量。因此选用除尘风机时要特别注意气体密度变化引起的风量和风压的变化。气体密度变化的因素有:①气体温度变化;②气体含尘浓度变化;③风机在高原地区使用;④除尘器装在风机负压端,且阻力偏高。除尘常用通风机的性能见表8-9。(www.daowen.com)

表8-9 除尘常用风机性能表

978-7-111-43259-3-Chapter08-48.jpg

(续)

978-7-111-43259-3-Chapter08-49.jpg

注:1.除表列常用风机外,许多风机厂家还生产多种型号风机,据统计国产风机型号约400多种,其中多数可用除尘系统。此外对大中型除尘系统还可委托风机厂家设计适合除尘用的非标准风机。

注:2.风机出厂的合格品性能是在给定流量下全压值不超过±5%。

注:3.性能表中提供的参数,一般无说明的均系按气体温度t=20℃、大气压力pa=101.3kPa、气体密度ρ=1.2kg/m3的空气介质计算的。引风机性能按烟气的温度t=200℃、大气压力pa=101.3kPa、气体密度ρ=0.745kg/m3的空气介质计算。

4.通风机进口和出口

1)为减少通风机产生的振动和噪声,在条件允许时,可在通风机进出口与通风管道连接处用软管连接。软管接头一般可用帆布制作。

2)当风机出口小于通风管时,要加设扩大管。因为风机出口风速不均匀,出口的外侧风速很大,内侧风速很小(见图8-24)。所以扩大管的一侧必须与风机外壳保持垂直或呈小于10°的顺气流方向扩大,两边延长线相交形成的夹角小于35°。扩大管长度为扩大口与出风口宽度差的两倍。风机进风口扩大管的要求与此相同。图8-25表示离心通风机进出风口的6种不同连接方法和形式。图8-25a、b、c为正确连接方法。图8-25d、e、f为不正确连接方法。

978-7-111-43259-3-Chapter08-50.jpg

图8-24 风机出口速度分布图

978-7-111-43259-3-Chapter08-51.jpg

图8-25 离心通风机进出口的不同连接方法和形式

3)离心通风机出口接弯管时,其转弯方向应与气流旋转方向一致,曲率半径应符合技术规定,以减少弯管阻力损失。图8-26为安装错误实例。

978-7-111-43259-3-Chapter08-52.jpg

图8-26 通风机出口安装错误

5.通风机调速与节能

通风机调速有两目的,一是为了节约能源,避免除尘系统用电过多,二是为了控制风量,避免除尘系统吸风口抽吸有用物料。除尘系统调节风量的方法有风机进出口阀调节和风机变速运转,其中增加调速装置使风机变速工作是主要的。

(1)调速节能原理

通风机的压力p、流量Q和功率P与转速存在以下关系:

978-7-111-43259-3-Chapter08-53.jpg

式中 Q1Q2——流量(m3/s);

n1n2——转速(r/min);

P1P2——功率(kW);

p1p2——全压(Pa)。

即流量与转速成比例,而功率与流量的三次方成比例。当流量需要改变时,用改变风门或阀门的开度进行控制,效率很低。若采用转速控制,当流量减小时,所需功率近似按流量的三次方大幅下降,从而节约能量。

当调节风机前后的阀门,随着阀门关小,风机流量降低。

图8-27和图8-28分别为风门控制和转速控制流量变化的特性曲线。由图8-27可知,当流量降到80%时,功耗为原来的96%,即

PB=pBQB=1.2pA×0.8QA=0.96PA

由图8-28可知,当流量下降到80%时,功率为原来的56%(即降低了44%)即

PA=pCQC=0.7pA×0.8QA=0.56PA

由此可知,调速比调风门增大的节电率为

978-7-111-43259-3-Chapter08-54.jpg

可见流量的转速控制比阀门控制节能效果显著。

978-7-111-43259-3-Chapter08-55.jpg

图8-27 风机流量的风门控制

978-7-111-43259-3-Chapter08-56.jpg

图8-28 风机流量的转速控制

(2)节能方式比较

电机本身的功率的损耗外,无论是哪一种调速节能都存在额外的功率损耗,它们的效率都不可能为1。图8-29给出了变频器调速、液力偶合器调速、内反馈串级等调速的效率示意曲线图,可见变频器调速的节能效果最好。各种调速形式的节能分析比较见表8-10。在选用调速方式时,可参考上述图表确定。

978-7-111-43259-3-Chapter08-57.jpg

图8-29 各种调速的效率曲线对比

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈