鋒速達通風降溫系統
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車間通風設備_變頻器在冷卻塔多風機群控系統中的應用機械百科干
| 變頻器在冷卻塔多風機群控系統中的應用 |
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| 【英文篇名】 Application of convertors to multi-fan group control systems of cooling towers 【作者】 李方園; 【英文作者】 Li Fangyuan Zhejiang Business Technology Institute; Ningbo; Zhejiang Province; China; 【作者單位】 浙江工商職業技術學院; 【文獻出處】 暖通空調 , Heating Ventilating & Air Conditioning, 編輯部郵箱 2008年 08期 期刊榮譽：中文核心期刊要目總覽 ASPT來源刊 中國期刊方陣 CJFD收錄刊 【中文關鍵詞】 變頻器; 冷卻塔; 多風機; 群控系統; 【英文關鍵詞】 convertor; cooling tower; multi-fan; group control system; 【摘要】 介紹了冷卻塔多風機群控系統的基本方式和內置PID/PLC控制器的變頻器在該系統中的調試和應用。 【英文摘要】 Presents the fundamental mode of multi-fan group control systems of cooling towers and the adjustment and application of the convertors with PID and PLC controllers in this kind of system. 【DOI】 CNKI:SUN:NTKT.0.2008-08-030 【分類號】 TU831.4 【正文快照】 0引言隨著工業技術的飛速發展，許多工業企業相繼擴大再生產，而國內能源基礎建設卻相對發展滯后，造成當前電力供應十分緊張;企業作為用電大戶，電力供應將直接影響到企業經濟的發展，因此如何從各方面降低能耗已成為企業追求更大經濟效益的一項重要工作。在橡膠、食品、醫藥 |
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收錄時間:2011年01月07日 15:12:20 來源:ccen 作者: |
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干工況風機盤管加負壓通風系統的空調過程設計華南建設學院西院萬建武華南理工大學建筑設計研究院鐘朝安一引言風機盤管加獨立新風空調系統采用干工況運行時，可避免濕工況存在的盤管表面積存濕垢產生霉菌的問題，從而改善空調房間的空氣品質。
此外，干工況風機盤管空調系統由于不需要設置凝結水系統，可減少工程的設備投資和安裝造價，并可防止凝結水滴漏對建筑及裝飾物品造成的破壞。
但是，采用干工況時，新風要負擔室內的濕負荷，因此，新風處理后的露點溫度較低，對設各冷卻去濕能力的要求較高，致使國內工程中很少采用。
近年來，隨著人們對室內空氣品質的重視程度日益增加，干工況系統所具有的衛生條件好的優點逐漸引起工程設計人員的關注。
本文就干工況下風機盤管空調系統的設計方法以及如何合理地確定空調系統的設計冷負荷等問題作些分析討論。
二夏季工況空調過程設計干工況時，新風處理后的焙值低于室內燴值紅如風機盤管不負擔室內濕負荷，只承擔由室內照明太陽輻射熱人體散熱等引起的顯熱負荷。
室內濕負荷由新風機組承擔，新風處理到機器露點L后，送入室內與由風機盤管處理的室內循環風混合達到室內送風狀態點，其空調過程如圖示，空氣處理流程為人十一。
園二王乏二三二色卜，一。
人，四飛六獷亡于今蕊乍笠逞絲至烏岡，才一空調過程設計確定室內送風狀態點和送風量過室內狀態點作熱濕比線與相對濕度p二的等相對濕度線相交可確定出室內送風狀態點送風狀態點口確定之后，即可計算出空調房間的送風量為一三旦一刀一式中一空調房間的室內計算冷負荷，一空調房間的送風量，一室內送風狀態點的焙，確定風機盤管處理的風量風機盤管處理的風量由下式確定二一空調房間風機盤管的設計風量，邢，，一空調房間的新風量，確定新風處理后的機器露點L甲，，一峨又可求出機器露點的含濕量為叭一硫一口姚線與相對濕度勢一的等相對濕度線的交點即為機器露點L.
4）確定風機盤管出口的空氣狀態點干工況下，風機盤管出口的空氣狀態點是位于過室內狀態點的等含濕量線上，此外，由空氣的混合定理可知，還應當位于線的延長線上。
因此，延長L口直線與等含濕量線相交，即可得到狀態點的溫度應當高于室內空氣狀態的露點溫度。
否則的話，需要調整點，重新計算。
空調房間的設計冷負荷對于空調房間，新風負擔的冷量為二一夏季空調室外設計狀態點的恰，一機器露點的焙，盤管負擔的冷量為一扮）式中一風機盤管出口狀態點的焙，的大小決定了空調房間需要配置的風機盤管的容量。
夏季工況冬季工況圖風機盤管系統在干工況下的空調過程空調系統的設計冷負荷空調系統的設計冷負荷是確定制冷設備容量的依據，計算的合理與否，對于空調系統的設備投資和運行能耗都有很大影響。
對于通常是由多個房間組成的空調統來說，由于各空調房間所處的朝向位置等條件的不同，它們最大室內冷負荷出現的時間是不相同的，即空調系統在某一時刻所需要的冷量是小于各空調房間的計算冷負荷之和的。
對于風機盤管空調系統來說，由于在室內冷負荷變化時，可通過末端裝置調節，重新分配系統各房間的冷量，因此，空調建筑的計算冷負荷應當以所有房間逐時冷負荷的綜合最大值為依據計算，以避免空調系統制冷設備容量配置偏大的不合理現象，節省空調系統的設備投資和運行能耗。
空調系統的設計冷負荷可按下面的方法確定。
新風機組的設計冷負荷往采用獨立新風的風機盤管空調系統中，由于新風單獨供給，只要開機，所有房間都要送入新風。
因此，新風機組的設計冷負荷就是所有房間新風處理需冷量之和，即必，二藝一式中藝一空調系統所有房間的新風量之和，風機盤管的設計冷負荷對于空調系統用于風機盤管的冷量,濕簾冷風機，考慮到空調建筑計算冷負荷與空調房間計算冷負荷之間的不同，在空調系統設計冷負荷的計算中，計算風量不能按照系統中所有空調房間送風量之和考慮，即藝僅而注意到由于房間風機盤管的冷量可調，當室內負荷發生變化時，系統具有重新分配各房間冷量的能力。
因此，用于確定空調系統設計冷負荷的計算風量應當根據空調建筑的計算冷負荷確定，即行一式中一根據空調系統的建筑計算冷負荷確定的風量，一空調建筑計算冷負荷，是空調系統所有房間逐時室內負荷的綜合最大值，訊一送風狀態點的焙，因此，空調系統用于風機盤管的設計冷負荷可用下式計算鳥，一藝二，，一，萬，將代入上式可得必，一藝附，一空調系統設計冷負荷整個風機盤管加獨立新風空調系統的設計冷負荷由新風機組設計冷負荷和風機盤管設計冷負荷兩部分構成，即二吼，平必，式中一空調系統設計冷負荷，島，二一新風機組的設計冷負荷，必，一風機盤管的設計冷負荷，的大小反映了空調系統需要配置的制冷設備的容量。
三冬季工況空調過程設計冬季工況下，空調過程在i一圖上的表示如圖所示，其空氣處理流程為二甄司。
全迎塑爭石悶之兇盆一心鰻。，一泛一其空調過程的設計可按下面步驟進行確定室內送風狀態點口在冬季工況，由于空調房間所需的新風量和風機盤管機組的風量與夏季相同，空調房間冬季送風狀態點的焙和含濕量為卜牙一二一干空氣干空氣心，式中一空調房間冬季的余熱量，牙一空調房間冬季的余濕量，一室內送風狀態點的焙，干空氣，心，一室內送風狀態點的含濕量，干空氣。
由即可在i一圖上定出冬季的室內送風狀態點點與室內設計狀態點的連線也就是空調房間冬季的熱濕比線。
確定風機盤管出口空氣的狀態點在冬季，為了減少負壓通風系統在風機盤管停開時的能耗如旅館類建筑客房內無人和考慮到冬季的送風溫度不宜高于風機盤管出口狀態點的溫度可按下式確定萬，萬一式中一室內設計狀態點的溫度，與，一風機盤管出口空氣狀態點的溫度，確定蒸汽加濕后的狀態點根據萬萬，三一二丫二毋一口由心即可在一圖上確定蒸汽加濕后的狀態點亦應當在吟的延長線上,大型屋頂風機。
定新風加熱后的狀態點斌冬季采用低壓蒸汽加濕時，空氣在一圖上的狀態變化是一等溫過程。
因此，新風加熱后的狀態點峨的溫度應當等于狀態點的溫度，即甲生二三互旦竺互式中幾一蒸汽加濕后的狀態點的溫度，錫一新風加熱后的狀態點叱的溫度，注意到二則由二即可確定出新風加熱后的狀態點斌。
機盤管機組的加熱量一式中一空氣的定壓比熱，6）新風機組的加熱量二蜘藝二，一二新風機組的加濕量牙一藝甲，，一心式中甲一冬季空調室外設計狀態點的含濕量，干空氣。
四新風機組的選擇采用干工況時，新風處理的燴差較大，在夏季空調室外設計濕球溫度較高的地區，新風處理的焙降通常會大于需采用排左右的冷卻盤管較小的迎風面風速和較低的冷水初溫。
例如廣州新體育館的空調采用了干工況，設計新風的處理焙降在左右，新風機組冷水的初溫需要采用排冷卻盤管和左右的迎風面風速才能滿足設計要求。
由于盤管排數的增加和迎風面風速的減小，使得表冷器的換熱效率降低，新風機組的體積增大，金屬耗費增加。
此外，在采用冷水機組作冷源時，如為了給新風機組提供溫度較低的冷水而降低制冷系統的蒸發溫度，會造成冷水機組的制冷效率下降，運行能耗增加。
因此，采用干工況運行時，考慮到所處理的新風量只是用于滿足人體衛生要求，相對來說風量比較小，宜采用直接蒸發表冷器的空調機組處理新風。
五小結本文就干工況下風機盤管加獨立負壓通風系統空調過程的計算方法及設計中需注意的問題進行了分析討論，研究結果表明干工況系統可避免濕工況存在的盤管表面積存濕垢產生霉菌的問題，改善空調房間的空氣品質，在室內衛生條件要求較高的場合應優先采用。
工況系統可省去凝結水管路，減少工程的設備投資和安裝造價，防止發生凝結水滴漏對建筑及裝飾物品造成破壞的問題。
3）采用冷水機組作冷源時，為了防止新風處理要求的冷水溫度過低所造成的冷水機組制冷效率下降運行能耗增加的問題，宜采用直接蒸發表冷器空調機組處理新風。
風機盤管空調系統由于具有室內冷負荷變化時，通過末端裝置調節重新分配各空調房間盤管冷量的能力，在系統設計冷負荷的計算中，對制冷設備容量選擇具有很大影響的室內冷負荷應當以空調建筑中所有房間逐時冷負荷的綜合最大值為依據。
系統分析與對策：水平供風距離遠，壓風管路較長，系統損失大，效率低。管路損失為23.4，即每年約766萬m的風量消耗在管路上，而且終端壓力小，影響了掘進效率。壓風機已達到報廢年限，效率低、安全性差，井筒內管路漏風多且難以處理，經分析，從服務生產、降低能耗、節約維修費用出發，必須建立-350水平壓風機站，徹底甩掉北立井漏風的管路及地面壓風機房，實現壓風系統的經濟運行，降低損耗。經濟效益分析爆型螺桿空氣壓縮機，取得了較好的技術經濟效益。該風機具有體積小、安裝移動方便、油冷卻，不需建水冷系統，不需建風包硐室等優點。保證了供風質量提高了掘進效率井下安裝壓風機站后，僅用7分鐘即可達到工作風壓，提高了掘進速度，可有效緩解生產接續緊張的局面。節能效果系統總損失由原來的23.4降低到4.4，節約崗位人員工資費用該機技術先進，為免維護產品，可以實現無人值守。甩掉地面壓風機站，可減少司機及維修人員12名，按每人每年工資0.8萬元計算，每年可節約工資支出9 .6萬元。由于采用錨網支護，構件簡單，重量輕，體積小，減少了運輸工作量，減輕了工人的勞動強度。切眼從掘出后到設備安裝結束，圍巖的位移量在安全范圍之內，圍巖保持了較好地完整性。錨網支護可使巷道斷面利用率提高15 ，通風阻力下降10，為運輸通風行人提供了方便。錨網支護對大型綜放設備的調整就變得很容易，而且保證了頂板的安全可靠。切眼錨網支護在回采過程中簡化了端頭支護，消除了空頂作業，改善了端頭區的維護狀況，保證了安全生產，有利于工作面的快速推進，為高產高效創造了良好的條件。
國內首家“電網友好型”風電場日前在大唐新能源赤峰公司東山風電場建成，真正實現了風電場風力發電在控可控，使風電更加便捷地納入電網統籌管理、科學調度。這是大唐新能源公司、東北電網公司、中國電科院以及生產廠商等多家單位共同研究開發取得的成果。
據大唐（赤峰）新能源有限公司總經理桑海洋介紹，由于風電本身固有的間歇性和波動性的特點，風電接納和系統穩定問題成為風電行業能否可持續發展的重要課題。特別是隨著風電規模的日益擴大及占電網裝機比重的增加，風電接納和對系統穩定運行的影響將越來越突出。
大唐新能源赤峰公司東山風電場提出優化風機性能，先后完成了風功率預測系統、風電場實時信息上傳等工作，滿足了國家電網制定的《風電場接入電網技術規定》中的各項指標，并通過了專家組的驗收，成為國內首家完全符合并網技術要求的“電網友好型”風電場。
據了解，目前我國風電裝機容量已接近4000萬千瓦，“電網友好型”風電場的建設能最大限度地提高系統安全運行的穩定性和電網對風電的接納能力，實現風電的可控、在控。隨著能源安全及環境保護問題的日益嚴峻，也將成為提高電網對風電的接納能力和提升電網安全穩定運行水平的重要典范。
離心風機是電廠的主要輔助設備之一，其耗電量約占電廠發電量的1.5%～3.0%，由于鍋爐排放的煙氣或制粉系統氣流中含有一定數量的塵粒，因而普遍存在引風機、排粉機磨損問題。其他還有很多場合，使風機運行在含有固體顆粒的環境中。固體顆粒隨著氣流進入葉輪，會引起磨損、沉積等問題，進而影響機械性能，縮短壽命，甚至引發重大事故。因此，這類葉輪機械的磨損核沉積是工程界亟待解決的問題。
據有關部門統計，1990～1992年，我國100MW及以上機組中，因電站風機故障造成的非計劃停運和非計劃降低出力造成的電量損失，在機組各類部件中，按等效非計劃停運小時占機組總等效非計劃停運小時的百分比大小排列的順序、大小及平均年損失電量分別是：1990年：(1)200MW機組(統計臺數101臺)鍋爐送風機和引風機分別排列第6位和第7位，分別占總等效停運小時的5.09%和4.94%；平均每臺損失電量8032.89MW·h和7794.61MW·h；(2)300MW機組(統計臺數25臺)的鍋爐引風機排列第5位，占總等效停運小時的4.17%，平均每臺年損失電量8948.6MW·h；(3)600MW機組(統計臺數2臺)鍋爐引風機排列第10位，占總等效停運小時的3.17%，平均每臺損失電量為35052MW·h。1991年和1992年統計的數據與此類似。由這些統計數據可見，我國大容量電站風機故障所造成的電量損失是很大的。通過對這些風機故障的分析研究表明，其中50%以上都是由于風機的磨損而造成的。
?磨損機理
?磨損現象包含著許多復雜因素，它往往是多重機理綜合作用的結果。塵粒進入葉輪后與壁面相互作用，在離心流道的進口區域和整個軸向流道內，塵�；旧鲜窃跉饬鞯膴A帶及自身慣性的綜合作用下，以非零攻角在碰撞壁面，然后又反彈進入流道內，這樣引起的壁面材料磨損是典型的沖蝕磨損。而在離心流道的出口區域內，塵粒在流道內運動了較長的一段距離，大部分和壁面發生過多次碰撞，基本上沿著壓力表面滑動或滾動，并對著壁面有一定的壓力作用，這樣造成的背面材料的磨損屬于擦傷式塵粒磨損，塵粒在壓力面附近區域的集中更加劇了塵粒磨損的危害程度。?
凸凹不平的接觸表面，因相對運動下的銼削效應或界面間分散的固體顆粒的研磨作用所導致的磨損。它對葉輪磨損的程度影響最大。在風機中固體顆粒以一定的速度與零件表面作相對運動就會引起磨粒磨損。?
研究表明，在其它條件相同時，即使提高加工表面的加工精度等級和潔凈度，使彼此貼合更好，但其磨損并不降低，反而因界面貼近，分子吸附作用顯著，加重了界面的磨損，稱此為吸附磨損。
防磨措施
針對不同的磨損形式，可以將防磨措施分為以下幾種。
對葉片表面進行處理?
對葉片表面可以進行滲碳、等離子堆焊、噴涂硬質合金、粘貼陶瓷片處理。這些方法的共同優點是增加了葉片表面的硬度，從而在一定程度上提高了葉片的耐磨性，但各種方法均存在各自的缺點。滲碳工藝難度大，實際滲碳時，滲碳層的部位和厚度要由葉片厚度和磨損情況以及滲碳工藝決定；堆焊時葉片變形大，而且反復焊接會導致葉面產生裂縫，易產生事故；噴涂時涂層的厚度很難確定好；粘貼陶瓷片的效果比較好，但價格高。?
表面噴涂耐磨涂層?
這種方法操作簡單，成本低，但涂層磨損快，一次大約使用3～5個月。?
改進葉片結構?
共有將葉片工作面加工成鋸齒狀、變中空葉片為實心葉片、葉片加焊防磨塊等方法，這些都可以在一定程度上降低葉輪的磨損。?
前置防磨葉柵?
在最易磨損處安裝防磨葉柵后，可以阻止粒子向后盤及葉根處流動，從而將粒子的集中磨損轉化為均勻磨損，提高了葉輪的耐磨性，延長了風機的使用壽命。?
改善氣動設計?
合理選用風機進風口形狀，設計時應保證葉輪最小入口相對速度，盡量降低通風機的轉數，選擇適當的葉輪流道形狀，使葉片進口到出口的弧度的曲率半徑由小漸大，這樣能減少固體顆粒與葉片的撞擊機會。
使用高效除塵裝置?
使風機在凈化的氣流中，以降低磨損。??
雖然目前風機防磨方法很多，但大多數是局部的和被動的，一種既經濟又切實可行的防磨方法亟待提出。從氣動設計的角度出發，通過改變粒子軌跡，從根本上降低磨損是風機防磨措施的發展方向。?
由寶鋼工程技術集團承擔風機鋼結構基礎設計 的江蘇如東30兆瓦潮間帶海上試驗風電場39號風力發電機組，日前完成測試并網發電，標志著寶鋼工程在拓展國內風電市場方面取得突破。
海上風電是國家重點發展的產業之一，有著廣闊的市場前景。由于海上環境的特殊性，鋼結構風機 基礎具有無可比擬的優勢，但目前國內的研究還處于起步階段。寶鋼工程建筑事業部大膽創新和實踐，構建了項目團隊，大量搜集國內外資料，對所涉及的沖刷、共振控制、動力特性等課題進行了深入研究，開發出適用于潮間帶的淺海風力發電機組鋼結構 基礎成套技術體系，目前，該技術已達到國內領先水平，并申請4項專利和多項技術秘密。
通過該項目的成功實踐，寶鋼工程將以江蘇如東潮間帶風電場工程為契機，不斷加大海洋結構領域的拓展力度，目前已與多家風電企業達成合作意向。
目前三元葉輪技術在國內外發展較為迅速，國內外三元葉輪設計可劃分成兩大類，一類是正命題設計方法，一類是逆命題設計方法。前者是先有葉輪的幾何形狀和尺寸再進行葉輪內流場分析，根據分析結果判斷葉輪設計的好壞，再去修改所設計葉輪的形狀和尺寸直到滿意為止，不難想象這類設計方法不僅要求設計人員具有很豐富的判斷和修改設計的經驗，而且設計周期長；后者是先有所希望的流場，后有可得到這一流場的葉輪幾何形狀和尺寸，它是利用三元流動正命題公式，通過輸入葉輪內兩或三根流線上的葉片壓力面與吸力面速度差沿流線的分布，通過一系列假定，實現了用已知流場求得葉輪幾何形狀和尺寸的反命題目的，由于它未能解決葉輪內全部流場控制與葉片光滑加工之間的矛盾，只能控制葉頂和葉根兩條流線上的流動狀態，當葉片較寬或葉輪由軸向轉徑向曲率半徑（軸向尺寸）較小時，葉片高度上流場變化劇烈，則葉輪的流動效率將會下降甚至使計算設計發散。
1 “全可控渦”三元葉輪設計方法
“全可控渦”三元葉輪設計方法，解決了葉輪內全部流場控制與葉片光滑加工之間的矛盾，在設計時采用三元流動逆命題公式，輸入葉輪內全部流體質點的“渦”（速度環量 RCu ）分布，直接得到三元葉片的型面，從而達到控制葉輪內全部流體質點的速度分布。大大縮短了葉輪設計的計算時間，而且可確保寬葉片或小軸向尺寸條件下設計計算收斂。
西安交通大學王尚錦教授發明的高效節能“全可控渦”三元流離心式鼓風機設計與制造技術，這種技術制造的風機轉子其葉輪的子午面、回轉面及葉片型線設計中采用了任意曲面設計方法，改變了國外引進技術的“直線元素”三元葉輪只能自由控制葉頂和葉根兩個流體質點的運行狀態，可實現對葉輪內部全部流體質點運行狀態的控制，其效率可比一般三元流葉輪提高 2 ％以上，較二元設計的葉輪提高效率 8 ％～ 12 ％ , 整機效率可達 84 ％～ 86 ％。
“全可控渦”三元葉輪的制造加工采用整體銑制工藝，整體鍛件在數控加工中心直接將葉片銑制在輪盤上，以保證葉片形狀與氣動設計完全符合，這樣既保證了鼓風機效率，而且葉片與輪盤整體又可以保障葉輪強度。“全可控渦”兩體焊三元葉輪的輪盤和蓋盤均采用 高強 度合金鋼制成，并組焊成葉輪組件，并且焊后采用整體熱處理進行工藝調質，這樣不僅可確保葉輪的整體晶粒組織細密，而且可以消除焊后應力，從而大大提高了葉輪運行的安全可靠性。定子擴壓葉片采用數控銑制安裝角度固定可調節式的機翼型葉片，創造了在需要變動機組與焦爐及管網匹配特性時的調整手段。
2 “全可控渦”三元葉輪技術的應用與實踐
隨著我國焦化行業擴建、新建新焦爐的增多 , 對于已有相當規模的廠礦來講 , 焦爐系統增加后 , 老的煤氣回收系統中的鼓風機的回收能力就顯得不足了。以往解決這類問題的主要途徑有兩種 : 一是擴建風機機房增加新的風機 , 或更換舊有的風機 ; 另一種是采用雙機并聯的運行方式 , 以達到提高煤氣的回收能力的目的。前者耗資巨大 , 后者不但操作困難 , 運行成本高 , 而且減少了備用風機，嚴重地威脅到焦化生產的正常運行 , 因此上述兩種方法都有著各自的缺點。采用“全可控渦”三元葉輪技術對舊風機進行改造是完全可行的。
采用“全可控渦”三元葉輪技術設計制造的節能型壓縮機轉子已廣泛應用于風機制造行業，目前成功應用該技術改造鼓風機的例子有很多，并獲得了良好的經濟效益，舉例如下。
我廠現有兩臺 D900-0.976/1.333 型煤氣鼓風機 , 因生產工藝要求增大煤氣風機的容量，由當前 4.5 萬 m 3 /h 增大到 6.1 萬 m 3 /h 。 2005 年 7 月與西安交大賽爾聯系后 , 在不改變電機、增速機、風機外殼等情況下，只對風機的轉子和定子導流板進行了改造，采用了“全可控渦”三元葉輪技術設計制造了風機轉子 , 增容改造為 D1250-0.976/1.333, 總壓頭不變 , 電機以前使用的是 1000 kW 電機 , 此次改造沒有考慮 , 經試車運行達到了生產設計要求 , 煤氣流量最大 6.3 萬 m 3 /h, 總壓頭 30kPa, 電機最大電流為 97A, 且運行穩定 , 兩臺煤氣風機改造費用總計 98 萬元 , 節約整機改造費用 260 萬元 , 經濟效益相當可觀。
南昌鋼鐵公司煉鐵廠的 D900-2.8/0.97-YDTZ40/55 型鼓風機改造 [1] ，在不改變風機機殼的情況下，只對風機的轉子和定子導流板進行了改造，成功改型為 D1160-3.0/0.97 ，運行指標均優于原風機，并將高爐利用系數提高了 0.875t/m 3 • d ，創造了良好的經濟效益。
南京鋼鐵公司焦化廠的 D750-2-1 型煤氣鼓風機改造 [2] ，在不改變電機（ 630kW ）、增速機、風機外殼等情況下，只對風機的轉子和定子導流板進行了改造，成功改型為 D1000-1.25/0.95 型煤氣風機，且運行指標均達到了設計要求，運行性能穩定可靠，節約了整機改造費用 240 萬元，且每年可降低運行電費 113.5 萬元（國內二元風機一般需要 900kW ，節電 270kW ，按 0.48 元 /kW · h 計算），經濟效益非常可觀。
目前西安交大賽爾采用“全可控渦”三元葉輪技術設計制造的缸內靜葉可調型“全可控渦”三元葉輪煤氣離心式壓縮機組性能優越，較目前其它二元葉輪的效率提高了約 12 ％ , 較普通三元葉輪的效率提高了約 3 ％ , 且機組使用的電動機普遍較小，如濟南鋼鐵公司 4 臺 D900 風機使用的是 630kW 電機、重鋼焦化廠 D1470 風機使用的是 1000kW 電機、唐鋼集團 D3000 風機使用的是 1600 kW 電機等。
3 結論
�。�1）“全可控渦”三元流離心式鼓風機設計與制造技術是目前離心鼓風機中節能效果最明顯的；
�。�2）利用“全可控渦”三元葉輪技術改造鼓風機是目前國內技術條件下最可行的手段，且機組性能優良，改造費用最經濟；
�。�3）隨著我國焦化行業擴建、新建新焦爐的增多 , 在當前條件下鼓風機組的節能降耗勢在必行，全面推廣運用“全可控渦”三元葉輪技術是時代的要求，是企業節能降耗工作的有力技術支持。
高壓風機的用途：高壓風機主要用于霧化乾燥機、水處理爆氣、水產養殖通風降溫、絲網印刷機、照相制版機、注塑機自動上料烘干機、液體灌裝機、粉末灌裝機切紙機，燃燒降氧機、卷煙濾嘴成型機、電鍍槽液攪拌、電焊設備、紙張運送、清潔用途、空氣除尖、干瓶、氣體傳送、送料、收集等方面。
高壓風機的工作原理如下：1、當高壓風機葉輪轉動時，由于離心力的作用，風向標促使氣體向前向外運動，從而形成一系列螺旋狀的運動。
2、葉輪刀片之間的空氣呈螺旋狀加速旋轉并將泵體之外的氣體擠入（由吸氣口1吸入）側槽，當它進入側通道2以后，氣體被壓縮，然后又回復到葉輪刀片間再次加速旋轉。
3、當空氣沿著一條螺旋形軌道穿過葉輪和側槽時，每個葉輪片增加了壓縮和加速的程度，隨著旋轉的進行，氣體的動能增加，使得沿側通道通過的氣體壓力進一步增加。
4、當空氣到達側槽與排放法蘭的連接點（側通道在出口處變窄），氣體即被擠出葉片并通過出口處的消聲器4排出泵體高壓風機的特點：1.壓力大、大風量、噪音小、重量輕。2.機殼采用鋁合金材質，大幅降低重量，達到輕量化的目的。3.馬達為I.E.C設計（1HP以上），全閉外扇型鋁框馬達，特殊軸心設計，可適合長時間使用。4.特殊葉片設計，壓力高，風量大，噪音低，壽命長。5.應用再生理論所設計的環形鼓風機，單段風葉徑小，風量增速，產生高風風特性6.樣式種類齊全，庫存多，交貨迅速。7.特殊風量調節風門，風量控制穩定性高，操作容易（CX.TB.HTB適用）。8.免保養！無油氣！壽命長！
地下建筑包括的范圍很廣，主要有地下商場（商業街）、地下娛樂場所、地下旅館等人員密集場所，以及地下倉庫、地下設備機房、地下停車場等易燃易炸場所，和海底隧道、公（鐵）路隧道等交通設施。大型地下商場火災的危險性主要表現在發生火災時起火點隱蔽，煙霧濃，久聚不散。由于位于地下，這些建筑一旦發生火災，疏散十分困難，容易造成重大人員傷亡。據火災統計資料表明，煙氣是建筑火災中致人員死亡的罪魁禍首，被煙熏死的占比例較大，最高達80%，在被火燒死的人數中， 多數也是先中毒窒息暈倒后被火燒死的。在火災喪生的人數中，大多數是濃煙熏嗆產生窒息反應而導致死亡。顯而易見，在大型地下商場發生火災時，如何有效地進行火場排煙，是阻止火勢蔓延和搶救被困人員及滅火的重要環節。因而，大型地下商場火場排煙成了現代消防領域里亟待研究解決的新課題。
一、大型地下商場火災煙氣的特性及其危險因素
(一)煙霧密度大，中性平面低。大型地下商場火災煙霧密度大的原因主要有兩個方面：一是煙霧擴散渠道有限，生成的煙霧多數積存在有限的空間內，因此，大型地下商場火災在單位立體空間內，煙的密度大于其它建筑物火災的密度。二是由于在大型地下商場內空氣補充緩慢，物質受熱氣化后得不到充分燃燒，致使大量不完全燃燒物生成，從而又增加了煙在空氣中的含量。由于大型地下商場火災形成了大量煙霧，出現的另一個特點是，煙霧向外流動時，在其流動通道橫截面上煙霧占有面積大，造成煙霧同空氣接觸的水平面低，煙霧流動通道幾乎變成了一個大煙囪，使戰斗人員深入內部進行火情偵察和滅火戰斗十分困難。
(二)煙霧溫度高，易引發新的燃燒。火災中煙霧溫度取決于易燃燒物質燃燒所放出的熱量。目前，大部分大型地下商場可燃物質數量大，單位火災荷載大大高于地面建筑，一旦發生火災，火源點附近的溫度往往接近于1000°C左右，由此造成煙霧的溫度很高。另外存在的兩個因素是，由于生成的大量煙霧難以擴散，造成內部壓力較大，受大型地下商場特點的影響，冷空氣的補充量又受到一定制約，致使內部溫度下降緩慢，由此造成帶有一定溫度的煙霧，在擴張過程中可加熱周圍的可燃物質，使起達到燃點形成新的燃燒。
(三)陰燃面積大，隱蔽火點多。大型地下商場在火災中由于冷空氣補充緩慢，物質在燃燒過程中得不到充分的燃燒，故絕大多數物質都處于陰燃狀態，特別是大型地下商場中成垛的棉毛纖維織物最容易形成陰燃，且這些部位又最易被其產生的煙霧籠罩，短時間內很難被撲救人員發現，這對迅速消滅火災產生一定的困難。
(四)氣體與不完全燃燒產物含量大。在大型地下商場中，由于儲存大量的棉、毛、麻、化學纖維、橡膠、塑料、有色金屬、木材、油漆、高分子化合物等原料制作的商品，這些物質燃燒時在得不到充分氧氣助燃的情況下，將產生大量有毒氣體和其它不完全燃燒產物，特別是化纖地毯中的主要原料聚丙烯和泡沫，海綿中的主要原料聚氨脂，這些物質在燃燒時會產生一些劇毒氣體，極微量氣體的吸入就會造成人員傷亡，這是大型地下商場火災中人員傷亡的主要原因。
二、地下商場火場排煙的意義
（一）為救人創造有利條件。在滅火行動中，首要的任務就是搶救被困人員。而有效的火場排煙能使地下商場火災中煙霧的中性面上升，提高火場的可見度，使被困人員得以順利逃生。而且排煙也能減少高溫煙氣對人員的危害，為搶救被困人員贏得寶貴的時間。
（二）可以提高疏散物資和滅火的效率。大量煙氣的排出，可以降低燃燒空間的溫度，有利于消防人員進入商場內部對貴重物資進行疏散和進行滅火戰斗。同時，可見度的提升，可以使消防戰斗員能及時發現火點，有效地提高滅火的效率。
（三）可以減緩火勢蔓延速度。伴隨著高溫煙氣的排出，冷空氣得以補充進入地下商場內，火場溫度不斷下降，使火勢蔓延速度得到減緩，減少了火災的損失。
| 風機水泵變頻調速節能運行 |
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| 電動機系統節能工程是國家發改委制定的國家中長期節能規劃中的重點工程。 目前我國各類電動機總裝機容量約4.2 億kW，實際運行率比國外低10%~30%，用電量占全國總用電量的60%左右。如果對這些電動機進行優化改造，推廣變頻調速、自動化系統控制技術，使運行效率提高2 個百分點，年節電就可達到200 億kW?h。 為了推廣變頻技術在各行各業中的應用，普及變頻技術的理論知識，本刊特邀徐甫榮高工，專門撰寫一輯“變頻技術應用講座”，分6 期刊出。主要面向應用變頻技術的初學者，從電動機及電力拖動的基本知識入手，由淺入深地講述變頻技術的工作原理，通過工程應用實例，分析應用變頻器時會遇到的問題，提出解決方案，指導生產一線的工程技術人員將變頻技術用于自己的實際工作中。 1 風機水泵的并聯運行 泵或風機并聯運行的主要目的是增大所輸送的流量。但流量增加的幅度大小與管路性能曲線的特性及并聯臺數有關。圖1所示為兩臺及三臺性能相同的20Sh-13型離心泵并聯時，在不同陡度管路性能曲線下流量增加幅度的情況，從圖可見，當管路性能曲線方程
比較兩組數據可以看出：管路性能曲線越陡，并聯的臺數越多，流量增加的幅度就越小。因此，并聯運行方式適用于管路性能曲線不十分陡的場合，且并聯的臺數不宜過多。若實際并聯管路性能曲線很陡時，則應采取措施，如增大管徑、減少局部阻力等，使管路性能曲線變得平坦些，以獲得好的并聯效果。
1.1 并聯泵（或風機）的性能曲線（h-q）或（p-q）兩臺或兩臺以上泵（風機）向同一壓出管路壓送流體的運行方式稱為并聯運行，如圖2 所示。 泵（或風機）并聯運行的基本規律是：并聯后的總流量應等于并聯各泵流量之和；并聯后產生的揚程與各泵產生的揚程都相等。因此，泵（風機）并聯合成后的性能曲線(h-q)并或(p-q)并的作法是：把并聯各泵（或風機）的（h-q）或（p-q）曲線上同一揚程（或全壓）點上流量值相加，以圖2（a）兩臺泵并聯為例,屋頂風機，先把這兩臺泵的性能曲線（h-q）1 和（h-q）2以相同的比例尺繪在同一坐標圖上，然后把各個同一揚程值的流量分別相加，如圖2（b）所示，取揚程值為h、h＇、h〃、……，對應于（h-q）1 和（h-q）2，上分別為1、1＇、1〃……和2、2′、2″……取q1+ q2、q1＇+ q2＇、q1〃+q2〃……得3、3′、3″……連接3、3′、3″……各點即得合成后泵并聯性能曲線（h-q）并，同法可得風機并聯性能曲線。 1.2 并聯泵（或風機）中的一臺進行變速調節的并聯 運行工況點如圖3所示，Ⅰ、Ⅱ兩臺性能相同的泵并聯運行。但泵Ⅰ與泵Ⅱ有一臺為變速泵，另一臺為定速泵。當變速泵與定速泵以相同的額定轉速運行時,Ⅰ和Ⅱ的并聯性能曲線（h-q）并為Ⅲ，并聯運行工況點為M。但當變速泵的轉速降低時，并聯性能曲線變為如圖3中的虛線所示，其并聯運行工況點也相應地變為M′、M″、……從圖3可以看出，當變速泵的轉速降低時，變速泵的流量減小，但定速泵的流量卻增大。當變速泵的轉速降低到某一轉速值時，其輸出流量為零，這時并聯運行實際上相當于一臺定速泵單獨運行。若變速泵轉速進一步降低，且變速泵出口管路又未設置逆止閥時，就會出現定速泵部分流量向變速泵倒灌，這種現象在實際上是不容許產生的。從圖可見，當變速泵的轉速由額定轉速降低到該泵輸出流量為零的轉速時，定速泵的流量將由qN增大到qB，這可能會導致定速泵產生過載或泵內汽蝕。為防止定速泵的過載和汽蝕，可在定速泵出口管路設置調節閥，必要時控制其流量。
2 供水系統的水泵運行工況分析 2.1 多泵并聯運行 一般的供水系統都采用多臺泵并聯運行的方式，并且采用大小泵搭配使用，目的是為了靈活的根據流量決定開泵的臺數，降低供水的能耗。供水高峰時，幾臺大泵同時運行，以保證供水流量；當供水負荷減小時，采用大小泵搭配使用，合理控制流量，晚上或用水低谷時，開一臺小泵維持供水壓力。 多臺并聯運行的水泵，一般采用關死點揚程（或最大揚程）相同，而流量不同的水泵。這些泵并聯運行時，每臺泵的出口壓力即為母管壓力，且一定大于每一臺泵單泵運時的出口壓力（或揚程），即hN=hA2=hB2=hC2……＞hA1、hB1、hC1……并聯運行泵的總出口流量為每臺泵出口流量之和，且每臺泵的流量一定小于該泵單泵運行時的流量，即qN=qA2+qB2+qC2…… 因此當管網阻力曲線變化時，容易發生不出水和汽蝕現象。 2.2 靜揚程對調速范圍的影響 供水系統的靜揚程h0，即供水母管的最小壓力，水泵在靜揚程下消耗的功率稱為空載功率：在流量為零時，水泵所消耗的最大功率。十分明顯的是，靜揚程越高，空載功率所占的比例越大，調速范圍越小，調節轉速的節能效果就越差。 靜揚程可由水泵進水口和出水口的落差形成，也可由管網阻力曲線形成，也可由用戶要求的供水壓力來決定。如鍋爐給水泵，必須大于汽包壓力才能進水。當然也可由變/定水泵并列運行的定速水泵的出口壓力造成。 2.3.1 變頻泵與工頻泵并聯運行時總的性能曲線 這時總的特性曲線與關死點揚程（最大揚程）不同，流量也不同的水泵并聯運行時的情況非常類似，可以用相同的方法來分析，如圖4所示。
1）F1為工頻泵的性能曲線，也是變頻泵在50 Hz下滿負荷運行時的性能曲線（假定變頻泵與工頻泵性能相同），工頻泵單泵運行時的工作點A1。 2）F2為變頻泵在頻率f2時的性能曲線，變頻泵在頻率f2單獨運行時的工作點B1。 3）F3為變頻和工頻水泵并聯運行的總的性能曲線，工作點C，揚程hC，流量qC=qA2＋qB2。 2.3.2 變頻泵與工頻泵并聯運行時的特點 1）F2不僅僅是一條曲線，而是F1性能曲線下方偏左的一系列曲線族。F3也不僅僅是一條曲線，而是在F1性能曲線右方偏上的一系列曲線族。 2）F2變化時，F3也隨著變化。工作點C也跟著變化。因此變頻泵的揚程hB2，流量qB2，工頻泵揚程hA2 流量qA2，以及總的揚程hC= hB2= hA2，和總流量qC=qA2＋qB2都會隨著頻率f2的變化而變化。 3）隨著變頻泵頻率f2 的降低，變頻泵的揚程逐漸降低。變頻泵流量qB2快速減少；工作點C的揚程也隨著降低，使總的流量qC減少；因此工頻泵的揚程也降低，使工頻泵流量qA2 反而略有增加，此時要警惕工頻泵過載。 2.3.3 并聯運行特性之一（f2 =f1 = 50 Hz） 變頻泵與工頻泵并聯運行頻率f2= f1=50 Hz的性能曲線，如圖5所示。
1）F1為工頻泵的性能曲線，也是變頻泵在滿負荷運行時的性能曲線（假定變頻泵與工頻泵性能相同），工頻泵和變頻泵單泵運行時的工作點A1。 2）F3為變頻泵和工頻泵并聯運行的總的性能曲線，工作點C，揚程hC= hB2= hA2 等于每臺泵的揚程，每臺泵的流量qA2=qB2，總流量qC=qA2＋qB2=2qA2。即當f2 = f1 = 50 Hz時，變頻泵與工頻泵并聯運行時的特性，與兩臺性能相同的泵并聯運行時完全一樣。 2.3.4 并聯運行特例之二（f2 = fmin） 變頻泵與工頻泵并聯運行頻率f2 = fmin的性能曲線，如圖6 所示。
1）F1為工頻泵的性能曲線，工頻泵單泵運行時的工作點A1。 2）F2為f2= fmin，即變頻泵最低頻率下單泵運行時的性能曲線。 3）F3 為變頻和工頻泵并聯運行的總的性能曲線，工作點C 不與F3 相交，只與F1 相交，揚程hC=hA1= hA2= hB2 等于每臺泵的揚程，工頻泵的流量qA2=qA1，總流量qC=qA2=qA1，qB2=0。 即當f2=fmin時，變頻泵的揚程不能超過工頻泵的揚程，因此變頻泵的流量為零。變頻泵與工頻泵并聯運行時總的性能曲線，與單臺工頻泵運行時的性能曲線相同，變頻泵沒有流量輸出，但仍然消耗一定的功率。 4）在此運行狀況中，變頻泵的效率降到最低，因此變頻泵最好不要工作在這種工況中。 5）在這種特例中，變頻泵極易產生汽蝕現象，易造成泵的損壞，解決的辦法是將再循環打開，使泵保持一定的最小流量，但這樣做使泵的能耗增加。 2.3.5 運行特例之三（忽略管網阻力） 水泵變頻運行不論是單泵運行還是并聯運行都有一個極端理想的特例，就是只有凈揚程，沒有管網阻力，或者管網阻力與凈揚程相比可以忽略，則管網阻力曲線可以看成是一條與凈揚程平行的一條直線。 水泵將水通過粗管道垂直向上打入一個開口的蓄水池就是屬于這種情況。電廠鍋爐給水泵系統中，由于給水壓力極高，管網阻力相對較小，因此采用變頻運行時也可以看成屬于這種情況，其運行曲線如圖7所示。
1）F1為變頻器最高運行頻率性能曲線。工作點A，F2和F3為變頻運行性能曲線，h0為實際揚程。 2）圖7 中不論怎樣調節頻率，揚程都恒定不變，只是流量變化，水泵的輸出功率只隨流量的變化而變化。從圖7中可以看出，隨著頻率的減少，微小的頻率變化Δf會引起很能大的流量變化Δq。性能曲線越平坦，Δf引起的Δq 就越大，因此頻率越低，流量越小時這種變化就越大。所以說頻率與流量之間的關系為qA/（f1－fmin）是一種非線性的，但很難說是幾次方的關系。由于功率與流量成正比，功率與頻率的關系為h0 qA/（f1－fmin），也很難說與頻率是幾次方的關系。 3）在這種情況下進行變頻運行時，流量不宜太小，以防止微小的頻率或轉速的變化引起流量較大的變化，造成水泵流量不穩定。 4）fmin越高，f1－fmin就越小，流量和功率隨著頻率的變化就越大。 2.4 高性能離心泵群的變頻控制方案 2.4.1 恒壓供水的控制特點 供水控制，歸根結底，是為了滿足用戶對流量的需求。所以，流量是供水系統的基本控制對象，但流量的檢測比較困難，費用也較高�？紤]到在動態供水情況下，供水管道中水的壓力p 的大小與供水能力和用水需求之間的平衡情況有關：當供水能力大于用水量時，管道壓力上升；當供水能力小于用水量時，則管道壓力下降；當供水能力等于用水量時，則管道壓力保持不變。可見，供水能力與用水需求之間的矛盾具體地反映在供水壓力的變化上。從而壓力就成了用來作為控制流量大小的參變量，也就是說，保持供水系統中某處壓力的恒定，也就保證了使供水能力和用水需求處于平衡狀態，恰到好處地滿足了用戶的用水要求，此為恒壓供水所要達到的目的。 2.4.2 高性能離心泵的變頻控制方案 高性能離心式水泵由于采用了三元流動，進口導葉等先進技術，離心式水泵的特性曲線已經做得非常平坦，高效率的工作區域很寬，這也正是水泵生產廠家努力追求的目標。但是這樣的水泵在定壓供水工況下，其調速的范圍很小。供水系統的靜揚程越大，也就是空載功率所占的比例越大，水泵特性越平坦，調速范圍就越小，通過調節轉速獲得的節能效果也就越差。 對于定壓供水系統的高效離心水泵群如果采用“一變多定”配置的控制方案，則會引起一些問題。圖6是定壓供水系統中變頻水泵的調速特性曲線圖，從圖中容量看出，在定壓供水系統中，變頻水泵新的工況點也就是變頻泵特性曲線和等壓線的交點。因水泵的特性曲線非常平坦，變頻器的調速范圍非常小。 因為供水壓力小的波動（這在供水系統中是很常見的）。新的工況點會發生劇烈變動，工況點極不穩定。 雖然在控制程序中可以采用軟件濾波的方法改善不穩定的情況，但變、定水泵配置方案運行匹配較為困難，而且節能效果有限卻是肯定的，這也是和采用變頻節能控制的初衷相違背的。因此對于實際工程中的高性能離心泵機群，所有泵都采用變頻調速控制才是合理的。 2.4.3 變、定水泵并列運行 在實際工程中，考慮到投資的可能性和運行工況的必要性，也常設計變、定水泵的并列運行方式，但應考慮以下方面的因素。 首先，在滿足最大設計水量的基礎上，盡量使調速高效特性曲線接近系統的特性曲線，也就是說，盡量將各種調速泵組合的高效區能套入出現概率最高的工作段或點上。調速水泵的臺數，應是全年內運行工況中開泵運行時間最長的臺數，而備用泵則采用工頻定速泵。當一臺調速泵出現故障時，可以允許一臺工頻定速泵運行，其綜合效率會稍有降低，而揚程則會有所增加。 在變、定速泵并列運行時，供水工作壓力應保證定速泵工作在高效區，以提高定速泵的效率。并列泵組中，變頻調速泵的臺數越多，節能效果越好。在多泵并列供水系統中，只上一臺變頻調速泵的效果不大，且很難匹配。必須只上一臺時，也要選揚程最高，流量最大的那一臺，其效果會較好些。 在多臺調速泵并列運行時，所有的調速泵應在同一轉速下運行；對于關死點揚程不同的泵，則應保證各泵的出口揚程（壓力）基本一致，這時的轉速就不一樣了，要進行折算，就不容易匹配了。 3 結語 1）在定壓供水系統中，變頻調速泵的功耗，只和其流量的一次方成正比，不存在和轉速的三次方成正比的關系。 2）對于高性能的離心水泵機群，不宜采用“一變多定”設計方案。運行水泵應全部為調速泵，且要保持出口壓力相同；“一變多定”的調速泵，應是泵群中揚程和流量最大的那一臺。 3）宣傳應實事求是，不能隨意夸大節能效果，以免誤導和欺騙用戶。
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