风机系统节能技术培训教材

无用能源的人力代价
• 造成工人疲乏或不舒适
• 损害工人听力
•
打乱了配有警报器的机修工的家庭生活
• 造成倒班混乱
• , 迟交货，客户不满意
•
报废产品清理和处理
风机系统成本
• 劳动力 • 维修 • 投资 • 能源 • 故障损失
低 低 中 高 非常高
风机系统节能投资回收期短的机会
寻找 固定挡板
节流控制 叶轮风机 风管连接不当
压力
风机效率
风机曲线
等效率线
75% 70% 65% 60%
流量
工作点
压力
风机曲线
() 风机曲线（慢速） 1´
系统曲线 1
流量
推荐选择工作范围
不推荐
推荐选择工作范围
压力
流量
不推荐
空气密度的影响
风机曲线1.22 3
系统曲线1.22 3
风机曲线0.61 3
系统曲线 0.61 3
压力
流量
密度变化的影响
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Losses at Mitered Elbows 斜接弯管处发生的损耗
• Square elbows should be avoided, especially in high velocity systems, due to the large losses
• 直角弯管会产生较 大的损耗，特别在 高流速系统, 更应避 免使用直角弯管,
风机系统节能技术
风机系统应用
• 运输
•
进料
•
成型
• 通风
•
打磨
• 加热 • 冷却 • 清洁 • 干燥 • 混合
能效
Output 100 %
Input
效率
输出 输入 100%
风机系统效率
5%
100% 95%
电机损失5%
5%
驱动损失5%
90%
35%
风机损失35%
工厂总功率 100%
剩余95% 剩余90
• 需要安装减压阀 • 不是离心负荷
, 风机的流量、压力、功率和效率
风机功率定律
H QP Kp
QP Kp
H
压力
风机性能曲线
PQ
流量
风机性能曲线
风机性能曲线
PQ
压力
流量
功率
风机功率曲线
流量
风机性能曲线
t s H
速度改变的相似定律
高速时风机曲线
压力
流量
低速时风机曲线
简化的相似定律
避免使用
出口挡板
进口挡板 谨慎应用 可调进气叶片
风机附件
调速驱动
风机曲线
系统曲线
()
风机曲线（ 较低速）
1 1´
压力
流量
() 可调进气叶片
100% 风机曲线 全开
系统曲线
压力
流量
1
1´
50% 风机曲线 开50% 25% 风机曲线 开25%
% %峰值功率
可调进气叶片
1 1’
开25%
% 开度时的风量
• 前曲叶片
• 55-70%
• 后倾叶片
• 55-70
• 后曲叶片
•
60-75%
• 翼型叶片
双宽度离心风机
• • () • • 可以处理更大流量的空气 • 叶轮的各个作用力得到平
衡 (无推力) • 使管道连接的进口更先进
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径向叶片状叶轮
• • • • • 50-60% • 结构简单 • 成本最低廉 • 可以处理空气流中的物质 • 能够产生非常高的压力 • 效率最低，只有50-60%
密度改变的简 化风机定律
Qc Q
Pc
P
c
Hc
H
c
伯努利定理
Pt1 Pt 2 Pt Ps Pv Ps1 Pv1 Ps2 Pv2 Pl12
1上游截面1 低速 高压
文丘里流量计
2 喷管截面2 较高速 较低压
3下游截面3 低速 高压
Ps1 Pv1 Ps2 Pv2 Ps3 Pv3
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6
出口弯管—离心风机
! 系统装置中不允许在出风 口处安装象鼻喇叭形弯管
Position D
Position C
Position B
Inlet
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Position A
从开始就采用合适的风机配置 许多风机配置方式当中的一些配置情况
风机附件
防止采用 出口调节风门 进口调节风门 小心使用 可调进气叶片（） 进口气室 如果可能，尽量使用 扩散器(扩压器）
Diagram Courtesy AMCA 该图形为 AMCA版权所有
•
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.11.2520.11.25Wednesday, November 25, 2020
•
天生我材必有用，千金散尽还复来。 13:05: 1813: 05:1813:0511/25/2020 1:05:18 PM
•
时间是人类发展的空间。2020年11月25日 星期三 1时5分 18秒13:05:1825 November 2020
•
科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。下午 1时5分 18秒下 午1时 5分13: 05:1820.11. 25
•
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11.2520.11.2513:0513:05:1813:05:18Nov- 20
风机曲线
调节风门部分关闭的 系统曲线
压力
流量
有摩擦的系统曲线
系统曲线 挡板部分关闭
压力
风机曲线
流量
系统曲线 挡板打开
恒压系统曲线
压力
风机曲线
流量
系统曲线
控制风机系统
. 风机基本上是定容机器
:对可变流量，需要使用： 调速驱动 ( )可变节距（轴流式风机） ()可调进气叶片（) ()进口百叶窗式挡板（） ()出口百叶窗式挡板（）
翼形叶轮
• • 9-16 • • • • 所有离心风机机型中效率最高的 • 9-16 个叶片 • 在高流量是自限制功率 • 双厚度的叶片，建造成本较高。 • 需要清洁的空气
径向叶片鼓风机
• 5000
• •a • 通常情况下能够产生5000以上
的压力 • 通常采用单进气口 • 与径向叶片风机基本相同， • 但速度更高。
风机速度变化时简化相似 定律（示例）
Qc
Q
Nc N
Pc
P
Nc N
2
Hc H
Nc 3 N
速度变化示例
1200 :
23.595 m3wk.baidu.com
3000
128,700 W
在1200 下的初始运行状况：
流量：23.595 m3
压力：3000
功率： 128,700 W
Qc
Q
Nc N
Pc
P
防止系统效应损耗
? 什么是系统效应?
“” “空气流动不合理导致系统性能低效”
’s ! 风机制造商提出系统效应的目的，是为了使您了解系统 低效并不是风机本身造成的，而是系统效应造成的 !
（译注：—美国通风与空调协会）
系统效应的类型
•
•
•
•
•
• • 风机进口 • 风机出口 • 管道系统 • 消声器处 • 过滤器及盘管处 • 系统空气的进口处
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进口系统效应
风机进口的流速分布也是非常重要的
Length of Duct
R
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进气口接入直角 （90度）管道
非常差
3 带有3段弯管风机进口
差
工厂设计的进口气室
不算太差
进口涡流
正向涡流
反向涡流
差
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更差
降低涡流
, ... ! a! 位于弯管处的导向叶片可以 帮助降低涡流, 但是 . . . 必须小心使用导向叶片! 导向叶片还会造成不良的流 速分布!
风机类型及应用
叶轮风机
, 通常用于低压,小风量应用场合
–
–
–
– – 冷却塔 – 墙壁排风 – 屋顶排风 – 房间窗户排风
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效率不是非常高 存在噪音 不能产生太高的压力
叶片轴流风机
用于中压，大空气流量的场 合
–
–
– – 隧道通风 – 大型建筑通风 – 工艺需要的空气
–
– – 效率可以非常高 – 可变节距调整
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.11.2513:05:1813:05Nov-2025-Nov -20
•
得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。13:05:1813:05:1813:05Wednesday, November 25, 2020
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.11.2520.11.2513:05:1813:05:18Nov ember 25, 2020
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叶片轴流风机 尽可能安装扩压器
离心风机
• - 5000 • • •
• 能够产生相对高的压力 - 5000 及更高
• 单进气口或双进气口 • 可以配置各种轴承和电动机 • 具有各种压力等级
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离心风机效率
•
50-60%
• 径向叶片
•
50-65%
• 径向叶尖
• 45-65%
系统空气进口
最差 较好
最好
系统效应的损害性后果
• •/ • •, • ’s • 系统能耗提高 • 系统没有足够的流量/ 压力 • 在介质流通中出现能量波动 • 换热器，管道消声器和过滤器的性能可能非常差 • 系统效应的最坏后果是浪费每个人的时间
风机出口区域流速分布图
Blast Area Cut off送风区截面
管道系统损失
•
正确选择风管的尺寸大小，使风速不高于工艺过程所需的风速
•
在可能的情况下，使用逐渐过渡的弯头
•
7° a (15° )避免在一侧大于7度的管径迅速的扩大（两面一共15
度）
• 30° 结构
高速风管系统中汇集及分散空气流时使用成30度角的Y型管道
• “” • 避免使用“大头三通”
有摩擦的系统曲线
58%
剩余58%
50%
系统挡板损失50%
29%
剩余29%
电机
皮带传动
风机
工艺
输入能源
典型的工厂系统
工艺需求
浪费的能源
a 实现匹配
输入能源
工艺需要
能量守恒定律
能量既不能创造也不能消灭
无用能量
& 热和蒸汽 &
震动和噪音
无用能量的经济代价
• 设备故障 • 工人没活干 • 废品增加 • 生产力下降 • 维修工作量及维修费增大 • 急件运输费增加 • 报废产品清理和处理费用 • 能源成本提高
Nc N
2
Hc H
Nc
3
N
() 840 : 将同一风机的转速降低（减慢）至840 ：
Nc 840 0.7 N 1200 Qc 23.595 0.7 16.517
Pc 3000 0.72
Pc 3000 0.49 1,470
Hc 128,700 0.73
Hc 128,700 0.343 44,144
•
加强自身建设，增强个人的休养。2020年11月25日下午 1时5分 20.11. 2520. 11.25
•
扩展市场，开发未来，实现现在。2020年11月25日星期 三下午 1时5分 18秒13:05:1820.11.25
•
做专业的企业，做专业的事情，让自 己专业 起来。 2020年 11月 下午1时 5分20.11.2513:05November 25, 2020
Outlet
Discharge
Area出口面积 Duct出口管道
Centrifugal Fan 离心风机
25% 50% 75%
100% Effective Duct Length有效风管长度
观察风机的出口面积远 远大于送风面积
aa 除了按装扩压器和直管 段外，不允许在风机出 风口处放置任何东西
Axial Fan轴六风机
•
人生不是自发的自我发展，而是一长 串机缘 。事件 和决定 ，这些 机缘、 事件和 决定在 它们实 现的当 时是取 决于我 们的意 志的。 2020年 11月25日星 期三1时5分18秒Wednesday, November 25, 2020
•
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20.11.252020年11月 25日星 期三1时5分18秒20.11.25
出口百叶窗挡板 进口百叶窗挡板
100% 风机曲线100%开放
2´
系统曲线
压力
风门损失
流量
1
2
50% 风机曲线 50% 开度
25% 风机曲线 25%开度
功率
风机功率曲线
流量
可变节距叶轴
•
• 是调节流量非常有效的途径
•
a 大部分先进的风机装置在工
作中能够改变其节距，使其在较大流量范
围内均能保持其工作效率。
前曲叶轮
• 24 64 • • • • 通常情况下为24 到 64 个
浅杯形叶片。 • 对污垢非常敏感 • 不十分昂贵 • 通常用于民用通风系统
后曲叶轮
• • 9-16 • • • 效率高，接近翼形风机 • 9-16个单厚度叶片 • 可以耐受一定程度的污垢 • 具有后倾叶轮的特点
后倾叶轮
•
性能与后曲叶轮相似
多级离心风机
• • 50,000 ( ) • • • 用于槽罐的通风（加气）以及其它需要
高压力的使用场合。 • 能够轻易产生50,000 (以及更高的)
压力。 • 技术先进，运行速度更高的机械。 • 防止出现喘振
加气池 (3.5m )（3.5米深）
正排量鼓风机
• • •a
• 能够产生非常高的 压力
谢谢大家！