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车间通风设备_变频器在冷却塔多风机群控系统中的应用机械百科干
| 变频器在冷却塔多风机群控系统中的应用 |
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| 【英文篇名】 Application of convertors to multi-fan group control systems of cooling towers 【作者】 李方园; 【英文作者】 Li Fangyuan Zhejiang Business Technology Institute; Ningbo; Zhejiang Province; China; 【作者单位】 浙江工商职业技术学院; 【文献出处】 暖通空调 , Heating Ventilating & Air Conditioning, 编辑部邮箱 2008年 08期 期刊荣誉：中文核心期刊要目总览 ASPT来源刊 中国期刊方阵 CJFD收录刊 【中文关键词】 变频器; 冷却塔; 多风机; 群控系统; 【英文关键词】 convertor; cooling tower; multi-fan; group control system; 【摘要】 介绍了冷却塔多风机群控系统的基本方式和内置PID/PLC控制器的变频器在该系统中的调试和应用。 【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 【分类号】 TU831.4 【正文快照】 0引言随着工业技术的飞速发展，许多工业企业相继扩大再生产，而国内能源基础建设却相对发展滞后，造成当前电力供应十分紧张;企业作为用电大户，电力供应将直接影响到企业经济的发展，因此如何从各方面降低能耗已成为企业追求更大经济效益的一项重要工作。在橡胶、食品、医药 |
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收录时间:2011年01月07日 15:12:20 来源:ccen 作者: |
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干工况风机盘管加负压通风系统的空调过程设计华南建设学院西院万建武华南理工大学建筑设计研究院钟朝安一引言风机盘管加独立新风空调系统采用干工况运行时，可避免湿工况存在的盘管表面积存湿垢产生霉菌的问题，从而改善空调房间的空气品质。
此外，干工况风机盘管空调系统由于不需要设置凝结水系统，可减少工程的设备投资和安装造价，并可防止凝结水滴漏对建筑及装饰物品造成的破坏。
但是，采用干工况时，新风要负担室内的湿负荷，因此，新风处理后的露点温度较低，对设各冷却去湿能力的要求较高，致使国内工程中很少采用。
近年来，随着人们对室内空气品质的重视程度日益增加，干工况系统所具有的卫生条件好的优点逐渐引起工程设计人员的关注。
本文就干工况下风机盘管空调系统的设计方法以及如何合理地确定空调系统的设计冷负荷等问题作些分析讨论。
二夏季工况空调过程设计干工况时，新风处理后的焙值低于室内烩值红如风机盘管不负担室内湿负荷，只承担由室内照明太阳辐射热人体散热等引起的显热负荷。
室内湿负荷由新风机组承担，新风处理到机器露点L后，送入室内与由风机盘管处理的室内循环风混合达到室内送风状态点，其空调过程如图示，空气处理流程为人十一。
园二王乏二三二色卜，一。
人，四飞六犷亡于今蕊乍笠逞丝至乌冈，才一空调过程设计确定室内送风状态点和送风量过室内状态点作热湿比线与相对湿度p二的等相对湿度线相交可确定出室内送风状态点送风状态点口确定之后，即可计算出空调房间的送风量为一三旦一刀一式中一空调房间的室内计算冷负荷，一空调房间的送风量，一室内送风状态点的焙，确定风机盘管处理的风量风机盘管处理的风量由下式确定二一空调房间风机盘管的设计风量，邢，，一空调房间的新风量，确定新风处理后的机器露点L甲，，一峨又可求出机器露点的含湿量为叭一硫一口姚线与相对湿度势一的等相对湿度线的交点即为机器露点L.
4）确定风机盘管出口的空气状态点干工况下，风机盘管出口的空气状态点是位于过室内状态点的等含湿量线上，此外，由空气的混合定理可知，还应当位于线的延长线上。
因此，延长L口直线与等含湿量线相交，即可得到状态点的温度应当高于室内空气状态的露点温度。
否则的话，需要调整点，重新计算。
空调房间的设计冷负荷对于空调房间，新风负担的冷量为二一夏季空调室外设计状态点的恰，一机器露点的焙，盘管负担的冷量为一扮）式中一风机盘管出口状态点的焙，的大小决定了空调房间需要配置的风机盘管的容量。
夏季工况冬季工况图风机盘管系统在干工况下的空调过程空调系统的设计冷负荷空调系统的设计冷负荷是确定制冷设备容量的依据，计算的合理与否，对于空调系统的设备投资和运行能耗都有很大影响。
对于通常是由多个房间组成的空调统来说，由于各空调房间所处的朝向位置等条件的不同，它们最大室内冷负荷出现的时间是不相同的，即空调系统在某一时刻所需要的冷量是小于各空调房间的计算冷负荷之和的。
对于风机盘管空调系统来说，由于在室内冷负荷变化时，可通过末端装置调节，重新分配系统各房间的冷量，因此，空调建筑的计算冷负荷应当以所有房间逐时冷负荷的综合最大值为依据计算，以避免空调系统制冷设备容量配置偏大的不合理现象，节省空调系统的设备投资和运行能耗。
空调系统的设计冷负荷可按下面的方法确定。
新风机组的设计冷负荷往采用独立新风的风机盘管空调系统中，由于新风单独供给，只要开机，所有房间都要送入新风。
因此，新风机组的设计冷负荷就是所有房间新风处理需冷量之和，即必，二艺一式中艺一空调系统所有房间的新风量之和，风机盘管的设计冷负荷对于空调系统用于风机盘管的冷量,湿帘冷风机，考虑到空调建筑计算冷负荷与空调房间计算冷负荷之间的不同，在空调系统设计冷负荷的计算中，计算风量不能按照系统中所有空调房间送风量之和考虑，即艺仅而注意到由于房间风机盘管的冷量可调，当室内负荷发生变化时，系统具有重新分配各房间冷量的能力。
因此，用于确定空调系统设计冷负荷的计算风量应当根据空调建筑的计算冷负荷确定，即行一式中一根据空调系统的建筑计算冷负荷确定的风量，一空调建筑计算冷负荷，是空调系统所有房间逐时室内负荷的综合最大值，讯一送风状态点的焙，因此，空调系统用于风机盘管的设计冷负荷可用下式计算鸟，一艺二，，一，万，将代入上式可得必，一艺附，一空调系统设计冷负荷整个风机盘管加独立新风空调系统的设计冷负荷由新风机组设计冷负荷和风机盘管设计冷负荷两部分构成，即二吼，平必，式中一空调系统设计冷负荷，岛，二一新风机组的设计冷负荷，必，一风机盘管的设计冷负荷，的大小反映了空调系统需要配置的制冷设备的容量。
三冬季工况空调过程设计冬季工况下，空调过程在i一图上的表示如图所示，其空气处理流程为二甄司。
全迎塑争石闷之凶盆一心鳗。，一泛一其空调过程的设计可按下面步骤进行确定室内送风状态点口在冬季工况，由于空调房间所需的新风量和风机盘管机组的风量与夏季相同，空调房间冬季送风状态点的焙和含湿量为卜牙一二一干空气干空气心，式中一空调房间冬季的余热量，牙一空调房间冬季的余湿量，一室内送风状态点的焙，干空气，心，一室内送风状态点的含湿量，干空气。
由即可在i一图上定出冬季的室内送风状态点点与室内设计状态点的连线也就是空调房间冬季的热湿比线。
确定风机盘管出口空气的状态点在冬季，为了减少负压通风系统在风机盘管停开时的能耗如旅馆类建筑客房内无人和考虑到冬季的送风温度不宜高于风机盘管出口状态点的温度可按下式确定万，万一式中一室内设计状态点的温度，与，一风机盘管出口空气状态点的温度，确定蒸汽加湿后的状态点根据万万，三一二丫二毋一口由心即可在一图上确定蒸汽加湿后的状态点亦应当在吟的延长线上,大型屋顶风机。
定新风加热后的状态点斌冬季采用低压蒸汽加湿时，空气在一图上的状态变化是一等温过程。
因此，新风加热后的状态点峨的温度应当等于状态点的温度，即甲生二三互旦竺互式中几一蒸汽加湿后的状态点的温度，锡一新风加热后的状态点叱的温度，注意到二则由二即可确定出新风加热后的状态点斌。
机盘管机组的加热量一式中一空气的定压比热，6）新风机组的加热量二蜘艺二，一二新风机组的加湿量牙一艺甲，，一心式中甲一冬季空调室外设计状态点的含湿量，干空气。
四新风机组的选择采用干工况时，新风处理的烩差较大，在夏季空调室外设计湿球温度较高的地区，新风处理的焙降通常会大于需采用排左右的冷却盘管较小的迎风面风速和较低的冷水初温。
例如广州新体育馆的空调采用了干工况，设计新风的处理焙降在左右，新风机组冷水的初温需要采用排冷却盘管和左右的迎风面风速才能满足设计要求。
由于盘管排数的增加和迎风面风速的减小，使得表冷器的换热效率降低，新风机组的体积增大，金属耗费增加。
此外，在采用冷水机组作冷源时，如为了给新风机组提供温度较低的冷水而降低制冷系统的蒸发温度，会造成冷水机组的制冷效率下降，运行能耗增加。
因此，采用干工况运行时，考虑到所处理的新风量只是用于满足人体卫生要求，相对来说风量比较小，宜采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风。
五小结本文就干工况下风机盘管加独立负压通风系统空调过程的计算方法及设计中需注意的问题进行了分析讨论，研究结果表明干工况系统可避免湿工况存在的盘管表面积存湿垢产生霉菌的问题，改善空调房间的空气品质，在室内卫生条件要求较高的场合应优先采用。
工况系统可省去凝结水管路，减少工程的设备投资和安装造价，防止发生凝结水滴漏对建筑及装饰物品造成破坏的问题。
3）采用冷水机组作冷源时，为了防止新风处理要求的冷水温度过低所造成的冷水机组制冷效率下降运行能耗增加的问题，宜采用直接蒸发表冷器空调机组处理新风。
风机盘管空调系统由于具有室内冷负荷变化时，通过末端装置调节重新分配各空调房间盘管冷量的能力，在系统设计冷负荷的计算中，对制冷设备容量选择具有很大影响的室内冷负荷应当以空调建筑中所有房间逐时冷负荷的综合最大值为依据。
系统分析与对策：水平供风距离远，压风管路较长，系统损失大，效率低。管路损失为23.4，即每年约766万m的风量消耗在管路上，而且终端压力小，影响了掘进效率。压风机已达到报废年限，效率低、安全性差，井筒内管路漏风多且难以处理，经分析，从服务生产、降低能耗、节约维修费用出发，必须建立-350水平压风机站，彻底甩掉北立井漏风的管路及地面压风机房，实现压风系统的经济运行，降低损耗。经济效益分析爆型螺杆空气压缩机，取得了较好的技术经济效益。该风机具有体积小、安装移动方便、油冷却，不需建水冷系统，不需建风包硐室等优点。保证了供风质量提高了掘进效率井下安装压风机站后，仅用7分钟即可达到工作风压，提高了掘进速度，可有效缓解生产接续紧张的局面。节能效果系统总损失由原来的23.4降低到4.4，节约岗位人员工资费用该机技术先进，为免维护产品，可以实现无人值守。甩掉地面压风机站，可减少司机及维修人员12名，按每人每年工资0.8万元计算，每年可节约工资支出9 .6万元。由于采用锚网支护，构件简单，重量轻，体积小，减少了运输工作量，减轻了工人的劳动强度。切眼从掘出后到设备安装结束，围岩的位移量在安全范围之内，围岩保持了较好地完整性。锚网支护可使巷道断面利用率提高15 ，通风阻力下降10，为运输通风行人提供了方便。锚网支护对大型综放设备的调整就变得很容易，而且保证了顶板的安全可靠。切眼锚网支护在回采过程中简化了端头支护，消除了空顶作业，改善了端头区的维护状况，保证了安全生产，有利于工作面的快速推进，为高产高效创造了良好的条件。
国内首家“电网友好型”风电场日前在大唐新能源赤峰公司东山风电场建成，真正实现了风电场风力发电在控可控，使风电更加便捷地纳入电网统筹管理、科学调度。这是大唐新能源公司、东北电网公司、中国电科院以及生产厂商等多家单位共同研究开发取得的成果。
据大唐（赤峰）新能源有限公司总经理桑海洋介绍，由于风电本身固有的间歇性和波动性的特点，风电接纳和系统稳定问题成为风电行业能否可持续发展的重要课题。特别是随着风电规模的日益扩大及占电网装机比重的增加，风电接纳和对系统稳定运行的影响将越来越突出。
大唐新能源赤峰公司东山风电场提出优化风机性能，先后完成了风功率预测系统、风电场实时信息上传等工作，满足了国家电网制定的《风电场接入电网技术规定》中的各项指标，并通过了专家组的验收，成为国内首家完全符合并网技术要求的“电网友好型”风电场。
据了解，目前我国风电装机容量已接近4000万千瓦，“电网友好型”风电场的建设能最大限度地提高系统安全运行的稳定性和电网对风电的接纳能力，实现风电的可控、在控。随着能源安全及环境保护问题的日益严峻，也将成为提高电网对风电的接纳能力和提升电网安全稳定运行水平的重要典范。
离心风机是电厂的主要辅助设备之一，其耗电量约占电厂发电量的1.5%～3.0%，由于锅炉排放的烟气或制粉系统气流中含有一定数量的尘粒，因而普遍存在引风机、排粉机磨损问题。其他还有很多场合，使风机运行在含有固体颗粒的环境中。固体颗粒随着气流进入叶轮，会引起磨损、沉积等问题，进而影响机械性能，缩短寿命，甚至引发重大事故。因此，这类叶轮机械的磨损核沉积是工程界亟待解决的问题。
据有关部门统计，1990～1992年，我国100MW及以上机组中，因电站风机故障造成的非计划停运和非计划降低出力造成的电量损失，在机组各类部件中，按等效非计划停运小时占机组总等效非计划停运小时的百分比大小排列的顺序、大小及平均年损失电量分别是：1990年：(1)200MW机组(统计台数101台)锅炉送风机和引风机分别排列第6位和第7位，分别占总等效停运小时的5.09%和4.94%；平均每台损失电量8032.89MW·h和7794.61MW·h；(2)300MW机组(统计台数25台)的锅炉引风机排列第5位，占总等效停运小时的4.17%，平均每台年损失电量8948.6MW·h；(3)600MW机组(统计台数2台)锅炉引风机排列第10位，占总等效停运小时的3.17%，平均每台损失电量为35052MW·h。1991年和1992年统计的数据与此类似。由这些统计数据可见，我国大容量电站风机故障所造成的电量损失是很大的。通过对这些风机故障的分析研究表明，其中50%以上都是由于风机的磨损而造成的。
?磨损机理
?磨损现象包含着许多复杂因素，它往往是多重机理综合作用的结果。尘粒进入叶轮后与壁面相互作用，在离心流道的进口区域和整个轴向流道内，尘粒基本上是在气流的夹带及自身惯性的综合作用下，以非零攻角在碰撞壁面，然后又反弹进入流道内，这样引起的壁面材料磨损是典型的冲蚀磨损。而在离心流道的出口区域内，尘粒在流道内运动了较长的一段距离，大部分和壁面发生过多次碰撞，基本上沿着压力表面滑动或滚动，并对着壁面有一定的压力作用，这样造成的背面材料的磨损属于擦伤式尘粒磨损，尘粒在压力面附近区域的集中更加剧了尘粒磨损的危害程度。?
凸凹不平的接触表面，因相对运动下的锉削效应或界面间分散的固体颗粒的研磨作用所导致的磨损。它对叶轮磨损的程度影响最大。在风机中固体颗粒以一定的速度与零件表面作相对运动就会引起磨粒磨损。?
研究表明，在其它条件相同时，即使提高加工表面的加工精度等级和洁净度，使彼此贴合更好，但其磨损并不降低，反而因界面贴近，分子吸附作用显著，加重了界面的磨损，称此为吸附磨损。
防磨措施
针对不同的磨损形式，可以将防磨措施分为以下几种。
对叶片表面进行处理?
对叶片表面可以进行渗碳、等离子堆焊、喷涂硬质合金、粘贴陶瓷片处理。这些方法的共同优点是增加了叶片表面的硬度，从而在一定程度上提高了叶片的耐磨性，但各种方法均存在各自的缺点。渗碳工艺难度大，实际渗碳时，渗碳层的部位和厚度要由叶片厚度和磨损情况以及渗碳工艺决定；堆焊时叶片变形大，而且反复焊接会导致叶面产生裂缝，易产生事故；喷涂时涂层的厚度很难确定好；粘贴陶瓷片的效果比较好，但价格高。?
表面喷涂耐磨涂层?
这种方法操作简单，成本低，但涂层磨损快，一次大约使用3～5个月。?
改进叶片结构?
共有将叶片工作面加工成锯齿状、变中空叶片为实心叶片、叶片加焊防磨块等方法，这些都可以在一定程度上降低叶轮的磨损。?
前置防磨叶栅?
在最易磨损处安装防磨叶栅后，可以阻止粒子向后盘及叶根处流动，从而将粒子的集中磨损转化为均匀磨损，提高了叶轮的耐磨性，延长了风机的使用寿命。?
改善气动设计?
合理选用风机进风口形状，设计时应保证叶轮最小入口相对速度，尽量降低通风机的转数，选择适当的叶轮流道形状，使叶片进口到出口的弧度的曲率半径由小渐大，这样能减少固体颗粒与叶片的撞击机会。
使用高效除尘装置?
使风机在净化的气流中，以降低磨损。??
虽然目前风机防磨方法很多，但大多数是局部的和被动的，一种既经济又切实可行的防磨方法亟待提出。从气动设计的角度出发，通过改变粒子轨迹，从根本上降低磨损是风机防磨措施的发展方向。?
由宝钢工程技术集团承担风机钢结构基础设计 的江苏如东30兆瓦潮间带海上试验风电场39号风力发电机组，日前完成测试并网发电，标志着宝钢工程在拓展国内风电市场方面取得突破。
海上风电是国家重点发展的产业之一，有着广阔的市场前景。由于海上环境的特殊性，钢结构风机 基础具有无可比拟的优势，但目前国内的研究还处于起步阶段。宝钢工程建筑事业部大胆创新和实践，构建了项目团队，大量搜集国内外资料，对所涉及的冲刷、共振控制、动力特性等课题进行了深入研究，开发出适用于潮间带的浅海风力发电机组钢结构 基础成套技术体系，目前，该技术已达到国内领先水平，并申请4项专利和多项技术秘密。
通过该项目的成功实践，宝钢工程将以江苏如东潮间带风电场工程为契机，不断加大海洋结构领域的拓展力度，目前已与多家风电企业达成合作意向。
目前三元叶轮技术在国内外发展较为迅速，国内外三元叶轮设计可划分成两大类，一类是正命题设计方法，一类是逆命题设计方法。前者是先有叶轮的几何形状和尺寸再进行叶轮内流场分析，根据分析结果判断叶轮设计的好坏，再去修改所设计叶轮的形状和尺寸直到满意为止，不难想象这类设计方法不仅要求设计人员具有很丰富的判断和修改设计的经验，而且设计周期长；后者是先有所希望的流场，后有可得到这一流场的叶轮几何形状和尺寸，它是利用三元流动正命题公式，通过输入叶轮内两或三根流线上的叶片压力面与吸力面速度差沿流线的分布，通过一系列假定，实现了用已知流场求得叶轮几何形状和尺寸的反命题目的，由于它未能解决叶轮内全部流场控制与叶片光滑加工之间的矛盾，只能控制叶顶和叶根两条流线上的流动状态，当叶片较宽或叶轮由轴向转径向曲率半径（轴向尺寸）较小时，叶片高度上流场变化剧烈，则叶轮的流动效率将会下降甚至使计算设计发散。
1 “全可控涡”三元叶轮设计方法
“全可控涡”三元叶轮设计方法，解决了叶轮内全部流场控制与叶片光滑加工之间的矛盾，在设计时采用三元流动逆命题公式，输入叶轮内全部流体质点的“涡”（速度环量 RCu ）分布，直接得到三元叶片的型面，从而达到控制叶轮内全部流体质点的速度分布。大大缩短了叶轮设计的计算时间，而且可确保宽叶片或小轴向尺寸条件下设计计算收敛。
西安交通大学王尚锦教授发明的高效节能“全可控涡”三元流离心式鼓风机设计与制造技术，这种技术制造的风机转子其叶轮的子午面、回转面及叶片型线设计中采用了任意曲面设计方法，改变了国外引进技术的“直线元素”三元叶轮只能自由控制叶顶和叶根两个流体质点的运行状态，可实现对叶轮内部全部流体质点运行状态的控制，其效率可比一般三元流叶轮提高 2 ％以上，较二元设计的叶轮提高效率 8 ％～ 12 ％ , 整机效率可达 84 ％～ 86 ％。
“全可控涡”三元叶轮的制造加工采用整体铣制工艺，整体锻件在数控加工中心直接将叶片铣制在轮盘上，以保证叶片形状与气动设计完全符合，这样既保证了鼓风机效率，而且叶片与轮盘整体又可以保障叶轮强度。“全可控涡”两体焊三元叶轮的轮盘和盖盘均采用 高强 度合金钢制成，并组焊成叶轮组件，并且焊后采用整体热处理进行工艺调质，这样不仅可确保叶轮的整体晶粒组织细密，而且可以消除焊后应力，从而大大提高了叶轮运行的安全可靠性。定子扩压叶片采用数控铣制安装角度固定可调节式的机翼型叶片，创造了在需要变动机组与焦炉及管网匹配特性时的调整手段。
2 “全可控涡”三元叶轮技术的应用与实践
随着我国焦化行业扩建、新建新焦炉的增多 , 对于已有相当规模的厂矿来讲 , 焦炉系统增加后 , 老的煤气回收系统中的鼓风机的回收能力就显得不足了。以往解决这类问题的主要途径有两种 : 一是扩建风机机房增加新的风机 , 或更换旧有的风机 ; 另一种是采用双机并联的运行方式 , 以达到提高煤气的回收能力的目的。前者耗资巨大 , 后者不但操作困难 , 运行成本高 , 而且减少了备用风机，严重地威胁到焦化生产的正常运行 , 因此上述两种方法都有着各自的缺点。采用“全可控涡”三元叶轮技术对旧风机进行改造是完全可行的。
采用“全可控涡”三元叶轮技术设计制造的节能型压缩机转子已广泛应用于风机制造行业，目前成功应用该技术改造鼓风机的例子有很多，并获得了良好的经济效益，举例如下。
我厂现有两台 D900-0.976/1.333 型煤气鼓风机 , 因生产工艺要求增大煤气风机的容量，由当前 4.5 万 m 3 /h 增大到 6.1 万 m 3 /h 。 2005 年 7 月与西安交大赛尔联系后 , 在不改变电机、增速机、风机外壳等情况下，只对风机的转子和定子导流板进行了改造，采用了“全可控涡”三元叶轮技术设计制造了风机转子 , 增容改造为 D1250-0.976/1.333, 总压头不变 , 电机以前使用的是 1000 kW 电机 , 此次改造没有考虑 , 经试车运行达到了生产设计要求 , 煤气流量最大 6.3 万 m 3 /h, 总压头 30kPa, 电机最大电流为 97A, 且运行稳定 , 两台煤气风机改造费用总计 98 万元 , 节约整机改造费用 260 万元 , 经济效益相当可观。
南昌钢铁公司炼铁厂的 D900-2.8/0.97-YDTZ40/55 型鼓风机改造 [1] ，在不改变风机机壳的情况下，只对风机的转子和定子导流板进行了改造，成功改型为 D1160-3.0/0.97 ，运行指标均优于原风机，并将高炉利用系数提高了 0.875t/m 3 • d ，创造了良好的经济效益。
南京钢铁公司焦化厂的 D750-2-1 型煤气鼓风机改造 [2] ，在不改变电机（ 630kW ）、增速机、风机外壳等情况下，只对风机的转子和定子导流板进行了改造，成功改型为 D1000-1.25/0.95 型煤气风机，且运行指标均达到了设计要求，运行性能稳定可靠，节约了整机改造费用 240 万元，且每年可降低运行电费 113.5 万元（国内二元风机一般需要 900kW ，节电 270kW ，按 0.48 元 /kW · h 计算），经济效益非常可观。
目前西安交大赛尔采用“全可控涡”三元叶轮技术设计制造的缸内静叶可调型“全可控涡”三元叶轮煤气离心式压缩机组性能优越，较目前其它二元叶轮的效率提高了约 12 ％ , 较普通三元叶轮的效率提高了约 3 ％ , 且机组使用的电动机普遍较小，如济南钢铁公司 4 台 D900 风机使用的是 630kW 电机、重钢焦化厂 D1470 风机使用的是 1000kW 电机、唐钢集团 D3000 风机使用的是 1600 kW 电机等。
3 结论
（1）“全可控涡”三元流离心式鼓风机设计与制造技术是目前离心鼓风机中节能效果最明显的；
（2）利用“全可控涡”三元叶轮技术改造鼓风机是目前国内技术条件下最可行的手段，且机组性能优良，改造费用最经济；
（3）随着我国焦化行业扩建、新建新焦炉的增多 , 在当前条件下鼓风机组的节能降耗势在必行，全面推广运用“全可控涡”三元叶轮技术是时代的要求，是企业节能降耗工作的有力技术支持。
高压风机的用途：高压风机主要用于雾化乾燥机、水处理爆气、水产养殖通风降温、丝网印刷机、照相制版机、注塑机自动上料烘干机、液体灌装机、粉末灌装机切纸机，燃烧降氧机、卷烟滤嘴成型机、电镀槽液搅拌、电焊设备、纸张运送、清洁用途、空气除尖、干瓶、气体传送、送料、收集等方面。
高压风机的工作原理如下：1、当高压风机叶轮转动时，由于离心力的作用，风向标促使气体向前向外运动，从而形成一系列螺旋状的运动。
2、叶轮刀片之间的空气呈螺旋状加速旋转并将泵体之外的气体挤入（由吸气口1吸入）侧槽，当它进入侧通道2以后，气体被压缩，然后又回复到叶轮刀片间再次加速旋转。
3、当空气沿着一条螺旋形轨道穿过叶轮和侧槽时，每个叶轮片增加了压缩和加速的程度，随着旋转的进行，气体的动能增加，使得沿侧通道通过的气体压力进一步增加。
4、当空气到达侧槽与排放法兰的连接点（侧通道在出口处变窄），气体即被挤出叶片并通过出口处的消声器4排出泵体高压风机的特点：1.压力大、大风量、噪音小、重量轻。2.机壳采用铝合金材质，大幅降低重量，达到轻量化的目的。3.马达为I.E.C设计（1HP以上），全闭外扇型铝框马达，特殊轴心设计，可适合长时间使用。4.特殊叶片设计，压力高，风量大，噪音低，寿命长。5.应用再生理论所设计的环形鼓风机，单段风叶径小，风量增速，产生高风风特性6.样式种类齐全，库存多，交货迅速。7.特殊风量调节风门，风量控制稳定性高，操作容易（CX.TB.HTB适用）。8.免保养！无油气！寿命长！
地下建筑包括的范围很广，主要有地下商场（商业街）、地下娱乐场所、地下旅馆等人员密集场所，以及地下仓库、地下设备机房、地下停车场等易燃易炸场所，和海底隧道、公（铁）路隧道等交通设施。大型地下商场火灾的危险性主要表现在发生火灾时起火点隐蔽，烟雾浓，久聚不散。由于位于地下，这些建筑一旦发生火灾，疏散十分困难，容易造成重大人员伤亡。据火灾统计资料表明，烟气是建筑火灾中致人员死亡的罪魁祸首，被烟熏死的占比例较大，最高达80%，在被火烧死的人数中， 多数也是先中毒窒息晕倒后被火烧死的。在火灾丧生的人数中，大多数是浓烟熏呛产生窒息反应而导致死亡。显而易见，在大型地下商场发生火灾时，如何有效地进行火场排烟，是阻止火势蔓延和抢救被困人员及灭火的重要环节。因而，大型地下商场火场排烟成了现代消防领域里亟待研究解决的新课题。
一、大型地下商场火灾烟气的特性及其危险因素
(一)烟雾密度大，中性平面低。大型地下商场火灾烟雾密度大的原因主要有两个方面：一是烟雾扩散渠道有限，生成的烟雾多数积存在有限的空间内，因此，大型地下商场火灾在单位立体空间内，烟的密度大于其它建筑物火灾的密度。二是由于在大型地下商场内空气补充缓慢，物质受热气化后得不到充分燃烧，致使大量不完全燃烧物生成，从而又增加了烟在空气中的含量。由于大型地下商场火灾形成了大量烟雾，出现的另一个特点是，烟雾向外流动时，在其流动通道横截面上烟雾占有面积大，造成烟雾同空气接触的水平面低，烟雾流动通道几乎变成了一个大烟囱，使战斗人员深入内部进行火情侦察和灭火战斗十分困难。
(二)烟雾温度高，易引发新的燃烧。火灾中烟雾温度取决于易燃烧物质燃烧所放出的热量。目前，大部分大型地下商场可燃物质数量大，单位火灾荷载大大高于地面建筑，一旦发生火灾，火源点附近的温度往往接近于1000°C左右，由此造成烟雾的温度很高。另外存在的两个因素是，由于生成的大量烟雾难以扩散，造成内部压力较大，受大型地下商场特点的影响，冷空气的补充量又受到一定制约，致使内部温度下降缓慢，由此造成带有一定温度的烟雾，在扩张过程中可加热周围的可燃物质，使起达到燃点形成新的燃烧。
(三)阴燃面积大，隐蔽火点多。大型地下商场在火灾中由于冷空气补充缓慢，物质在燃烧过程中得不到充分的燃烧，故绝大多数物质都处于阴燃状态，特别是大型地下商场中成垛的棉毛纤维织物最容易形成阴燃，且这些部位又最易被其产生的烟雾笼罩，短时间内很难被扑救人员发现，这对迅速消灭火灾产生一定的困难。
(四)气体与不完全燃烧产物含量大。在大型地下商场中，由于储存大量的棉、毛、麻、化学纤维、橡胶、塑料、有色金属、木材、油漆、高分子化合物等原料制作的商品，这些物质燃烧时在得不到充分氧气助燃的情况下，将产生大量有毒气体和其它不完全燃烧产物，特别是化纤地毯中的主要原料聚丙烯和泡沫，海绵中的主要原料聚氨脂，这些物质在燃烧时会产生一些剧毒气体，极微量气体的吸入就会造成人员伤亡，这是大型地下商场火灾中人员伤亡的主要原因。
二、地下商场火场排烟的意义
（一）为救人创造有利条件。在灭火行动中，首要的任务就是抢救被困人员。而有效的火场排烟能使地下商场火灾中烟雾的中性面上升，提高火场的可见度，使被困人员得以顺利逃生。而且排烟也能减少高温烟气对人员的危害，为抢救被困人员赢得宝贵的时间。
（二）可以提高疏散物资和灭火的效率。大量烟气的排出，可以降低燃烧空间的温度，有利于消防人员进入商场内部对贵重物资进行疏散和进行灭火战斗。同时，可见度的提升，可以使消防战斗员能及时发现火点，有效地提高灭火的效率。
（三）可以减缓火势蔓延速度。伴随着高温烟气的排出，冷空气得以补充进入地下商场内，火场温度不断下降，使火势蔓延速度得到减缓，减少了火灾的损失。
| 风机水泵变频调速节能运行 |
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| 电动机系统节能工程是国家发改委制定的国家中长期节能规划中的重点工程。 目前我国各类电动机总装机容量约4.2 亿kW，实际运行率比国外低10%~30%，用电量占全国总用电量的60%左右。如果对这些电动机进行优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术，使运行效率提高2 个百分点，年节电就可达到200 亿kW?h。 为了推广变频技术在各行各业中的应用，普及变频技术的理论知识，本刊特邀徐甫荣高工，专门撰写一辑“变频技术应用讲座”，分6 期刊出。主要面向应用变频技术的初学者，从电动机及电力拖动的基本知识入手，由浅入深地讲述变频技术的工作原理，通过工程应用实例，分析应用变频器时会遇到的问题，提出解决方案，指导生产一线的工程技术人员将变频技术用于自己的实际工作中。 1 风机水泵的并联运行 泵或风机并联运行的主要目的是增大所输送的流量。但流量增加的幅度大小与管路性能曲线的特性及并联台数有关。图1所示为两台及三台性能相同的20Sh-13型离心泵并联时，在不同陡度管路性能曲线下流量增加幅度的情况，从图可见，当管路性能曲线方程
比较两组数据可以看出：管路性能曲线越陡，并联的台数越多，流量增加的幅度就越小。因此，并联运行方式适用于管路性能曲线不十分陡的场合，且并联的台数不宜过多。若实际并联管路性能曲线很陡时，则应采取措施，如增大管径、减少局部阻力等，使管路性能曲线变得平坦些，以获得好的并联效果。
1.1 并联泵（或风机）的性能曲线（h-q）或（p-q）两台或两台以上泵（风机）向同一压出管路压送流体的运行方式称为并联运行，如图2 所示。 泵（或风机）并联运行的基本规律是：并联后的总流量应等于并联各泵流量之和；并联后产生的扬程与各泵产生的扬程都相等。因此，泵（风机）并联合成后的性能曲线(h-q)并或(p-q)并的作法是：把并联各泵（或风机）的（h-q）或（p-q）曲线上同一扬程（或全压）点上流量值相加，以图2（a）两台泵并联为例,屋顶风机，先把这两台泵的性能曲线（h-q）1 和（h-q）2以相同的比例尺绘在同一坐标图上，然后把各个同一扬程值的流量分别相加，如图2（b）所示，取扬程值为h、h＇、h〃、……，对应于（h-q）1 和（h-q）2，上分别为1、1＇、1〃……和2、2′、2″……取q1+ q2、q1＇+ q2＇、q1〃+q2〃……得3、3′、3″……连接3、3′、3″……各点即得合成后泵并联性能曲线（h-q）并，同法可得风机并联性能曲线。 1.2 并联泵（或风机）中的一台进行变速调节的并联 运行工况点如图3所示，Ⅰ、Ⅱ两台性能相同的泵并联运行。但泵Ⅰ与泵Ⅱ有一台为变速泵，另一台为定速泵。当变速泵与定速泵以相同的额定转速运行时,Ⅰ和Ⅱ的并联性能曲线（h-q）并为Ⅲ，并联运行工况点为M。但当变速泵的转速降低时，并联性能曲线变为如图3中的虚线所示，其并联运行工况点也相应地变为M′、M″、……从图3可以看出，当变速泵的转速降低时，变速泵的流量减小，但定速泵的流量却增大。当变速泵的转速降低到某一转速值时，其输出流量为零，这时并联运行实际上相当于一台定速泵单独运行。若变速泵转速进一步降低，且变速泵出口管路又未设置逆止阀时，就会出现定速泵部分流量向变速泵倒灌，这种现象在实际上是不容许产生的。从图可见，当变速泵的转速由额定转速降低到该泵输出流量为零的转速时，定速泵的流量将由qN增大到qB，这可能会导致定速泵产生过载或泵内汽蚀。为防止定速泵的过载和汽蚀，可在定速泵出口管路设置调节阀，必要时控制其流量。
2 供水系统的水泵运行工况分析 2.1 多泵并联运行 一般的供水系统都采用多台泵并联运行的方式，并且采用大小泵搭配使用，目的是为了灵活的根据流量决定开泵的台数，降低供水的能耗。供水高峰时，几台大泵同时运行，以保证供水流量；当供水负荷减小时，采用大小泵搭配使用，合理控制流量，晚上或用水低谷时，开一台小泵维持供水压力。 多台并联运行的水泵，一般采用关死点扬程（或最大扬程）相同，而流量不同的水泵。这些泵并联运行时，每台泵的出口压力即为母管压力，且一定大于每一台泵单泵运时的出口压力（或扬程），即hN=hA2=hB2=hC2……＞hA1、hB1、hC1……并联运行泵的总出口流量为每台泵出口流量之和，且每台泵的流量一定小于该泵单泵运行时的流量，即qN=qA2+qB2+qC2…… 因此当管网阻力曲线变化时，容易发生不出水和汽蚀现象。 2.2 静扬程对调速范围的影响 供水系统的静扬程h0，即供水母管的最小压力，水泵在静扬程下消耗的功率称为空载功率：在流量为零时，水泵所消耗的最大功率。十分明显的是，静扬程越高，空载功率所占的比例越大，调速范围越小，调节转速的节能效果就越差。 静扬程可由水泵进水口和出水口的落差形成，也可由管网阻力曲线形成，也可由用户要求的供水压力来决定。如锅炉给水泵，必须大于汽包压力才能进水。当然也可由变/定水泵并列运行的定速水泵的出口压力造成。 2.3.1 变频泵与工频泵并联运行时总的性能曲线 这时总的特性曲线与关死点扬程（最大扬程）不同，流量也不同的水泵并联运行时的情况非常类似，可以用相同的方法来分析，如图4所示。
1）F1为工频泵的性能曲线，也是变频泵在50 Hz下满负荷运行时的性能曲线（假定变频泵与工频泵性能相同），工频泵单泵运行时的工作点A1。 2）F2为变频泵在频率f2时的性能曲线，变频泵在频率f2单独运行时的工作点B1。 3）F3为变频和工频水泵并联运行的总的性能曲线，工作点C，扬程hC，流量qC=qA2＋qB2。 2.3.2 变频泵与工频泵并联运行时的特点 1）F2不仅仅是一条曲线，而是F1性能曲线下方偏左的一系列曲线族。F3也不仅仅是一条曲线，而是在F1性能曲线右方偏上的一系列曲线族。 2）F2变化时，F3也随着变化。工作点C也跟着变化。因此变频泵的扬程hB2，流量qB2，工频泵扬程hA2 流量qA2，以及总的扬程hC= hB2= hA2，和总流量qC=qA2＋qB2都会随着频率f2的变化而变化。 3）随着变频泵频率f2 的降低，变频泵的扬程逐渐降低。变频泵流量qB2快速减少；工作点C的扬程也随着降低，使总的流量qC减少；因此工频泵的扬程也降低，使工频泵流量qA2 反而略有增加，此时要警惕工频泵过载。 2.3.3 并联运行特性之一（f2 =f1 = 50 Hz） 变频泵与工频泵并联运行频率f2= f1=50 Hz的性能曲线，如图5所示。
1）F1为工频泵的性能曲线，也是变频泵在满负荷运行时的性能曲线（假定变频泵与工频泵性能相同），工频泵和变频泵单泵运行时的工作点A1。 2）F3为变频泵和工频泵并联运行的总的性能曲线，工作点C，扬程hC= hB2= hA2 等于每台泵的扬程，每台泵的流量qA2=qB2，总流量qC=qA2＋qB2=2qA2。即当f2 = f1 = 50 Hz时，变频泵与工频泵并联运行时的特性，与两台性能相同的泵并联运行时完全一样。 2.3.4 并联运行特例之二（f2 = fmin） 变频泵与工频泵并联运行频率f2 = fmin的性能曲线，如图6 所示。
1）F1为工频泵的性能曲线，工频泵单泵运行时的工作点A1。 2）F2为f2= fmin，即变频泵最低频率下单泵运行时的性能曲线。 3）F3 为变频和工频泵并联运行的总的性能曲线，工作点C 不与F3 相交，只与F1 相交，扬程hC=hA1= hA2= hB2 等于每台泵的扬程，工频泵的流量qA2=qA1，总流量qC=qA2=qA1，qB2=0。 即当f2=fmin时，变频泵的扬程不能超过工频泵的扬程，因此变频泵的流量为零。变频泵与工频泵并联运行时总的性能曲线，与单台工频泵运行时的性能曲线相同，变频泵没有流量输出，但仍然消耗一定的功率。 4）在此运行状况中，变频泵的效率降到最低，因此变频泵最好不要工作在这种工况中。 5）在这种特例中，变频泵极易产生汽蚀现象，易造成泵的损坏，解决的办法是将再循环打开，使泵保持一定的最小流量，但这样做使泵的能耗增加。 2.3.5 运行特例之三（忽略管网阻力） 水泵变频运行不论是单泵运行还是并联运行都有一个极端理想的特例，就是只有净扬程，没有管网阻力，或者管网阻力与净扬程相比可以忽略，则管网阻力曲线可以看成是一条与净扬程平行的一条直线。 水泵将水通过粗管道垂直向上打入一个开口的蓄水池就是属于这种情况。电厂锅炉给水泵系统中，由于给水压力极高，管网阻力相对较小，因此采用变频运行时也可以看成属于这种情况，其运行曲线如图7所示。
1）F1为变频器最高运行频率性能曲线。工作点A，F2和F3为变频运行性能曲线，h0为实际扬程。 2）图7 中不论怎样调节频率，扬程都恒定不变，只是流量变化，水泵的输出功率只随流量的变化而变化。从图7中可以看出，随着频率的减少，微小的频率变化Δf会引起很能大的流量变化Δq。性能曲线越平坦，Δf引起的Δq 就越大，因此频率越低，流量越小时这种变化就越大。所以说频率与流量之间的关系为qA/（f1－fmin）是一种非线性的，但很难说是几次方的关系。由于功率与流量成正比，功率与频率的关系为h0 qA/（f1－fmin），也很难说与频率是几次方的关系。 3）在这种情况下进行变频运行时，流量不宜太小，以防止微小的频率或转速的变化引起流量较大的变化，造成水泵流量不稳定。 4）fmin越高，f1－fmin就越小，流量和功率随着频率的变化就越大。 2.4 高性能离心泵群的变频控制方案 2.4.1 恒压供水的控制特点 供水控制，归根结底，是为了满足用户对流量的需求。所以，流量是供水系统的基本控制对象，但流量的检测比较困难，费用也较高。考虑到在动态供水情况下，供水管道中水的压力p 的大小与供水能力和用水需求之间的平衡情况有关：当供水能力大于用水量时，管道压力上升；当供水能力小于用水量时，则管道压力下降；当供水能力等于用水量时，则管道压力保持不变。可见，供水能力与用水需求之间的矛盾具体地反映在供水压力的变化上。从而压力就成了用来作为控制流量大小的参变量，也就是说，保持供水系统中某处压力的恒定，也就保证了使供水能力和用水需求处于平衡状态，恰到好处地满足了用户的用水要求，此为恒压供水所要达到的目的。 2.4.2 高性能离心泵的变频控制方案 高性能离心式水泵由于采用了三元流动，进口导叶等先进技术，离心式水泵的特性曲线已经做得非常平坦，高效率的工作区域很宽，这也正是水泵生产厂家努力追求的目标。但是这样的水泵在定压供水工况下，其调速的范围很小。供水系统的静扬程越大，也就是空载功率所占的比例越大，水泵特性越平坦，调速范围就越小，通过调节转速获得的节能效果也就越差。 对于定压供水系统的高效离心水泵群如果采用“一变多定”配置的控制方案，则会引起一些问题。图6是定压供水系统中变频水泵的调速特性曲线图，从图中容量看出，在定压供水系统中，变频水泵新的工况点也就是变频泵特性曲线和等压线的交点。因水泵的特性曲线非常平坦，变频器的调速范围非常小。 因为供水压力小的波动（这在供水系统中是很常见的）。新的工况点会发生剧烈变动，工况点极不稳定。 虽然在控制程序中可以采用软件滤波的方法改善不稳定的情况，但变、定水泵配置方案运行匹配较为困难，而且节能效果有限却是肯定的，这也是和采用变频节能控制的初衷相违背的。因此对于实际工程中的高性能离心泵机群，所有泵都采用变频调速控制才是合理的。 2.4.3 变、定水泵并列运行 在实际工程中，考虑到投资的可能性和运行工况的必要性，也常设计变、定水泵的并列运行方式，但应考虑以下方面的因素。 首先，在满足最大设计水量的基础上，尽量使调速高效特性曲线接近系统的特性曲线，也就是说，尽量将各种调速泵组合的高效区能套入出现概率最高的工作段或点上。调速水泵的台数，应是全年内运行工况中开泵运行时间最长的台数，而备用泵则采用工频定速泵。当一台调速泵出现故障时，可以允许一台工频定速泵运行，其综合效率会稍有降低，而扬程则会有所增加。 在变、定速泵并列运行时，供水工作压力应保证定速泵工作在高效区，以提高定速泵的效率。并列泵组中，变频调速泵的台数越多，节能效果越好。在多泵并列供水系统中，只上一台变频调速泵的效果不大，且很难匹配。必须只上一台时，也要选扬程最高，流量最大的那一台，其效果会较好些。 在多台调速泵并列运行时，所有的调速泵应在同一转速下运行；对于关死点扬程不同的泵，则应保证各泵的出口扬程（压力）基本一致，这时的转速就不一样了，要进行折算，就不容易匹配了。 3 结语 1）在定压供水系统中，变频调速泵的功耗，只和其流量的一次方成正比，不存在和转速的三次方成正比的关系。 2）对于高性能的离心水泵机群，不宜采用“一变多定”设计方案。运行水泵应全部为调速泵，且要保持出口压力相同；“一变多定”的调速泵，应是泵群中扬程和流量最大的那一台。 3）宣传应实事求是，不能随意夸大节能效果，以免误导和欺骗用户。
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