风机节能ppt综合版 - 2

对于几何相似的风机，不 论其尺寸大小、转速高低， 其比转速均是一定的。因 此，比转速也是风机分类 的一种准则
（3） 轴功率 由原动机或传动装置传到风机 轴上的功率，称为风机的轴功率，用P表示， 单位为kW。 风机 风机 全压 公式为: 风量
P
传动 效率
Q. p
r f
风机 效率
比如下面 会讲到的 液力耦合 器
2.3 如何求出几何相似风机（水泵）之 间的相似工况点
• 相似定律只适用于几何相似的风机（水泵） 对应工况点之间的关系，因此，在应用相 似定律之前，需要先找到对应工况点关系。 对应工况点又称相似工况点，可以通过下 面两种方法求几何相似的风机（水泵）的 相似工况点。
• （1）根据相似工况点的效率相等求相似工 况点间的关系。 • （2）求出各相似工况点的连接曲线——相 似抛物线。
图8 不同类型的风机的风门开度（叶片角度） 与风量之间的关系
表1. 离心式风机风门开度与风量、风压和节电率的关系：
风门开度（o） 10 o 15 o 20 o 25 o 30 o 35 o 40 o 45 o 50 o 55 o 60 o 65 o 70 o 75 o 80 o 85 o 90 o 风门开度（％） 11.1 ％ 16.7 ％ 22.2 ％ 27.7 ％ 33.3 ％ 38.9 ％ 44.4 ％ 50.0 ％ 55.6 ％ 61.1 ％ 66.7 ％ 72.2 ％ 77.8 ％ 83.3 ％ 88.9 ％ 94.4 ％ 100.0 ％ 风 量（％） 25.0 ％ 35.0 ％ 45.0 ％ 55.0 ％ 61.7 ％ 68.3 ％ 76.7 ％ 81.7 ％ 83.3 ％ 85.5 ％ 88.3 ％ 90.8 ％ 93.1 ％ 95.1 ％ 96.7 ％ 98.8 ％ 100.0 ％ 风 压（％） 10.0 ％ 15.0 ％ 22.0 ％ 32.0 ％ 42.0 ％ 50.0 ％ 60.0 ％ 68.0 ％ 75.0 ％ 80.0 ％ 84.0 ％ 87.3 ％ 90.4 ％ 93.3 ％ 95.8 ％ 98.0 ％ 100.0 ％ 节电率（％） 95 ％ 90 ％ 80 ％ 70 ％ 60 ％ 48 ％ 31 ％ 20 ％ 16 ％ 13 ％ 10 ％ 7％ 5％ 3％ 2％ 0％ －4 ％
风机是用于输送流体(气体)的机械设
备.
风机的作用是把原动机的机械能或其 他能源的能量传递给流体,以实现流体的输 送.即流体获得机械能后,除用于克服输送过 程中的通流阻力外,还可以实现从低压区输 送到高压区,或从低位区输送到高位区.通常 用来输送气体的机械设备称为风机
1.1风机的主要功能 和用途
按工作原理的不同分为：
叶片式和容积式
离心风机 轴流风机 混流 风机 横流风机
往复式风 机
回转风机
罗茨风机
叶式风机
混流风机
罗茨ramx 三叶旋转容积 式风机
离心风机
横流风机
除按上述工作原理分类外，还常按其产生全压的高低来分类:
通风机:额定风压 值在 98pa~14700pa
鼓风机:额定风压 值在 14700pa~196120 pa
• • • • qv/q‘v=n/n’ (2-7) H/H‘=( n/n’)2，p/p‘=( n/n’)2 (2-8) P/P‘=( n/n’)3 (2-9) 式（2-7）~式（2-9）称为比例定律。
• 例 1 某台离心式风机采用变速调节方式， 当其转速降低到原来额定转速的一半时， 其对应工况点的流量、全压、轴功率各降 到原额定转速时的多少倍？（设气体密度 不变） • 解 由比例定律式（2-7）~式（2-9）得: • qv/q＇v=n/n＇=1/2 • p/p＇=( n/n＇)2=1/4 • P/P＇=( n/n＇)3=1/8
• 电动机容量选择：
P
Q. p
r f d
电动机 效率
• （4） 效率 风机的输出功率（有效功率） Pu与输入功率（轴功率）P之比，称为风机 的效率或全压效率，以η表示：
Pu Q. p f P P
• （5） 转速 风机的转速指风机轴旋转的速 度，即单位时间内风机轴的转数，以n表示， 单位为rpm(r/min)或s-1 （弧度/秒）。
2
Q
'
n
'
'
'
p n ( ' )2 ' p n
P n ( ' )3 ' P n
• 风机与水泵转速变化时，其本身性能曲线 的变化可由比例定律作出，如图所示。因 管路阻力曲线不随转速变化而变化，故当 转速由n变至n/ 时，运行工况点将由M点变 管路阻性 至M/点。 曲线
H扬程
P
P-q v P-q'v
风机的基本性能参数:
1 1 2 2 p ( p2 v2 ) ( p1 v1 ) N / m 2 2 2
流量 (q)
全压 (p)
轴功 率(P)
效率
f
转速 (n)
比转 速(ny)
风机的全压p是指单位体积气 由原动机或传动装置 体从风机的进口截面1流经叶 传到风机轴上的功率， 轮至风机的出口截面2所获得 称为风机的轴功率 的机械能
出口压力（或压升） ＜15kPa
•
1.2 风机的性能参数
• 风机的基本性能参数表示风机的基本性能， 风机的基本性能参数有流量、全压、轴功 率、效率、转速、比转速等6个。 • （1）流量以字母Q(q)表示，单位为（升） l/s、m3/s、m3/h 等。 • （2）全压风机的全压p表示空气经风机后 所获得的机械能。风机的全压p是指单位体 积气体从风机的进口截面1流经叶轮至风机 的出口截面2所获得的机械能。风机全压的 计算式为：
图4 动叶可调轴流送风机的性能曲线
1.4 风机拖动系统的主要特点
叶片式风机水泵的负载特性属于平方转矩型 即其轴上需要提供的转矩与转速的二次方 成正比。风机水泵在满足三个相似条件： 对于同几何相似、运动相似和动力相似的 情况下遵循相似定律一台风机（或水泵）， 当输送的流体密度ρ不变仅转速改变时，其 比例相似定律 性能参数的变化遵循比例定律：流量与转 速的一次方成正比；扬程（压力）与转速 的二次方成正比；轴功率则与转速的三次 H 方成正比。即: Q n H ( nn )
M' n
M
M
M' n
n'
n'
H ST
n >n '
n >n '
• (a)………………………………………………..(b)
O
qv
O
qv
• 图6 转速变化时风机(水泵)装置运行工矿点的变化
• (a）风机（当管路静压Pst=0时） (b) 水泵（当管路静扬程Hst≠0时）
• 应该注意的是：风机水泵比例定律三大关 系式的使用是有条件的，在实际使用中， 风机水泵由于受系统参数和运行工况的限 制，并不能简单地套用比例定律来计算调 速范围和估算节能效果。对于风机，其管 路静压一般为零，故可用相似定律直接求 出变速后的参数；而对于水泵，其管路系 统的静压一般不为零，故对于每一个工作 点，都要经过相似折算后，才能用比例定 律的三个公式求出变速后的参数。
H扬程
H=H'/( q 'v ) · qv
2 2
H' H1 H2 H3
n n1 n2 n3
Q流量
O qv 3 qv 2 qv 1 qv
三、风机变频调速节能效果的计 算方法
• 3.1 风门开度与风量的关系 • 风机的风门开度（叶片角度）与风量之 间的关系 • 1。线性度 • 2。风门开度与风量的关系 • 3。节电关系
表2 静叶可调轴流风机的叶片角度和风量、风压及节电率的关系：
叶片角度 －70 o －65 o －60o －55 o －50 o －45 o －40 o －35 o －30 o 叶片角度 0％ 5％ 10 ％ 15 ％ 20 ％ 25 ％ 30 ％ 35 ％ 40 ％ 全风量 18.6 ％ 26.7 ％ 36.4 ％ 42.9 ％ 49.4 ％ 56.6 ％ 61.5 ％ 66.3 ％ 71.2 ％ 额定风量 21.5 ％ 30.8 ％ 41.9 ％ 49.5 ％ 57.0 ％ 65.4 ％ 71.0 ％ 76.6 ％ 82.2 ％ 风 压 5.35 ％ 6.86 ％ 8.54 ％ 10.8 ％ 12.9 ％ 15.2 ％ 17.9 ％ 23.3 ％ 29.0 ％ 节电率 98％ 96％ 95％ 94.0％ 92.2％ 87.9％ 83.6％ 79.2％ 74.6％
－25 o
－20 o －15 o －10 o － 5o 0o ＋5 o ＋10 o ＋15 o ＋20 o ＋25 o ＋30 o
45 ％
50 ％ 55 ％ 60 ％ 65 ％ 70 ％ 75 ％ 80 ％ 85 ％ 90 ％ 95 ％ 100 ％
•
•
一种利用直流 电磁滑差恒转 矩控制 由于目前绝大部分风机都采用风门挡板调节流量，造成大量的
1.5 风机变频调速节能改造的
发展和前
景
节流损耗，所以风机若采用转速调节，具有巨大的节能潜力。
上世纪七十年代，都采用机械调速或滑差电机调速，但这属于 低效调速方式，仍有较大的能量损耗，并且驱动功率受到限制；
风机变频调速节能技术
能量转换关系
电能 机械 能 风能
电动机(原 动机)
原动机的能源 来源口(电能)
离心风机
主要内容 一三.风机变频调速节能效果的计算方法 四.风机变频调速和液力耦合器调速节能 比较 五. 冶金行业介绍
一、概述
一般的原动机有:电动机 液压马达 气动马达 涉及 到变频改造的原动机就是 电动机
• 上世纪八十年代，开始采用液力耦合器调速，并且突破了驱动 功率的限制，向大功率方向发展，但它与滑差电机调速一样， 属于低效调速方式，仍有较大的能量损耗。