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具有各種計量、顯示、通信、監(jiān)控等功能，可以精確地分時計量三相正反向有功電能、四象限無功電能以及需量；精密實時測量三相電壓、電流、有功無功功率、功率因數(shù)等；檢測并記錄失壓、失流、斷相等事件。 　　項目實施節(jié)能效果監(jiān)測分析技術(shù)改造項目實施后，用戶蓬萊蔚陽水泥有限公司和第三方機構(gòu)煙臺清潔能源檢測中心分別對實施后節(jié)能效果進行了監(jiān)測分析。蔚陽水泥有限公司項目的節(jié)能效果技術(shù)改造項目實施后（安裝變頻器），將風(fēng)門開度調(diào)整為100%，風(fēng)機原先調(diào)節(jié)方式為通過調(diào)節(jié)風(fēng)門開度的方式，改為調(diào)節(jié)風(fēng)機的電動機運行頻率，從而靠改變電動機的轉(zhuǎn)速來達到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，在風(fēng)量完全滿足工藝要求基礎(chǔ)上，節(jié)能降耗。項目實施后運行狀況如下：（1）通過調(diào)節(jié)運行頻率，在滿足運行工況的前提下，降低了電動機的功耗，從而達到了節(jié)能的效果。（2）運行中將風(fēng)門開度開至100%，同時通過調(diào)頻降低電動機和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，減少了對設(shè)備的磨損，延長風(fēng)機使用壽命，降低維修費用。（3）采用無級調(diào)速改變電動機轉(zhuǎn)速從而達到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，改進了風(fēng)機的調(diào)節(jié)品質(zhì)，避免了以人工方式來調(diào)節(jié)擋板的麻煩和不具實時性的弊端。（4）通過高、低壓變頻器可實現(xiàn)高、低壓電動機的軟啟動，降低電動機啟動電流，延長電動機使用壽命，降低電動機啟動對電網(wǎng)的沖擊。（5）在變頻技術(shù)改造后，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)達0.96以上，降低了無功損耗。

一般雙吸葉輪由于中盤的厚度較大，出口處有一個渦流區(qū)，即尾跡現(xiàn)象，造成損失，但開鋸齒槽后的渦流區(qū)比未開槽的渦流區(qū)不會擴大，因為從仿生學(xué)觀點如鳥類的翅、尾羽毛形狀可知，鋸齒形恰是起到消減渦流，化大渦流為小渦流，降低損失的作用，從氣動學(xué)原理上講，氣動性能好的葉輪，渦流必定較小，渦流小，損失也就小，其振動也較小，噪聲也會有所降低，故其好處是明顯的。風(fēng)機對氣體作功，主要是依靠葉輪的葉片，而非輪盤，中盤開槽后既對葉片有增大面積及增大出力的作用，又有流道提前擴壓的功能，故對葉輪的氣動性能是有利的，對風(fēng)機效率也有一定的提高。 　　一般雙吸入式引風(fēng)機對于葉輪軸向的安裝偏差易造成中盤兩側(cè)流道氣流不均衡，對葉輪易產(chǎn)生軸向推力，使得轉(zhuǎn)子振動偏大，而長期的振動偏大又容易燒軸承，而開鋸齒槽的葉輪因氣流由軸向轉(zhuǎn)為徑向后提前匯流，較大限度地減少了軸向推力，因而對偏流的敏感程度相對較低。 　　關(guān)于葉輪中盤開鋸齒槽后的安全性，歷來頗受人們關(guān)注和持懷疑態(tài)度，但經(jīng)過對旋轉(zhuǎn)等厚輪盤所作的應(yīng)力分布研究表明，輪盤上徑向應(yīng)力R和切向應(yīng)力RH均由葉輪自身離心力和內(nèi)外徑上受力條件決定，簡明而論：中盤上的應(yīng)力由內(nèi)徑到外徑的分布規(guī)律為R靠近內(nèi)徑處極小，逐漸隨半徑增大而增大，中間最大，然后隨半徑繼續(xù)增大而減小，靠外徑處較??；RH則靠外徑處為最小，逐漸隨半徑減小而增大，到達內(nèi)徑時為最大。

由于碳黑體積小、重量輕，在儲存、輸送和使用過程中常常隨風(fēng)四處飄散；既浪費原料又污染周圍環(huán)境，還時常引起控制設(shè)備發(fā)生故障，影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。 　　解包過程當(dāng)系統(tǒng)供氣系統(tǒng)正常，輸送通道選擇完畢，解包機開啟除塵風(fēng)機，打開加料門和壓送罐加料口閥門。使需要輸送的物料不斷進入到壓送罐中，當(dāng)壓送罐中的物料到達上料位后，停止解包。 　　壓送過程當(dāng)壓送罐中的物料達到上料位時，關(guān)閉壓送罐加料口閥門，同時進氣閥打開給壓送罐充氣加壓；當(dāng)壓送罐中的壓力達到設(shè)定上限值時，打開壓送罐出口閥門，并同時開啟雙管輸送的氣管閥門，給碳黑輸送主管道吹氣，碳黑在氣壓的作用下沿主管道經(jīng)岔道閥進入選定的總儲罐中。當(dāng)壓送罐中的碳黑輸送完畢，氣壓達到設(shè)定下限設(shè)定值時，關(guān)閉進氣閥和壓送罐的出口閥門，打開加料閥門，重復(fù)上述加料過程。 　　存儲過程當(dāng)存儲罐中的物料降到低料位后，向系統(tǒng)提出加料請求；在加料過程中，開啟除塵系統(tǒng)，將輸送過程中進入到存儲管中的氣體排除。物料到達上料位后，停止輸送物料。清洗過程當(dāng)一種物料輸送完畢，需要將殘留在壓送罐中的和輸送管壁上的物料清洗干凈。

　風(fēng)機在機殼兩側(cè)各設(shè)弧形調(diào)節(jié)板，用以調(diào)節(jié)其風(fēng)量；弧形調(diào)節(jié)門開啟度大，風(fēng)量大。 　　先調(diào)總風(fēng)量，合適后調(diào)精選室反向風(fēng)，再視去石篩面上料層的懸浮狀態(tài)，對總風(fēng)量作微調(diào)。風(fēng)量宜“小幅度&dquo;調(diào)節(jié)，切忌大來大去。調(diào)節(jié)時還要注意兩側(cè)弧形調(diào)節(jié)板的開啟度應(yīng)確保一致，否則，兩側(cè)進風(fēng)大小不一，導(dǎo)致吹到去石篩面的風(fēng)量不均勻，使物料走單邊，嚴(yán)重影響去石效率。較好的經(jīng)驗是：先固定一側(cè)弧形調(diào)節(jié)的開啟度，用硬紙板畫上開口形狀，剪一個樣板，然后用樣板開啟另一側(cè)的弧形調(diào)節(jié)。每動一次弧形調(diào)節(jié)板，均須重復(fù)上述操作。   　　流量應(yīng)按照設(shè)備額定生產(chǎn)量來調(diào)節(jié)，過大或過小都會降低設(shè)備去石效率。如流量過小，則糧層過薄，物料壓不住篩面，易被氣流吹透而造成風(fēng)力在篩面上分布不均，導(dǎo)致分離不清結(jié)果；若流量過大，則糧層過厚，物料的懸浮效果差，在篩面上形成不良的分層結(jié)果，必然會導(dǎo)致糧、石（特別是泥塊、煤渣）分級不清而使糧中含石。因此，一個穩(wěn)定而又大小合適的流量是對操作的第一個要求。生產(chǎn)中進料要保持連續(xù)均勻，一般流量大小波動度不應(yīng)大于±10%.不過應(yīng)指出，去石機、分級去石機屬糧食加工通用設(shè)備，產(chǎn)品說明書等技術(shù)資料均以小麥處理量標(biāo)注。以標(biāo)準(zhǔn)糧的容重而言：小麥為780kg/m3，而稻谷為560kg/m3，后者約為前者的75%，糙米的容重與小麥相差不大。因此用于稻谷去石時，在選配去石機時，務(wù)須將設(shè)備所示的額定處理量乘上0.7-0.8折算系數(shù)，這至關(guān)重要。流量控制得當(dāng)后，還應(yīng)切實做好橫向進料厚薄均勻。

  在快鍋中，軸承分列于風(fēng)機葉輪的兩端，采用雙列向心球面滾子軸承，自動調(diào)心型，允許內(nèi)圈（軸）對外圈（軸承座）有較大的傾斜，可以調(diào)整徑向游隙和軸向游隙，內(nèi)圈圓錐孔主要承受徑向負(fù)荷，在承受徑向負(fù)的同時也可承受任一方向的軸向負(fù)荷，但承受的軸向負(fù)荷只能小于未被利用的徑向負(fù)荷的25%，不能承受純的軸向負(fù)荷，因為承受純的軸向負(fù)荷時只有一列滾子在工作。軸承借助緊定襯套組件安裝在無軸肩的光軸上。 　　快鍋風(fēng)機事故頻繁：軸承溫度高、溫度波動大、振動大、聲音異常、軸承內(nèi)圈破裂等等，表現(xiàn)不一，這一切都是源于軸承緊定襯套的安裝問題。 　　若緊定襯套與軸承內(nèi)圈配合太松，由于緊定襯套和軸承內(nèi)圈都是帶錐度的，將使軸承內(nèi)圈不能軸向定位，將導(dǎo)致軸承在緊定襯套上軸向串動，或者轉(zhuǎn)動（軸承跑內(nèi)圈），或者緊定襯套與風(fēng)機軸相對轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)致摩擦、磨損、發(fā)熱、振動、噪音。 　　內(nèi)部的徑向游隙和軸向游隙過小，而產(chǎn)生振動和噪音，以及發(fā)熱。 　　因此，緊定襯套的安裝既不能太松，也不能太緊，最好嚴(yán)格按軸承內(nèi)孔的裝配標(biāo)準(zhǔn)）過渡配合，但實際中很難辦到，檢修工人是將鎖緊螺母用鑿子和榔頭背緊，聽到鋼聲后再背兩下就行。

風(fēng)機正常運行情況下，葉片會在不同年限出現(xiàn)下列相應(yīng)受損狀況： 　　兩年：膠衣出現(xiàn)磨損、脫落現(xiàn)象，甚者出現(xiàn)小砂眼和裂紋。 　　三年：葉片出現(xiàn)大量砂眼，葉脊迎風(fēng)面尤為嚴(yán)重，風(fēng)機運行時產(chǎn)生阻力，事故隱患開始顯示。 　　四年：膠衣脫落至極限，葉脊可能出現(xiàn)通腔砂眼，橫向細紋及裂紋出現(xiàn)，運行阻力增加，葉片防雷指數(shù)降低。 　　五年：是葉片損毀事故高發(fā)年限，葉片外固定材料已被風(fēng)砂磨損至極限，葉片粘合縫已露出。葉片如同在無外衣的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，橫向裂紋加深延長。這種狀態(tài)下，風(fēng)機的每次停車自振所發(fā)生的彎扭力，都有可能使葉片內(nèi)粘合處開裂，并在橫向裂紋處折斷。通腔砂眼在雨季造成葉片內(nèi)進水，濕度加大，防雷指數(shù)降低，雷擊葉片事故出現(xiàn)。 　　六年：某些沿海風(fēng)機葉片已磨損至極限，葉片迎風(fēng)面完全是深淺不均的砂眼，阻力增加，發(fā)電量下降。此時葉片外固合材料已完全磨盡，只是依靠自身的內(nèi)固合在險象中運轉(zhuǎn)，隨時都可能發(fā)生事故。

引風(fēng)機在燃燒系統(tǒng)中的作用是，將熔鋁爐中的燃燒煙氣經(jīng)蓄熱式換熱器進行熱交換后，由引風(fēng)機抽排到煙道，并排放到大氣中。經(jīng)過換熱器熱交換之后，到達風(fēng)機葉輪的煙氣溫度可達120-150℃，當(dāng)時在風(fēng)機設(shè)計選型時，選用的是生產(chǎn)的高溫風(fēng)機，軸承選用C。 　　雖然風(fēng)機選用的軸承，其自身允許的轉(zhuǎn)速完全能夠滿足風(fēng)機實際運轉(zhuǎn)的需要，但是由于該軸承在較高的工作溫度、較高的運轉(zhuǎn)速度下工作，很容易將軸承內(nèi)部的潤滑脂甩出軸承的滾道，引起軸承滾動體潤滑不良，從而成為軸承失效的主要原因之一。 　　另一個原因是：風(fēng)機軸系的兩個軸承，由于存在安裝同軸度誤差，再加上風(fēng)機整個底座剛性較弱等因素，加大了軸承的軸向載荷，加劇運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動態(tài)不平衡，從而造成系統(tǒng)的振動，而振動的存在又加速了軸承的疲勞破壞，使軸承的使用壽命縮短。 　　經(jīng)過改造，不但徹底消除了風(fēng)機軸的振動、軸承溫升過高及軸承潤滑不良等弊端，而且，在一年來的生產(chǎn)實際運行過程中，除了定期對軸承進行補充潤滑油以外，從未出現(xiàn)過任何故障。

風(fēng)機設(shè)備檢修，葉體輪的檢修風(fēng)機裝備解體后，先去除葉體輪設(shè)備上的積陳灰、污垢，再詳細檢查設(shè)備中葉體輪的損耗程度，鉚頭釘結(jié)構(gòu)的磨擦損耗和緊密情況，以及連焊接縫脫焊具體情況，并關(guān)注葉體片輪進出口密封環(huán)與外置殼體進風(fēng)港圈有無擦損痕跡，由于此地的間距縫隙最小，倘組合安裝時大體位置不周或風(fēng)機轉(zhuǎn)動運行中由于熱體膨脹等因素，均可能使該處產(chǎn)生摩擦。對于葉體輪的某磨穿處，可以用鐵制板材焊補，鐵板的通體厚度不可超過葉體輪還沒磨損前的厚實度，其通體大小應(yīng)能夠?qū)⒋┛孜徽谧　? 　　對于鉚頭釘，如鉚頭釘頭損耗時可堆積焊接，若鉚頭釘已經(jīng)松垮，要即刻更換。對于輪和片的焊接縫損耗或脫焊，要進行焊接或灼補。微面積損耗采用焊補，大面積磨損則采用灼補。焊補葉體片。焊補時要選擇使用焊接性能良好、韌性良好的焊接條。對較好高錳鋼葉體片的焊接補，建議技術(shù)工采用直流焊機，結(jié)609接條。任何一塊葉體片的焊接補重量應(yīng)該盡最大量相同，并且對葉體片采用對稱焊接補，來減弱焊補后葉體輪形狀改變及重量的不平均。 　　灼補時，其深挖填補塊的材質(zhì)與型號應(yīng)與葉體片相同，挖補塊要打開坡體口，當(dāng)葉體片較為厚實時應(yīng)打開兩面之坡體口以確保焊補品質(zhì)。挖補塊的每一塊質(zhì)量相差不超過45克，并應(yīng)對挖補塊體針對性配重，對稱葉體片的質(zhì)量差不超過12克。挖補之后，葉體片不能有明顯變形或歪曲。挖補葉體片的焊接縫要柔和光滑，沒有沙襯眼、龜紋、低陷。焊縫的強硬度應(yīng)不比葉體片材料的強度低。

一　6-24循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能風(fēng)機系列模型 專利號：201010243450.5 １　用途 　　本系列模型屬于小流量、中高壓范疇，最高風(fēng)機效率為82.3%。用本模型模擬設(shè)計的風(fēng)機系列風(fēng)機可適用于35-410噸/時循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機、二次風(fēng)機和高壓頭引風(fēng)機、高壓強制通風(fēng)、煤氣鼓風(fēng)機、燒結(jié)主抽風(fēng)機等。 ２　選型優(yōu)勢 a、性能優(yōu)勢 舉例：某循環(huán)流化床鍋爐用風(fēng)機設(shè)計參數(shù)：Pa=101325(Pa)； &ho; 1 =1.2(kg/m3 );流量=14867（m3 /h）；全壓=17931(Pa)； 選型方案1：如果沒有6-24系列模型，要滿足以上參數(shù)只能選7-16No10.6D( n =2980/min) 選型方案2：現(xiàn)在有了6-24系列模型，在某無因次曲線段（原此處空白）可選6-24No10D(n=2980/min)。 表6同樣轉(zhuǎn)速和進口密度下，6-24No10D與7-16No10.6D的性能對比結(jié)果   流量/（m 3/h） 全壓/（Pa） 風(fēng)機效率/(%) 葉功輪率/(kW) 7-16No10.6D 14867 17931 65 107.9 6-24No10D 14867 17931 82.3 85.21 偏差值/（%） 0 0 +26.6 -21 　　由表6看出，為滿足設(shè)計參數(shù)，如選7-16No10.6D，風(fēng)機效率為65%，而選6-24No10D風(fēng)機效率為82.3%，風(fēng)機效率可提高26.6%，葉功輪率可降低21%，可大幅節(jié)省能源。而且機號小，可省料、降低成本。另外6-24風(fēng)機的出進口面積比為0.64，7-16風(fēng)機的出進口面積比為0.47，與前邊所述的同樣，為滿足同樣靜壓差，6-24可減小機號。 b、F式與D式相比性能相差小 　　針對小流量風(fēng)機在同一流量點，風(fēng)機設(shè)計為F式比D式壓力及效率下降很多問題，我們對6-24No8模型設(shè)計了F式結(jié)構(gòu)，即帶進氣箱、徑向進氣。表7給出了7個工況點的F式與D式無因次性能對比。 表7　　F式與D式無因次性能比較   1 2 3 4 5 6 7 Φ 0.0219 0.0278 0.0337 0.0396 0.0455 0.0514 0.0573 ψ（D式） 0.6178 0.6077 0.5814 0.5466 0.5041 0.4528 0.3931 ψ（F式） 0.6165 0.6023 0.5762 0.5431 0.4991 0.4443 0.3841 ψ偏差(%) -0.21 -0.89 -0.89 -0.64 -1 -1.9 -2.3 &ea;  （D式） 0.7313 0.7931 0.8232 0.8230 0.8048 0.7631 0.7039 &ea;  （F式） 0.6971 0.7580 0.7877 0.7939 0.7809 0.7330 0.6696 &ea;  偏差(%) -4.7 -4.4 -4.3 -3.5 -3.0 -3.9 -4.9     　      由表7可看出7個工況點F式與D式相比，壓力最大下降2.3%，風(fēng)機效率最大下降4.9%。改變了小流量風(fēng)機，當(dāng)F式（徑向進氣）時，由于葉輪進口流場不均勻及軸對進口氣流的阻塞，壓力和效率下降很多的狀況。本6-24略圖附有F式進氣箱和進風(fēng)口。 　　綜上所述，6-24風(fēng)機用途廣泛，其性能填補了該段性能曲線空白，并且高效低噪、出進口面積比大，F(xiàn)式性能與D式性能相差很小。是小流量、高壓范疇的理想模型。 二、沈陽鼓風(fēng)機研究所簡介 　　沈陽鼓風(fēng)機研究所是風(fēng)機行業(yè)的歸口所。機械工業(yè)風(fēng)機產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心，全國風(fēng)機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處、中國風(fēng)機技術(shù)情報網(wǎng)、均設(shè)在沈陽鼓風(fēng)機研究所。七十年代末沈陽鼓風(fēng)機研究所組織風(fēng)機行業(yè)聯(lián)合開發(fā)的（4-73、4-72、9-19、9-26、5-48、6-48、T4-72）為風(fēng)機行業(yè)的發(fā)展和滿足市場需求起到了重要作用。   　　近年來，沈陽鼓風(fēng)機研究所自主研制的新產(chǎn)品如： 　　　　為首鋼四制粉引二爐設(shè)計的熱風(fēng)爐煙氣用離心引風(fēng)機； 　　　　為山東?；瘓F研制開發(fā)1.5萬噸/年三聚氰胺冷氣風(fēng)機； 　　　　為撫順礦業(yè)集團有限公司西露天礦研制開發(fā)瓦斯排送風(fēng)機、加壓風(fēng)機； 　　　　為格爾木煉油廠研制開發(fā)的30萬噸/年甲醇工程鼓、引風(fēng)機組； 　　　　為長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展有限公司開發(fā)的筑路用助燃風(fēng)機及循環(huán)風(fēng)機； 　　　　為大慶天燃氣公司煉油用加壓軸流風(fēng)機； 　　　　為株州機車車輛研制的大功率交流傳動機車用冷卻塔風(fēng)機； 　　　　為哈爾濱飛機制造廠開發(fā)的除雪風(fēng)機； 　　　　為撫順礦業(yè)集團撫順頁巖煉油廠擴建工程油母頁巖干餾裝置開發(fā)的ATP煙氣排風(fēng)機、燃燒鼓風(fēng)機、補燃鼓風(fēng)機； 　　　　為株州機車車輛廠、大連機車車輛廠等廠家設(shè)計研制了多套風(fēng)管試驗裝置及自動測量系統(tǒng)。； 　　　　為德州產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所等單位設(shè)計研制了1.5m&imes;1.5m、2m&imes;2m、3m&imes;3m、4.6m&imes;4.6m風(fēng)室試驗裝置及自動測量系統(tǒng)。 　　滿足用戶特殊性能的要求、效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等贏得了用戶的贊譽，為用戶創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。 三、清華大學(xué)流體所簡介 　　清華大學(xué)流體所從1975年起，在風(fēng)機氣動力設(shè)計方法，風(fēng)機噪聲機理分析和降噪技術(shù)及高性能風(fēng)機產(chǎn)品開發(fā)方面有很好成果，特別是70年代開發(fā)的高壓離心風(fēng)機9-19系列和80年代開發(fā)的中壓離心風(fēng)機6-41系列，由于效率高、噪聲低被機械部定為全國推廣的節(jié)能產(chǎn)品，至今仍暢銷全國風(fēng)機市場，為原北京風(fēng)機廠和北京西山風(fēng)機廠創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟效益。 　　90年代以來，清華大學(xué)流體所提出了風(fēng)機現(xiàn)代設(shè)計方法，將現(xiàn)代計算機技術(shù)引入風(fēng)機氣動設(shè)計，對整機復(fù)雜流場進行數(shù)值模擬，能在設(shè)計階段對風(fēng)機性能進行預(yù)估和優(yōu)化，近年來先后為國外的美國通用電氣公司(GE)、日本大金公司、德國西門子公司、美國REVCOR風(fēng)機公司、美國Zfan風(fēng)機技術(shù)開發(fā)公司和國內(nèi)的北京西山風(fēng)機廠、鞍山風(fēng)機二廠等單位合作開發(fā)一批高效低噪通風(fēng)機新產(chǎn)品。例如： 　　為北京西山風(fēng)機廠開發(fā)了7-35風(fēng)機系列風(fēng)機； 　　為鞍山風(fēng)機二廠開發(fā)了針對大型流化鍋爐和燒結(jié)使用的7-44，7-22，7-27風(fēng)機，為鞍山風(fēng)機二廠創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟效益。 　　又如為美國GE公司開發(fā)二臺離心風(fēng)機，一臺是替代現(xiàn)有的空調(diào)風(fēng)機，效率提高28％，噪聲降低5dBA，另一臺是用于美國一套高效中央空調(diào)示范系統(tǒng)的離心風(fēng)機，樣機在美國斯坦福大學(xué)與其他產(chǎn)品作現(xiàn)場對比試驗，受到一致好評。 　　另外，還為北京西山風(fēng)機廠開發(fā)了高性能消排軸流風(fēng)機系列和礦井對旋軸流風(fēng)機系列等產(chǎn)品。   四、5個系列模型總體介紹 4.1項目介紹 　　為滿足我國經(jīng)濟的快速發(fā)展對風(fēng)機的需求，提高風(fēng)機產(chǎn)品的技術(shù)水平，貫徹國家信息化部關(guān)于逐步淘汰落后產(chǎn)品，推廣新產(chǎn)品精神。沈陽鼓風(fēng)機研究所與清華大學(xué)流體所以國內(nèi)一流的風(fēng)機設(shè)計軟件開發(fā)、應(yīng)用和試驗研究能力的優(yōu)勢，強強聯(lián)合，于2005年3月立項，針對現(xiàn)有多數(shù)廠家生產(chǎn)的風(fēng)機系列型譜，本著以填補空白、高效節(jié)能為目標(biāo),并且盡可能代替用途廣泛的其它系列產(chǎn)品的原則，規(guī)劃并研制5個風(fēng)機系列模型。通過5年的時間，清華大學(xué)流體所對多種設(shè)計方案的整機復(fù)雜流場進行數(shù)值模擬，對風(fēng)機性能預(yù)估和優(yōu)化進行了幾百次氣動計算，沈鼓所加工制造了30多套風(fēng)機模型，進行了100多次試驗研究，已完成了本項目。5個風(fēng)機系列模型均達到了預(yù)期目標(biāo)。該系列模型性能均達到了國內(nèi)同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平，并已申報專利。 4.2風(fēng)機性能 　　5個系列的風(fēng)機模型其性能，除4-73系列模型外，均為曲線缺檔區(qū)域、并且無因次性能均在風(fēng)機產(chǎn)品選型時常用的區(qū)域，效率高。也就是用此模型模擬的產(chǎn)品具有廣泛的用途，性能實用、高效節(jié)能，解決了因選型困難而導(dǎo)致風(fēng)機性能不佳，效率低，產(chǎn)品機號大等問題。風(fēng)機效率均高于GB19761-2009《通風(fēng)機能效限定值及能效等級》標(biāo)準(zhǔn)中的節(jié)能指標(biāo)，面對市場有很強的競爭力，應(yīng)用前景非常廣闊。 4.35個模型的共同特點： 　　1、用途廣泛，除4-73系列模型外的4個系列模型為填補了通風(fēng)機系列型譜空白； 　　2、葉輪為后向板型葉片，因此電動機不易過載； 　　3、高效節(jié)能、高效區(qū)寬、噪聲低； 　　4、出口與進口動壓差小，可減小機號； 　　5、葉片進口磨損小，可延長葉輪的使用壽命； 　　6、加工方便，葉輪附有葉片展開圖。 五、主要業(yè)績 5個新型高效風(fēng)機系列模型應(yīng)用 　　沈陽鼓風(fēng)機研究所與清華大學(xué)流體所聯(lián)合開發(fā)的5個系列新產(chǎn)品模型，即6-35循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能風(fēng)機系列模型、5-55鍋爐鼓引節(jié)能風(fēng)機系列模型、6-24循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能風(fēng)系列模型。該5個系列風(fēng)機模型高效節(jié)能，已于2011年8月均獲國家專利。僅以其中的7-28循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能風(fēng)機系列模型為例：該風(fēng)機最高效率87%（能效等級1級：79%，能效等級2級（節(jié)能評價值）：76%），由此可見該風(fēng)機最高效率比能效等級2級（節(jié)能評價值）高出11個百分點，意味著如果達到同樣的流量和壓力，功率將下降約11個百分點，節(jié)能效果相當(dāng)可觀。 　　目前很多風(fēng)機廠家已應(yīng)用了高效節(jié)能產(chǎn)品系列模型，相似?；O(shè)計為產(chǎn)品，并獲得了可觀的經(jīng)濟效益。 　　重慶通用機械有限公司已經(jīng)生產(chǎn)4-73（板型葉片）№26F、4-2X73（板型葉片）№20F～№24F、5-2X55№29.5F及№20以下風(fēng)機共計30多臺。主要用于鋼廠除塵風(fēng)機、水泥廠窯頭及窯尾風(fēng)機。 　　四平鼓風(fēng)機有限公司已生產(chǎn)5-55№16D，用于煤氣加壓風(fēng)機。 　　石家莊風(fēng)機有限公司已生產(chǎn)4-73№10D、5-55№10D、7-28№8D，用于循環(huán)流化床。 　　湖北省風(fēng)機有限公司已生產(chǎn)6-2X35№24F～31F、6-35№5D～23D用于鋼廠除塵風(fēng)機、鋼廠鼓引風(fēng)機。 　　6-2X24№26F、6-24№8D～23D用于循環(huán)流化床、煤粉風(fēng)機。 　　5-2X55№20F～34F、5-55№7.5D～23.2D用于鋼廠鼓引風(fēng)機。 　　7-2X28№22F～28F、7-28№8D～24D用于循環(huán)流化床等。

：針對當(dāng)前國內(nèi)離心通風(fēng)機普遍存在的內(nèi)部氣流短路間隙過大的問題，進行了一次嚴(yán)格的對比測試，結(jié)果是：間隙由2mm增大到19mm，就使有效功率降低了一半。僅此一項造成的能源損失大約等于輸入功率的40%?，F(xiàn)在國內(nèi)正在生產(chǎn)和使用的離心通風(fēng)機的間隙一般都大于19mm。對此作者提出了風(fēng)機改造方案。 關(guān)鍵詞：離心通風(fēng)機；內(nèi)部氣流短路；氣流短路間隙；節(jié)能改造；性能測試 0引言 　　目前我國普通離心通風(fēng)機普遍存在的一個嚴(yán)重問題，就是其進風(fēng)口與葉輪之間的間隙（也叫輪蓋間隙）太大，造成機內(nèi)大量氣流短路。這既使風(fēng)量、風(fēng)壓和風(fēng)機效率大大降低，造成大量能源浪費，又嚴(yán)重影響了風(fēng)機使用現(xiàn)場的生產(chǎn)和工作：例如烘烤爐的風(fēng)量不夠，產(chǎn)量降低；正確設(shè)計的氣力輸送系統(tǒng)不能正常輸送物料；一套冶金或化工裝置由于總風(fēng)機抽力不夠?qū)е律a(chǎn)不正常；氣流干燥或流化床系統(tǒng)效果不佳等等。近二十多年來這方面的問題越來越嚴(yán)重了。本人在多個機電大市場和工廠看到的和實際用到的4-72、9-19、G4-73、Y4-73、Y5-48等，以及塑料風(fēng)機、多翼低噪聲離心風(fēng)機，其氣流短路間隙大多在20mm以上，很多達到25~35mm，鍋爐引風(fēng)機的間隙更大。造成這種狀況的原因是多方面的：有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)問題、小廠管理不善、用戶采購員不懂技術(shù)等等。但最主要的還是風(fēng)機行業(yè)的技術(shù)人員和管理人員存在的認(rèn)識問題，他們大多認(rèn)為間隙大了不好，會有些浪費，但并不相信會造成很嚴(yán)重的能源浪費。為了弄清楚這間隙的影響到底有多大，特進行了本次測試。 1測試方法和儀器 　　本次測試采取自由進口和管道出口裝置類型（B類）。 　　除非是有條件的專門測試場所適于用孔板、文丘里等裝置以外，一般的風(fēng)機性能測試多用L形標(biāo)準(zhǔn)皮托管做傳感器。但皮托管并不理想：風(fēng)速不能大于40m/s，有的標(biāo)明只能用于0~30m/s，精度也不高?，F(xiàn)在市場上有數(shù)字式風(fēng)速測量儀、流量測量儀，靈敏又方便，但其傳感器還是皮托管。皮托管之所以不能用于高風(fēng)速場合，主要是因為其靜壓測孔開在皮托管之外壁，當(dāng)風(fēng)速較高時，此處很難保留貼近管壁的滯留層，所以靜壓測不準(zhǔn)。 　　本次測試所用的主要儀器是小管徑全壓測量管，用Φ3.0的無縫不銹鋼圓管制作，其測量口一段逐漸縮小到直徑2mm，從測量口到直角彎的直管長度為管徑的20倍以上，并有專門的固定和調(diào)節(jié)裝置，使用很方便。靜壓測孔單獨開在被測風(fēng)管壁，與全壓管測量口處于同一橫截面內(nèi)。在測量點前后有足夠長度的情況下，可以認(rèn)為在同一個橫截面上的各點靜壓相等。顯示壓力用玻璃管U形壓力計。風(fēng)機為4-72A-4.5#-7.5kW-2900/min。風(fēng)管為DN250的PVC管，長3.8m，測量點距進風(fēng)端面2m，相當(dāng)于8倍管直徑。靜壓測孔直徑約2.2mm，外管直徑3mm。電壓測量用數(shù)字式萬用電表，電流測量用初級8匝的5倍電流互感器接數(shù)字電流表。 　　風(fēng)管出風(fēng)口的軸線上有一根螺桿，移動螺桿上的圓鋼板就可以調(diào)節(jié)閥門開度。這次的閥門開度共設(shè)7檔，圓鋼板到出風(fēng)口端面的距離分別是：0檔、1檔30mm、2檔70mm、3檔120mm、4檔200mm、5檔300mm和6檔全開。 　　為了驗證進風(fēng)口與葉輪之間的間隙對風(fēng)機性能的影響，這次為一個葉輪配制了2個不同的進風(fēng)口，一個與葉輪的間隙為2mm，另一個為19mm。這樣測試完一個后，只要換裝一個進風(fēng)口就可以再試第二個了。 3　數(shù)據(jù)處理 　　所用PVC管并不很圓，內(nèi)徑從241mm至245mm,截面積按直徑243mm計算,而測量孔開在245mm的直徑上。考慮到圓管中間和邊緣可能流速有差別，將圓面積平均分為三等分，即中間一個圓及兩個圓環(huán)。這三個部分的測量點都必須取在其內(nèi)外等面積的等分線上。這樣一來，實際上就是要將整個圓平均分成6等分，測量點分別設(shè)在第1、第3、第5個圓上。設(shè)這三個圓的半徑分別是R1、R2、R3，大圓半徑為R=122.5mm，則可推出： 　　R1＝(1/6)0.5R=0.4082R=50.00mm 　　R2＝(3/6)0.5R=0.7071R=86.62mm 　　R3=(5/6)0.5R=0.9129R=111.83mm 測量中，風(fēng)管內(nèi)的全壓取全壓管的讀數(shù)，動壓為全壓與靜壓之差?？諝鉁囟群蜐穸榷冀咏鼧?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，直接取數(shù)計算，空氣密度取1.2kg/m3。電動機的功率因素沒有實測，就取其銘牌上的0.8。 　　動壓、靜壓、全壓分別標(biāo)為pd、pj、pq，功率、輸入功率、有效功率分別標(biāo)為N、N、Ny，風(fēng)速、風(fēng)量、面積分別標(biāo)為U、Q、S，電流、電壓分別為I、V，則： 　　U=(2pd/1.2)0.5=1.291pd0.5（m/s） 　　Q=SU=0.7854&imes;0.2432&imes;3600U=166.968U(m3/h) 　　Ny=Qpq/3600000(kW) 　　N=1.732IV&imes;cosφ 　　由以上測量數(shù)據(jù)和計算公式，依次可計算出如下結(jié)果：5討論 　　由以上數(shù)據(jù)和圖表可以看出：離心通風(fēng)機內(nèi)部氣流短路間隙的大小對風(fēng)機性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響：間隙由2mm擴大到19mm，就使風(fēng)機總效率降低了將近40%；在輸入功率減少大約1/5的同時，有效功率減少了一半。僅此一項所造成的能源損失大約等于風(fēng)機輸入功率的40%?？梢韵嘈?，與低壓的4-72風(fēng)機相比，高壓的9-19等風(fēng)機對間隙更敏感。 　　在JB/T10563-2006一般用途離心通風(fēng)機技術(shù)條件中有規(guī)定： 　　“3.5.4進風(fēng)口與葉輪輪蓋進口間的徑向單側(cè)間隙為葉輪直徑的0.15%~0.45%，軸向重迭長度為葉輪直徑的0.8%~1.2%。&dquo;照此規(guī)定，直徑450mm的4.5#風(fēng)機的間隙應(yīng)為0.675~2.025mm，軸向重迭長度為3.6～5.4mm。照此標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在國內(nèi)正在使用的和正在生產(chǎn)的普通離心通風(fēng)機沒有一臺是合格的。 　　雖然國家標(biāo)準(zhǔn)要求很高，但若要達到標(biāo)準(zhǔn)的要求在我國現(xiàn)階段是不可能的。 　　1）　設(shè)計方面的原因：據(jù)了解，我國現(xiàn)用的離心通風(fēng)機制造技術(shù)基本上還是沿用前蘇聯(lián)在上世紀(jì)四、五十年代的標(biāo)準(zhǔn)。可以看出，風(fēng)機的發(fā)明人和后來的改進者在流體動力學(xué)方面考慮得很細，但對于在制造工藝中如何減少氣流短路這方面有所忽略。為了盡可能減少氣體渦流損失，將進風(fēng)口設(shè)計成特殊的弧線形，或叫雙喇叭形（見圖7），其直徑先逐漸縮小，然后又逐漸擴大一些，這樣就有了一個比中間的最小圓大一些的端面圓。風(fēng)機裝配時，多是先裝葉輪后裝進風(fēng)口，進風(fēng)口的端面圓必須小于葉輪輪蓋進口才能裝得進去。裝進去以后，現(xiàn)在國內(nèi)市場上的一般情況都是盡量使葉輪處于進風(fēng)口最小圓平面內(nèi)，這樣，實際間隙為S3,S3=S1+S2,這就必然有相當(dāng)大了。即使是進風(fēng)口端面正好處于葉輪輪蓋進口平面內(nèi)或稍許進去一點，這樣間隙可以達到最小，但在以后的檢修和熱膨脹都可能改變?nèi)~輪的軸向位置，也就會加大間隙?！?）　制作方面的原因：現(xiàn)在的絕大多數(shù)風(fēng)機廠都是人工冷作，工件的尺寸精度、圓度、同軸度都遠遠達不到要求，光是圓度誤差就超過間隙標(biāo)準(zhǔn)要求的幾倍；再加上工人技術(shù)不熟練、企業(yè)管理不嚴(yán)、市場對“間隙&dquo;沒有要求，所以一般的間隙都很大。一些塑料風(fēng)機、多翼低噪聲風(fēng)機的軸向間隙在20~35mm，顯然是生產(chǎn)者和采購者都沒有這方面的意識。 　　3）　政府缺乏技術(shù)監(jiān)督：過去有地方政府的行業(yè)監(jiān)督，對風(fēng)機產(chǎn)品實行抽樣測試，現(xiàn)在沒有了。 　　現(xiàn)在的風(fēng)機廠都把用于較高溫度場合的鍋爐引風(fēng)機等的間隙留得特別大，理由是考慮熱膨脹。其實這是一個誤區(qū)。因為進風(fēng)口是插在葉輪里面的；而且葉輪的溫度總是略高于進風(fēng)口，因為熱氣流對葉輪的對流換熱最好，對風(fēng)管和進風(fēng)口的傳熱要差一些，而且進風(fēng)口和風(fēng)管還有對外散熱的問題，葉輪則沒有。所以，當(dāng)氣體溫度升高后，兩者之間的間隙不是變小了，而是增大了，所以鍋爐引風(fēng)機等高溫風(fēng)機也不必加大間隙。 　　要想真正解決我國的離心通風(fēng)機間隙問題，避免嚴(yán)重的能源浪費，只有采取一個辦法：改變風(fēng)機的設(shè)計和加工方法，將葉輪和進風(fēng)口的配合部分改成圓柱面，并實行車削加工（見圖8）。只有這樣，才能達到必要的尺寸精度、圓度和同軸度，才能使氣流短路間隙不會因葉輪位置難以避免軸向移動而改變?！∽?010年上半年以來，我們根據(jù)此方法改造了1臺舊風(fēng)機，又在風(fēng)機廠定制了3臺，總共4臺。第一臺間隙2.55mm，第二、三臺間隙1.5mm,第四臺間隙2mm（就是這次測試用的）。投入使用后風(fēng)量、風(fēng)壓都明顯大了。這樣的改動所增加的氣流阻力損失應(yīng)是微乎其微的，制作成本也增加不多，目前這項技術(shù)已獲得專利。 　　4）　節(jié)能改造的效益估計 　　在全國離心通風(fēng)機的裝機容量和用電量，目前沒有參考數(shù)據(jù)。估計裝機容量和用電量大約都占到總量的1/10以上。按照這個比例，2010年全國發(fā)電量41　413億kWh，因為通風(fēng)機間隙增大的原因平均浪費40%的電量，按0.5元/k&middo;Wh計算，全國離心通風(fēng)機因此而浪費的總電價值為828億元/年。大量節(jié)約電能，就能減少以煤發(fā)電的環(huán)境污染，減少煤礦礦難。風(fēng)機質(zhì)量大幅提高對使用風(fēng)機場所提產(chǎn)降耗、改善環(huán)境也都大有裨益。 6結(jié)論 　　測試結(jié)果表明，離心通風(fēng)機內(nèi)部氣流短路間隙的大小對風(fēng)機性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響：間隙由2mm擴大到19mm，就使風(fēng)機總效率降低了近40%；在輸入功率減少大約1/5的同時，有效功率減少了一半。僅此一項所造成的能源損失大約等于風(fēng)機輸入功率的40%?，F(xiàn)在國內(nèi)正在生產(chǎn)和使用的離心通風(fēng)機中多數(shù)間隙在19mm以上，還有很多在30mm以上，浪費的電能比例更大。要想改變這種局面，必須改變離心通風(fēng)機的設(shè)計和加工方法，將進風(fēng)口和葉輪的配合部分改成圓柱面并進行車削加工。