引風(fēng)機運行電流偏差的原因分析及對策

呂樂禮

(徐州風(fēng)機有限公司，江蘇 徐州 221000）

引風(fēng)機運行電流偏差的原因分析及對策

呂樂禮

(徐州風(fēng)機有限公司，江蘇 徐州 221000）

本文結(jié)合多年的工作實踐經(jīng)驗及所處理的具體風(fēng)機運行案例，針對引風(fēng)機在實際運行電流與額定電流偏差較大原因做出分析，提出了相關(guān)的解決方案，保證了風(fēng)機及其他設(shè)備的安全運行。

風(fēng)機；電流；偏差；原因；對策

0 引言

徐州風(fēng)機有限公司給山東泰山石膏股份有限公司各個地區(qū)分公司配套循環(huán)烘干引風(fēng)機的工作中，常常能遇到引風(fēng)機實際運行時電流與額定電流偏差較大的現(xiàn)象。也有一些風(fēng)機專家學(xué)者對此問題發(fā)表了一些論文，提出了一些偏差原因，如煙道因素，風(fēng)機設(shè)備本身因素等等。由于這些因素的影響，對生產(chǎn)帶來不利,造成了一些能源浪費，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文通過風(fēng)機實例介紹了風(fēng)機電流偏大的原因及相應(yīng)的處理措施。

1 設(shè)備簡介

山東泰山石膏股份有限公司荊門分廠循環(huán)烘干引風(fēng)機是徐州風(fēng)機有限公司生產(chǎn)Y6-41-20#風(fēng)機,配Y400-6-355KW電機，技術(shù)參數(shù)見表1。

表1

式中：N——風(fēng)機功率，KW；U——電機電壓，V；cosφ——電機功率因數(shù)；ηe——電機效率。

風(fēng)機所需功率N的計算公式為：

2 引風(fēng)機電流偏差的原因分析

風(fēng)機電流I的計算公式為（1）：

式中：Q——風(fēng)機流量，m3/h；P—風(fēng)機全壓，Pa；η——風(fēng)機效率，%。

把（2）式代入（1）式即可得：

從（3）式中可以看出，影響引風(fēng)機電流大小參數(shù)有以下因素：風(fēng)機流量（Q）、風(fēng)機全壓（P）、風(fēng)機效率（η）、電機電壓、電機功率因數(shù)、電機效率和一些外在因素如介質(zhì)溫度、制造缺陷。在相同轉(zhuǎn)速的情況下，風(fēng)機全壓（P）、風(fēng)機效率（η）、風(fēng)機所需功率（N）分別與風(fēng)機流量（Q）之間的曲線關(guān)系即為風(fēng)機性能曲線。相同型號風(fēng)機無因次性能參數(shù)從理論上是相似的，但是當(dāng)風(fēng)機在特定的管網(wǎng)系統(tǒng)中工作時，實際工作狀況不僅取決于風(fēng)機本身的性能參數(shù)，還要取決于整個管網(wǎng)系統(tǒng)的特性曲線，這兩條系統(tǒng)曲線的交叉點決定風(fēng)機在管網(wǎng)系統(tǒng)中的運行狀況。由于管網(wǎng)特性曲線變化，使得引風(fēng)機在克服管網(wǎng)阻力上也發(fā)生了變化，當(dāng)管網(wǎng)阻力大于風(fēng)機設(shè)計阻力時，電機運行電流變小，反之，電機運行電流變大。示例如圖1。

圖1

3 引風(fēng)機電流偏差的影響因素

3.1 煙道系統(tǒng)的影響因素

煙道系統(tǒng)管網(wǎng)總阻力與通過煙道氣體流量之間的關(guān)系稱為管網(wǎng)的性能曲線,管網(wǎng)的P-Q關(guān)系見公式(4）。

式中，P——在管網(wǎng)中輸送介質(zhì)要消耗的壓力；Pst——克服管網(wǎng)自身損失所需要的壓力；Q——管網(wǎng)中介質(zhì)流量；K——管網(wǎng)阻力比例系數(shù)。

由式（4）可知在相同風(fēng)機流量下，在管網(wǎng)系統(tǒng)中為輸送介質(zhì)所要消耗的壓力與管網(wǎng)阻力比例系數(shù)和克服管網(wǎng)自身損失所需要的壓力有關(guān)。管網(wǎng)自身損失所需要的壓力與管網(wǎng)的截面積，管網(wǎng)的安裝方位及安裝距離等參數(shù)有關(guān)。

3.2 A、B側(cè)管網(wǎng)阻力比例系數(shù)不同

圖2 AB煙道特性曲線

對引風(fēng)機性能實驗可以得出管網(wǎng)系統(tǒng)特性曲線數(shù)和引風(fēng)機特性曲線（見圖2）。由于A側(cè)引風(fēng)機管網(wǎng)中比B側(cè)引風(fēng)機管網(wǎng)中多出了一些節(jié)能設(shè)備，故A側(cè)引風(fēng)機管網(wǎng)阻力比例系數(shù)比B側(cè)引風(fēng)機管網(wǎng)阻力系數(shù)要大一些。引風(fēng)機在管網(wǎng)中運行時，是靠引風(fēng)機自身的靜壓來克服管網(wǎng)中的名種沿程阻損失。為了能夠保證生產(chǎn)系統(tǒng)的正常生產(chǎn)運行，所以A引風(fēng)機自身靜壓(PstA)比B引風(fēng)機自身的靜壓（即PstB）要大，如不這樣，就會導(dǎo)致管網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)正壓現(xiàn)象，使管網(wǎng)中的介質(zhì)不能被完全排出，直接影響生產(chǎn)工作，嚴(yán)重時會出現(xiàn)損壞設(shè)備現(xiàn)象。

風(fēng)機動壓（Pd）的計算公式為：

式中，P——壓力損失(Pa)；V——風(fēng)機出口流速(m/s)；ρ——氣體密度(kg/m)；ξ——管網(wǎng)固有的阻力系數(shù)。

當(dāng)管網(wǎng)中流量介質(zhì)不變時，A、B兩側(cè)引風(fēng)機的靜壓與動壓關(guān)系：PstA＞PstB、PdA=PdB。所以A側(cè)引風(fēng)機所要產(chǎn)生壓力比B側(cè)引風(fēng)機所要產(chǎn)生壓力高。

3.3 系統(tǒng)靜壓頭不同

在工作中，A側(cè)管網(wǎng)和B側(cè)管網(wǎng)由于灰塵比重大小不一樣，在管網(wǎng)中會有積灰現(xiàn)象的存在。由于B側(cè)管網(wǎng)進(jìn)出口壓差長期比A側(cè)管網(wǎng)進(jìn)出口差壓大，所以A側(cè)管網(wǎng)中積灰比B側(cè)管網(wǎng)中積灰嚴(yán)重，以致A側(cè)管網(wǎng)系統(tǒng)靜壓頭要大于B側(cè)管網(wǎng)系統(tǒng)靜壓頭（見圖3），從而使得A、B側(cè)管網(wǎng)特性曲線值不同，為能保證生產(chǎn)設(shè)備的正常工作，這時A側(cè)引風(fēng)機全壓比B側(cè)引風(fēng)機全壓要高。

圖3 AB側(cè)引風(fēng)機運行工作點

3.4 風(fēng)機性能參數(shù)未達(dá)到設(shè)計參數(shù)，所造成的缺陷

（1）制造質(zhì)量差并未按圖紙尺寸（如風(fēng)機蝸舌部分、葉片安裝角度及葉型尺寸、安裝的軸向及徑向間隙等等）。

（2）風(fēng)機聯(lián)接管道設(shè)計不合理（如風(fēng)機進(jìn)出口管道存在變徑不合理，管道彎頭過多，法蘭錯位等導(dǎo)致進(jìn)口流場不均，使渦流流進(jìn)入葉輪內(nèi)部）。

若存在以上兩點時會導(dǎo)風(fēng)機特性曲線從P-Q變?yōu)镻1-Q2，如圖4所示。

在通常情況下，批量生產(chǎn)風(fēng)機時有工裝工位等生產(chǎn)保證措施，風(fēng)機性能參數(shù)不會有太大變化，但如果用戶安裝不合理，就會導(dǎo)致風(fēng)機性能參數(shù)改變。

根據(jù)工作經(jīng)驗，產(chǎn)品使用后情況統(tǒng)計，影響風(fēng)機性能的變化，應(yīng)當(dāng)以具體情況而定。

圖4 P-Q曲線

3.5 風(fēng)機工作介質(zhì)溫度對運行電流的影響

當(dāng)風(fēng)機工作介質(zhì)溫度比設(shè)計溫度高時,風(fēng)機運行電流小,當(dāng)工作介質(zhì)溫度比設(shè)計溫度低時,風(fēng)機運行電流大,對同一種氣體,其密度的變化根據(jù)氣體壯態(tài)方程可得:

其中pm,Qm,Pm,ηm,Bm,Tm,ρm,tm分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓(Pa)、流量(m3/s)、功率產(chǎn)(KW)、效率(%)、大氣壓(Pa)、熱力學(xué)溫度(K)、密度(Kg/m3)、攝氏溫度(℃)、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓Bm=101 325Pa,沒有下標(biāo)m的符號是實際工作條件下的參數(shù)。

3.6 風(fēng)機設(shè)備本身的其他因素

泄漏損失,如葉輪與進(jìn)氣口的間隙太大、管道不嚴(yán)等引起流量不夠,此外,因流量與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比,當(dāng)轉(zhuǎn)速波動時也將引起流量的不夠或增大。

4 減小引風(fēng)機電流偏差措施

4.1 在引風(fēng)機的設(shè)計和安裝上，盡量對管網(wǎng)中各個設(shè)備的幾何形狀及數(shù)量，合理設(shè)計選用，必須對風(fēng)機安裝條件及其管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計合理匹配，嚴(yán)格保證制作質(zhì)量。

4.2 選型時要考慮風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)工況介質(zhì)溫度下的技術(shù)參數(shù)與實際運行介質(zhì)溫度的修正方法,保證流量與全壓數(shù)值變化不大。

4.3 管網(wǎng)系統(tǒng)靜壓力對引風(fēng)機電流偏差的影響很大，須防止煙道有漏風(fēng)現(xiàn)象，防止管網(wǎng)中有積灰。

4.4 保證風(fēng)機各部件正確的裝配間隙,減少泄漏損失。保證供電電壓，使風(fēng)機的實際運行轉(zhuǎn)速與設(shè)計轉(zhuǎn)速相等。

5 總結(jié)

引風(fēng)機是生產(chǎn)企業(yè)的重要設(shè)備，如何使引風(fēng)機的運行處在最佳工況，不僅是生產(chǎn)企業(yè)所要面臨解決的問題，同時也是風(fēng)機廠家再選擇風(fēng)機型號時要充分考慮各方面的壓力損失的問題，使引風(fēng)機運行在合理有效的工作區(qū)域。

[1]朱建國，殷思民.通風(fēng)系統(tǒng)的減阻與節(jié)能[J].風(fēng)機技術(shù)，2004(1):41-42.

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1003-5168(2014)03-0130-02