鍋爐風機調節的經濟性分析

【摘要】: 對風機的各種調節進行闡述，如節流調節，導流器調節，變速調節，葉片調節等等，并對各方法的經濟性進行比較分析.得出在風機改造中葉片調節的可行性。

【關鍵詞】:風機 調節 經濟性分析

現在電廠中主要存在以下幾種風機：送風機、吸風機、一次風機、排粉機等等。這些風機在運行中尚存在不少問題，如有的設備陳舊，效率低，需要改造，有的設備選擇的裕量過大，長期在低效率區運行，有的風機調節方式只求簡便，忽視對運行經濟性的影響等等。這就要求我們對現存的不合理的風機進行改造，而改造方法的選擇以及各種方法的經濟性分析就變的極為重要。如我廠二期的一次風機在中速磨改造以后，就造成了風機裕量過大，因此我們對改造后的中速磨所對應的一次風機也進行了改造，將每片葉片在徑向外側切除100mm，以此降低風機的容量，提高了效率和經濟性。

風機的調節是為了改變風機的流量，以滿足實際工作的需要，故風機的調節又稱流量調節，改變風機的流量既要改變工況點，工況點是風機性能曲線與管網性能曲線的交點，那么，無論是改變風機的壓力曲線或是管網性能曲線都可以實現風機的調節。

1，改變管網性能曲線

在風機的進氣管或排氣管上設置節流閥或風門來控制流量的方法就是改變管網性能曲線的調節法。這時風機的壓力除了克服管網阻力以外，還要克服閥門中壓力損失，這種方法雖然結構簡單，操作容易，但是由于人為增加管網阻力，多消耗了一部分功，故不經濟，在調節范圍不大，尤其是小型風機常采用這種調節方法。

2，改變風機的性能曲線

當管網性能曲線不變時，可以改變風機的性能曲線，工況點沿著管網性能曲線移動，以達到調節流量的目的，從原理上講，有以下幾種方法可以改變風機的性能曲線。

（1）改變風機的轉速

變轉速的方法很多，如改變原動機（直流電動機、多速交流電動機、汽輪機）的轉速，或

是改變傳動機構——更換皮帶輪或齒輪、液力聯軸節等以改變傳動比。但是這些方法在風機

改造中很少用，如電動機直聯或聯軸器直聯的風機一般不能改變轉速；風機由于功率不大，

一般也不用汽輪機驅動；小功率的風機有時用改變皮帶輪的方法改變轉速。在改變轉速時，

要注意葉輪強度和電動機的負荷，都不能超過允許值，在實際運作中有很大的局限性。

（2）入口導流器調節

在葉輪進口前設置導流器，通過改變導流器葉片安裝角，使之進入葉輪的氣流方向發生變化，

從而使風機性能曲線改變的方法，叫進口導流器調節。進口導流器的結構有兩種：軸向導流器及徑向導流器，軸向導流器一般是用于風機沒有進氣箱的情況，風機進口設置進氣箱時，可用徑向導流器，此時改變進口導流器葉片安裝角時，風機性能曲線變化，風機性能的變化是由于進入葉輪氣流方向的改變。這種調節方法結構比較簡單，故在風機中被廣泛采用。應注意的是，氣流中灰塵較多，氣溫過高時，由于灰塵的附著熱膨脹容易引起事故，這時不宜采用進口導流器調節，如用時得采用一定的措施避開上述情況。

（3）改變風機葉輪的長度

每臺風機在其設計工況及其附近工作時，具有較高的效率，但機組的額定出力變化或管道阻力變化時，常使風機的容量過大或過小，容量過大，將引起調節時帶來損失的問題，容量過小，不能滿足使用上的需要。為此就需要對已有的風機進行改造，而現場改造風機的最簡單的方法就是切割或加長葉片。例如某電廠的一臺一次風機，耗電量大，經試驗發現是風機出力太大，則將葉輪直徑由原來的1900mm切割成1800mm，風機耗電量降低16kw，效率提高4%，全年節電110千度。

切割葉輪外徑將使風機的流量、揚程、功率降低；接長葉輪的外徑則使流量、揚程、功率增加。葉輪外徑改變后，原葉輪在幾何形狀上并不相似，但當改變量不大時，可近似的認為葉片切割前后出口角不變，流動狀態近乎相似，因而可以借用相似定律對切割前后的參數進行計算。

葉輪外徑的改變對流量、揚程、功率的影響程度對于低比轉速數和中、高比轉數的泵與風機是不同的。

對低比轉數的風機來說，葉輪外徑稍有變化，其出口寬度變化不大，甚至可以認為沒有什么變化，即，在這種情況下，若轉速保持不變，當葉輪外徑由 變化到 時，其流量、揚程和功率的變化關系如下：

對中、高比轉數泵與風機來說，當切割與接長葉輪外徑時，轉速不變，葉輪出口寬度變化稍大，而切出口寬度往往和直徑成反比，即，在這種情況下，當葉輪外徑變化時，流量、揚程、功率變化如下：

公式中，，，，為葉輪切割前的流量、揚程、功率和外徑。，為葉輪切割后的揚程、流量、功率和外徑。以上六個公式稱為切割定律。必須指出它與相似定律在本質上是完全不同的。

在實際應用切割定律時，通常采用繪制切割拋物線的方法，切割前后的揚程和流量之間存在著如下函數關系： ，這是以坐標原點為頂點的拋物線，通常稱為切割拋物線。它只說明切割前的揚程和流量與切割后的揚程和流量，在同一條拋物線上互相對應。只有在切割拋物線上的對應點上才符合葉輪的切割定律。但并不表明切割前后的等效關系，即切割前后的工況并不絕對相似。利用切割拋物線就可以確定輸出量減少多少，葉輪應切割多少的問題。

切割葉片調節改造后效率有所下降但經濟性比節流法調節要好，并且改造技術比較成熟，改造花費不高，能為電廠所接受。故電廠多選擇切割葉輪外徑來調節減少風機容量并輔以入口導流器調節來適應機組變負荷時的不同的風量及風壓要求。

3.各種調節方法的比較

通過對以上幾種方法的比較，雖然切割法葉片切小后，外徑與殼的間隙變大，流動損失和泄露損失必將增大，使內效率降低，但從投資和經濟性考慮，切割應是比較成功的方式，在實際工作中我們也可以結合幾種方式，以求達到最佳調節效果。

參考文獻

1 《泵與風機節能技術問答》 吳強民 中國電力出版社

2 《泵與風機》 重慶大學 郭立君 水利電力出版社

3 離心泵葉輪切割量的確定 虞之曰 流體機械1997（2）

4 離心風機的節能改造 劉源泉 流體機械