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風機選型與安裝
熱加工車間排熱方案風機在紡織領域的應用廣州地鐵2號線風機控制
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地鐵通風空調工程中有許多風機,按功能分為隧道風機、軌道通風機、送風機、排煙風機、回/ 通風機、組合式空調器等。
根據通風空調工藝要求,大部分風機、風閥之間存在聯鎖要求。風機、風閥的聯鎖是一一對應的,即一臺風機對應一臺聯動風閥。在啟動風機時,先啟動與之聯動的風閥; 相反,在風機停止運行后,才能關閉聯動風閥。
風機的啟動主要采用軟啟動和直接啟動。軟啟動主要用于容量較大的風機。大容量的風機啟動電流大、啟動時間長, 直接啟動將引起電網低壓(低壓母線) 的下降,影響接在電網上的其他設備和工程的正常工作。小容量的風機均采用直接啟動。
1 通風空調工程中風機的控制
廣州地鐵2 號線對通風空調設備的風機、風閥采用集中配電和控制,在地鐵車站通風空調設備集中的地方設環控電控室。通常一個地鐵車站設兩個或兩個以上的環控電控室。風機的控制采用車站控制室控制( 簡稱車控) 、環控電控室控制( 簡稱環控) 及風機附近的就地控制, 典型的風機控制原理圖如圖1 所示。
從圖1 可以看出,風機的三級控制是由設置在風機就地控制箱內轉換開關1SA 和設置在環控電位置,操作就地控制箱面板上的啟停按鈕, 可實現風機的啟停控制; 當1SA 打到“ 環控車控”位置, 同時SA 打到“ 環控”位置,在環控電控室低壓開關柜屏前操作風機的啟停按鈕,可以實現風機的環控電控室控制; 當1SA 打到“ 環控車控”位置, 同時SA 打到“車控”位置,可以實現車站控制室控制。車站控制室控制是由機電設備監控工程(EMCS) 自動完成的。每一級控制都能在車站控制室、環控電控室、就地控制箱顯示風機的運行狀態, 如開機、停機、故障、控制方式等狀態。
根據通風空調工藝要求,對于有聯鎖要求的風機,應把聯動風閥中繼常開觸點串接在風機控制回路中,實現先開風閥后開風機的目的; 同時把風機一次回路中的接觸器輔助常閉觸點串接在風閥的控制回路中, 實現先停風機再關閉風閥的工藝要求。
2 控制特點及存在問題
目前采用的集中配電和控制便于管理,滿足有關規范要求,實現了風機就地控制和遠方控制( 車控和環控),并且遠方控制可以通過操作轉換開關1SA 解除。另外,當EMCS 工程發生故障甚至癱瘓時,工程還能在比較集中的環控電控室完成通風空調工程的手動操作。
但是,這種控制方式存在的問題是: 控制級數多,為三級控制,分別在三個地方實現;三級控制中就地控制優先,而環控與車控兩級控制優先權不分先后; 二次接線選用了較多元器件,接線也較多; 就地控制箱、低壓開關柜、EMCS 的監控柜之間通過控制電纜連接, 對于有聯鎖關系的風機, 風機與風閥之間還有一根控制電纜, 所以使用的電纜根數多、長度大; 從環控電控室出去的電纜包括電力電纜和大量的控制電纜,造成敷設困難;此外,低壓開關柜內的接線也非常復雜。風機控制原理復雜、使用的元器件多、電纜量大,勢必使整個工程的抗干擾能力下降、可靠性降低、設備維護檢修困難、工程投資增大。
圖1 風機控制原理圖
3 改進風機控制設想
從上面分析得知,廣州地鐵2 號線對風機等設備的控制存在許多問題,解決這些問題主要從以下幾個方面考慮:
1) 降低控制級數
在滿足有關規范的前提下,首先應降低控制級數。地鐵中,由于設備多且分散設置,風機等設備的自動控制是必須的,所以風機必須設遠方控制。遠方控制由EMCS 實現。規范明文規定,除了遠方控制還需設就地控制。就地控制主要用于設備的調試與維修,一般設在設備附近。目前,環控電控室雖然設在環控負荷中心,但與環控負荷還有一段距離,通常為幾米到幾十米甚至更遠一些;且環控電控室與風機等設備不在同一房間內,所以環控電控室手動控制不宜作為設備就地控制,就地控制還是設在設備附近較為理想。
風機的控制可以采用兩級控制:風機附近的就地(手動) 控制和車站級的自動控制(遠方控制) 。就地控制的控制級別優先于自動控制。自動控制主要用于運營。
2) 就地控制取消風機風閥聯鎖控制
為了更進一步簡化風機的控制,風機與風閥及其它環控設備的聯鎖控制可由EMCS 實現,就地控制只實現單臺設備的手動控制。實際上,手動控制要實現復雜的聯鎖控制很困難,甚至是不可能的。地鐵車站的通風空調與防排煙共用一套設備,并分區域設置,因此,地鐵通風空調設備是按模式控制的。一個模式由一臺以上風機、風閥聯鎖控制實現,一臺風機可能涉及到幾個模式。因此,用手動控制實現聯鎖控制是無必要的,且它只能實現模式控制中的一部分功能。
3) 取消控制回路的試驗按鈕和串接的斷路器輔助觸點
圖1 二次回路中,試驗按鈕1SF 、QF 主要用于風機安裝調試時檢查控制接線是否正確,安裝調試后基本上可以不用。檢查控制接線的正確與否可以通過許多別的辦法而不需要增加元器件。所以, 1SF 、QF 可以取消。
4) 就地控制由PLC 實現
對應圖1 , 簡化的風機控制原理圖見圖2(風機的一次接線圖不變) 。一根控制電纜。
圖2 簡化的風機控制原理圖
圖3 用PLC 實現風機控制輸入、輸出接線圖
圖2 中,就地控制可以通過操作就地控制箱面板上的啟停按鈕SS′、SF′實現。當實現遠方控制時,PLC 輸出點使YKZ 接通,風機啟動; 當YKZ 斷開時,風機停止運行。風機的兩級控制由設置在就地控制箱的轉換開關1SA 切換實現。風機的啟、停、故障狀態,以及風機的控制方式,由PLC 通信模塊經網絡送至車站控制室的車站級控制工程顯示,同時也在就地控制箱面板上顯示。用PLC 實現風機控制輸入、輸出的接線圖如圖3 。從圖2 、3 可以看出:風機控制原理圖使用元器件少、接線簡單。風機就地控制箱內主要安裝啟停按鈕、狀態指示燈、轉換開關,PLC 安裝在就地控制箱內或者獨立安裝。從就地控制箱至配電室只需就地控制。即由原來的三級控制改為兩級控制。
4 結論
改進后的地鐵風機控制取消了原來的環控電控室控制,只設車站控制室自動控制和風機附近的風機的自動控制按照通風空調工藝要求實現模式控制,主要用于地鐵運營;風機的就地控制只實現風機單臺設備的控制,取消了與風閥等設備的聯鎖控制,主要用于風機調試及維修。經過簡化,風機控制接線簡單,使用元器件少, 電纜使用量少,從而提高了工程可靠性,降低了工程投資。
參 考 文 獻
1 劉小英,劉閩生. 中央空調工程的配電控制及節能. 建筑電氣,1998 , (4) :36～37
2 黃民德,黃琦蘭. 可編程序控制器原理及在建筑中的應用. 天津:天津大學出版社,1999
3 廣州市地下鐵道二號線首期工程動力與照明通用圖. 2001
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一、噴霧風機離心加濕器RH-2在紡織領域的應用
1、紡織車間空氣條件概述
空氣條件是指空氣的溫度、濕度、流動速度、含塵濃度和新鮮度（簡稱“五度”）�？諝鈼l件與紡織工藝、人體健康有密切關系。
首先空氣條件與紡織工藝密切相關。由于紡織工業生產有其自身的特點，即使用的原料是纖維（天然纖維與化學纖維），各種纖維在不同的溫濕室度條件下，它們的物理特性和機械特性（如回潮率、強力、伸長度、柔軟性和導電性等）都將產生不同程度的變化，直接影響紡織各道工序的生產狀況。如果溫濕度控制不好，將會使生產狀況惡化而直接影響到半成品和成品的產量和質量，而“五度”中濕度控制顯得尤其重要。（附表：溫濕度對各種紡織工藝的影響及應控制的范圍）。
其次空氣條件不僅影響職工的生理狀況和健康，而且影響他們的情緒和生產效率。人體與周圍環境之間需要保持熱平衡，這對人的健康與舒適感至關重要。人們在勞動時產生大量的熱量，需要不斷地把它散發出去，以保持正常的體溫，人體這種維持體溫正常的機能叫做“體溫調節”。排熱方式包括顯熱排熱（輻射、對流和傳導）以及潛熱排熱（蒸發）。 熱量散發的情況與周圍空氣的溫度、濕度、流動速度有密切關系。
（ 1）.溫度的影響。如果周圍的空氣條件阻礙了人體向周圍空氣的排熱，勢必將加劇體溫調節機構的緊張活動而使人感到不舒服，甚至會破壞熱平衡。
（2）.相對濕度的影響。在夏季，相對濕度的高低主要影響人體蒸發排熱的強弱。尤其在高溫時，影響更顯著。例如在同樣高溫度的情況下，如果空氣很潮濕，水分蒸發就困難，因而感到悶熱。
（ 3）.空氣流動速度的影響�？諝饬鲃铀俣鹊拇笮⊥瑯佑绊懭梭w的排熱，空氣流速的增大，會促使皮膚表面的蒸發排熱量增加，汗液容易蒸發，同時對流排熱也增加，人體的熱量散發就快，從而使人感覺涼爽。（使人感到舒適的溫度與風速的對應關系見下表）
溫度和風速對應表
溫度t（0C）
24
25
26
27
28
29
30
31
32
風速v(m/s)
0.15
0.29
0.41
0.51
0.67
0.80
0.93
1.06
1.19
——通過以上分析可知，使人感到冷或熱，不單獨取決于空氣溫度的高低，還與空氣的相對濕度以及空氣流速的大小有關。顯然這些因素的不同組合，可以給人以一種相同的冷和熱的感覺，通常把這三種因素對人體舒適感的綜合影響稱為實感溫度。
�。�4）.含塵濃度的影響。紡織廠的各個車間都產生灰塵，這些灰塵主要來自短纖維、細毛等以及礦物性灰塵�；覊m易沾污皮膚，尤其是夏天多汗時，灰塵極易阻塞毛孔，引發多種疾病，尤其是紡織職業病“棉屑沉著病”。
�。�5）.新鮮度的影響。新鮮度是指空氣中的有害氣體和氣味、二氧化碳濃度和空氣負離子濃度。前三者濃度過高，會使人感到不適和惡心，應及時排出，補充新鮮空氣�？諝庑迈r度的主要標志是帶有負電荷的空氣離子即空氣負離子。實踐表明，在空氣負離子很少的環境中工作的人們普遍會出現頭昏、頭痛、疲倦、胸悶、血壓升高、心神不定容意患病的現象。人工產生空氣負離子的主要方法是利用壓力水的噴射作用，使水滴在分裂時形成空氣負離子。
2、本產品在改善紡織車間空氣條件中的應用
�。ǎ保畣为毷褂脮r，增加空氣濕度。本產品是在吸收國外先進技術的基礎上，經過多年試驗研制生產的一種新型的噴霧加濕設備。它采用先進的離心式二次霧化技術：旋轉碟和霧粒噴散裝置利用離心力使得超微小的霧滴達到10微米，不會落于地面。霧滴通過氣流由風扇吹出并汽化，提高空氣相對濕度。絕無水滴現象、霧化細、射程運。結構簡單合理，性能穩定可靠（因其簡單故障率極低）；適應性強，對水質、水壓沒有特殊要求；安裝簡便，無需對車間進行改造；使用方便，通過調節閥改變供水量即可調整噴霧量；與國外產品相比，更多地使用了不銹鋼等高質量的原材料，克服了進口產品在使用過程中出現的易結垢、難清洗的不足，而價格卻僅為其1/3--1/2。
它可均勻地吊裝于車間頂部，實現車間的整體濕度調節，也可以安裝于需要加濕的個別地方，實現局部濕度的調節。通過調整噴霧量，即可以十分簡單迅速地實現濕度調節。如果與濕度控制儀配合使用，可方便地實現濕度的自動控制。
（２）．與通風機配合使用時，夏季降低溫度。
水在蒸發過程中會吸收熱量，并且蒸發量與溫度、蒸發表面積、風速密切相關。因為本設備使水變成了非常細小的霧粒，極大地提高了蒸發表面積，因此蒸發量大大增加。當配合大流量通風機使用時，可增加空氣的流動速度（以人體舒適風速為宜），這樣將進一步增大蒸發量，帶走車間內大量熱能從而降低溫度。如果配合使用深井水或冷卻水，效果會更加顯著。
在實際使用中，噴霧風機-----通風機工程一般采用負壓縱向通風方式，即將噴霧風機安裝在車間縱向一側并留出足夠的進風口，通風機安裝在車間對側。噴霧風機將微霧送入車間，同時通風機運轉時，在車間內產生負壓，使外部較干燥、未飽和的空氣吸入車間內，加速水分的蒸發，吸收大量熱量，降低室內溫度，之后從通風機一側排出車間。該工程在運行時，源源不斷地將降溫后的新鮮空氣送入車間，改善室內環境。在炎熱的夏季使用該工程，可使車間內溫度降低4--100C，空氣越干燥，環境溫度越高，降溫效果也明顯。
由噴霧風機和大流量通風機組成的這一工程的突出優點是，因蒸發水分降低了車間溫度，調節了濕度，提高了風速，使人體實感舒適度大大提高，同時大流量通風機排出了粉塵、有害氣體、氣味和二氧化碳，降低了含塵濃度，并且在噴霧機擊碎水的過程中，擴散出大量空氣負離子，大大提高了空氣新鮮度，從而極大地改善了環境的空氣條件（“五度”）。
3、與通常的改善紡織車間空氣條件的方式比較
從技術管理的角度來看，由于行業之間技術的相互不融合，往往導致對同一問題從不同的角度研究，于是出現了在某一研究角度已實現突破、在某一行業已應用十分成熟的技術，其它行業卻未能普遍應用，而仍專注于其原角度的研究，這對社會而言是一種資源的浪費。
就噴霧風機而言，原本應用于農業的降溫、加濕，其穩定的性能、極低的運行成本、優良的性價比，已被實踐證實。與紡織業傳統的中央空調噴淋室的降溫、加濕相比，研究角度不同，前者把整個車間做為研究對象，造成整體風場降溫，而后者把局部做為研究對象，通過送風管道實現局部降溫。當然客觀地講，與大型集中式中央空調工程相比，噴霧風機難以實現加熱降濕等功能，但是在快速便簡地實現加濕，低投入、低運行成本地實現加濕降溫，改善工作環境方面卻有無法比擬的獨到優越性，尤其適合中小紡織企業使用。對于大型紡織廠而言，與中央空調工程配合使用，也同樣能夠大大降低運行成本，提高產品的競爭力。
二、噴霧風機離心加濕器RH-2在其他領域的應用
噴霧風機可廣泛地應用于溫室大柵、煙草、印刷、醫藥、釀造發酵、木器加工等多種行業。
在溫室大棚中，它能夠為溫室提供更加清新濕潤的空氣，更利于農作物的生長。與目前較為常用的濕簾風機工程相比，它蒸發量更大、降溫效率更高、安裝更便捷而更具優勢。與噴頭工程相比，噴霧風機對水質要求不高，并且沒有阻塞現象發生，免維護，不需要糸統有較高壓力，不需要繁雜的工程，安裝更便捷。除此之外，還可以將農藥、液肥等加入水中，一次性完成防病蟲害和施肥等作業。
卷煙行業、印刷行業、醫藥行業、微電子行業、家具制造行業、啤酒廠等釀造發酵行業在生產過程中，生產車間需要較高的相對濕度，以滿足生產工藝的要求。實驗室、氣調庫、蓄電池固化室、檔案室、倉庫、賓館等場所，噴霧風機也因其加濕效率高、均勻、可較方便地實現自動控制等優越性，而被越來越多的生產商選用。
除此之外，噴霧風機還可用于建筑、煤炭生產過程中的除塵，有效地降低工作場所的含塵濃度，改善工作環境。
地鐵通風空調工程中有許多風機,按功能分為隧道風機、軌道通風機、送風機、排煙風機、回/ 通風機、組合式空調器等。
根據通風空調工藝要求,大部分風機、風閥之間存在聯鎖要求。風機、風閥的聯鎖是一一對應的,即一臺風機對應一臺聯動風閥。在啟動風機時,先啟動與之聯動的風閥; 相反,在風機停止運行后,才能關閉聯動風閥。
風機的啟動主要采用軟啟動和直接啟動。軟啟動主要用于容量較大的風機。大容量的風機啟動電流大、啟動時間長, 直接啟動將引起電網低壓(低壓母線) 的下降,影響接在電網上的其他設備和工程的正常工作。小容量的風機均采用直接啟動。
1 通風空調工程中風機的控制
廣州地鐵2 號線對通風空調設備的風機、風閥采用集中配電和控制,在地鐵車站通風空調設備集中的地方設環控電控室。通常一個地鐵車站設兩個或兩個以上的環控電控室。風機的控制采用車站控制室控制( 簡稱車控) 、環控電控室控制( 簡稱環控) 及風機附近的就地控制, 典型的風機控制原理圖如圖1 所示。
從圖1 可以看出,風機的三級控制是由設置在風機就地控制箱內轉換開關1SA 和設置在環控電位置,操作就地控制箱面板上的啟停按鈕, 可實現風機的啟停控制; 當1SA 打到“ 環控車控”位置, 同時SA 打到“ 環控”位置,在環控電控室低壓開關柜屏前操作風機的啟停按鈕,可以實現風機的環控電控室控制; 當1SA 打到“ 環控車控”位置, 同時SA 打到“車控”位置,可以實現車站控制室控制。車站控制室控制是由機電設備監控工程(EMCS) 自動完成的。每一級控制都能在車站控制室、環控電控室、就地控制箱顯示風機的運行狀態, 如開機、停機、故障、控制方式等狀態。
根據通風空調工藝要求,對于有聯鎖要求的風機,應把聯動風閥中繼常開觸點串接在風機控制回路中,實現先開風閥后開風機的目的; 同時把風機一次回路中的接觸器輔助常閉觸點串接在風閥的控制回路中, 實現先停風機再關閉風閥的工藝要求。
2 控制特點及存在問題
目前采用的集中配電和控制便于管理,滿足有關規范要求,實現了風機就地控制和遠方控制( 車控和環控),并且遠方控制可以通過操作轉換開關1SA 解除。另外,當EMCS 工程發生故障甚至癱瘓時,工程還能在比較集中的環控電控室完成通風空調工程的手動操作。
但是,這種控制方式存在的問題是: 控制級數多,為三級控制,分別在三個地方實現;三級控制中就地控制優先,而環控與車控兩級控制優先權不分先后; 二次接線選用了較多元器件,接線也較多; 就地控制箱、低壓開關柜、EMCS 的監控柜之間通過控制電纜連接, 對于有聯鎖關系的風機, 風機與風閥之間還有一根控制電纜, 所以使用的電纜根數多、長度大; 從環控電控室出去的電纜包括電力電纜和大量的控制電纜,造成敷設困難;此外,低壓開關柜內的接線也非常復雜。風機控制原理復雜、使用的元器件多、電纜量大,勢必使整個工程的抗干擾能力下降、可靠性降低、設備維護檢修困難、工程投資增大。
圖1 風機控制原理圖
3 改進風機控制設想
從上面分析得知,廣州地鐵2 號線對風機等設備的控制存在許多問題,解決這些問題主要從以下幾個方面考慮:
1) 降低控制級數
在滿足有關規范的前提下,首先應降低控制級數。地鐵中,由于設備多且分散設置,風機等設備的自動控制是必須的,所以風機必須設遠方控制。遠方控制由EMCS 實現。規范明文規定,除了遠方控制還需設就地控制。就地控制主要用于設備的調試與維修,一般設在設備附近。目前,環控電控室雖然設在環控負荷中心,但與環控負荷還有一段距離,通常為幾米到幾十米甚至更遠一些;且環控電控室與風機等設備不在同一房間內,所以環控電控室手動控制不宜作為設備就地控制,就地控制還是設在設備附近較為理想。
風機的控制可以采用兩級控制:風機附近的就地(手動) 控制和車站級的自動控制(遠方控制) 。就地控制的控制級別優先于自動控制。自動控制主要用于運營。
2) 就地控制取消風機風閥聯鎖控制
為了更進一步簡化風機的控制,風機與風閥及其它環控設備的聯鎖控制可由EMCS 實現,就地控制只實現單臺設備的手動控制。實際上,手動控制要實現復雜的聯鎖控制很困難,甚至是不可能的。地鐵車站的通風空調與防排煙共用一套設備,并分區域設置,因此,地鐵通風空調設備是按模式控制的。一個模式由一臺以上風機、風閥聯鎖控制實現,一臺風機可能涉及到幾個模式。因此,用手動控制實現聯鎖控制是無必要的,且它只能實現模式控制中的一部分功能。
3) 取消控制回路的試驗按鈕和串接的斷路器輔助觸點
圖1 二次回路中,試驗按鈕1SF 、QF 主要用于風機安裝調試時檢查控制接線是否正確,安裝調試后基本上可以不用。檢查控制接線的正確與否可以通過許多別的辦法而不需要增加元器件。所以, 1SF 、QF 可以取消。
4) 就地控制由PLC 實現
對應圖1 , 簡化的風機控制原理圖見圖2(風機的一次接線圖不變) 。一根控制電纜。
圖2 簡化的風機控制原理圖
圖3 用PLC 實現風機控制輸入、輸出接線圖
圖2 中,就地控制可以通過操作就地控制箱面板上的啟停按鈕SS′、SF′實現。當實現遠方控制時,PLC 輸出點使YKZ 接通,風機啟動; 當YKZ 斷開時,風機停止運行。風機的兩級控制由設置在就地控制箱的轉換開關1SA 切換實現。風機的啟、停、故障狀態,以及風機的控制方式,由PLC 通信模塊經網絡送至車站控制室的車站級控制工程顯示,同時也在就地控制箱面板上顯示。用PLC 實現風機控制輸入、輸出的接線圖如圖3 。從圖2 、3 可以看出:風機控制原理圖使用元器件少、接線簡單。風機就地控制箱內主要安裝啟停按鈕、狀態指示燈、轉換開關,PLC 安裝在就地控制箱內或者獨立安裝。從就地控制箱至配電室只需就地控制。即由原來的三級控制改為兩級控制。
4 結論
改進后的地鐵風機控制取消了原來的環控電控室控制,只設車站控制室自動控制和風機附近的風機的自動控制按照通風空調工藝要求實現模式控制,主要用于地鐵運營;風機的就地控制只實現風機單臺設備的控制,取消了與風閥等設備的聯鎖控制,主要用于風機調試及維修。經過簡化,風機控制接線簡單,使用元器件少, 電纜使用量少,從而提高了工程可靠性,降低了工程投資。
參 考 文 獻
1 劉小英,劉閩生. 中央空調工程的配電控制及節能. 建筑電氣,1998 , (4) :36～37
2 黃民德,黃琦蘭. 可編程序控制器原理及在建筑中的應用. 天津:天津大學出版社,1999
3 廣州市地下鐵道二號線首期工程動力與照明通用圖. 2001
鋒速達是水簾生產廠家|環�？照{生產廠家|屋頂風機廠家|，鋒速達承接規劃：豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風|車間通風|廠房通風|屋頂排風機|屋頂排熱|廠房通風降溫|車間通風降溫|通風換氣排熱降溫工程|屋頂風機安裝|負壓風機安裝|水簾安裝|環保空調安裝|通風設備安裝|通風降溫設備|通風系統安裝案例|通風降溫系統|屋頂通風機|屋頂排風系統
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