风机水泵压缩机变频调速节能技术讲座(4)

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1、风机水泵压缩机变频调速节能技术讲座（三）作者：国家电力公司热工研究院自动化所徐甫荣三、风机变频调速节能效果的计算方法1风门开度与风量的关系风机的风门开度(叶片角度)与风量之间的关系是非线性的，不同类型的风机的风门开度(叶片角度)与风量之间的关系也是不一样的。从图1、图2可以看出：离心式风机在不同风门开度时的特性曲线之间的间隔是不均匀的，也就是说其线性度很差；而轴流式风机在不同叶片角度时的特性曲线之间的间隔是比较均匀的，也就是说其线性度较好；不同类型的风机在相同的风门开度(叶片角度)(%)时的风量(%)也是不一样的。见图8所示。表1离心式风机风门开度与风量、风压和节电率的

2、关系表2静叶可调轴流风机的叶片角度和风量、风压及节电率的关系表3动叶可调轴流风机的叶片角度和风量、风压及节电率的关系表4离心式风机采用不同的拟合法时风门开度与风量的关系就拿离心式风机来说，可以在图3上画一条阻力曲线，与不同风门开度的特性曲线的交点即为不同风门开度时的工作点，由各个工作点读出的风门开度、风量及风压的关系数据列于表1，不同风门开度与风量之间的关系则画于图8。根据图3、图4，用同样的方法可以作出静叶可调和动叶可调的轴流式风机不同叶片角度与风量之间的关系，其数据列于表2、表3，曲线画于图8。图8不同类型的风机的风门开度(叶片角度)与风量之间的关系由图8可以看出，

3、离心式风机的风门开度—风量曲线的线性度最差：小风门时，随着风门的开大，风量增大很快；当风门开度大到50%以上时，风量增大的速度明显放慢，当风门开度大到75%以上时，风量增大已不太明显了。而静叶可调轴流风机的叶片角度—风量曲线就要显得平坦一些了，动叶可调轴流风机的叶片角度—风量曲线就接近线性了。并且可以看出，在相同的风门开度(叶片角度)%时，离心式风机的风量最大，其次是静叶可调轴流风机，而动叶可调轴流风机的风量最小。因此，在相同的风门开度(叶片角度)%时，离心式风机的节电率最小，其次是静叶可调轴流风机，而动叶可调轴流风机的节电率最大。而在相同的风量时，由于三种风机的轴功率

4、不同(见表4，表5)：离心式风机的轴功率最大，其次是静叶可调轴流风机，而动叶可调轴流风机的轴功率最小；所以离心式风机的节电率最大，其次是静叶可调轴流风机，而动叶可调轴流风机的节电率最小。由于大多数风机为离心式风机，所以我们把离心式风机作为重点来讨论。在知道了不同工况的风门开度时，就可以用查表的方法求出风量和风压值，并以此作为节能计算的依据。因为查表的方法比较麻烦，所以也常常用函数逼近的方法来计算，但同时也带来了误差。常用的函数逼近方法有开平方法、三角函数法等。开平方法是将风门开度和风量数据都标么化为0～1(0～100%)，再将风门开度数据开平方，即可得到风量数据的标么值

5、(0～100%)；三角函数法则先将风门开度数据标么化为a=00～900，风量数据标么化为0～1(0～100%)，再用三角函数q=sina求出对应的风量标么值。离心式风机采用不同的拟合法时风门开度与风量的关系数据见表4，查表法和函数逼近法算出的风门开度/风量的关系均画于图9。图9离心式风机使用不同的逼近方法时的风门开度与风量的关系曲线由图9可见，开平方法在小风门段的风量要大于查表法，而在大风门段又小于查表法；三角函数法的全程风量都要低于查表法，并且三角函数法的误差要大于开平方法。其实即使是用查表法得出的数据也是有误差的，因为用的是典型的离心式风机的特性曲线，与实际风机的特

6、性曲线还是有差别的，最好使用实际风机的特性曲线，与实际的阻力曲线的交点为工作点得出的数据才是最准确的数据，但是实际的阻力曲线是很难绘出的。风机的特性曲线就好像是人的身份证，其中包含了风机的所有的信息！但是现场很难找到风机的特性曲线，就只能向风机的制造厂家索取了，实在找不到时就只能用典型的离心式风机的特性曲线作为计算的依据了。2不同风量和不同控制方式时的轴功率由于现场数据调查表中提供的风机轴功率一般不是风机的额定轴功率，而是电动机的额定输出功率；而用风机的额定风量、风压和效率来计算风机的额定轴功率，又因为没有风机效率数据以及给出的风量和风压数据明显有误，所以也不是风机真正

7、的额定轴功率；即使有风机的额定轴功率数据，由于锅炉(窑炉)的阻力曲线也不能精确计算，所以当风门全开时的风机轴功率与其额定轴功率也会有出入：如风道的阻力过大，则因为风压增大，会使风机的轴功率超过其额定轴功率；反之如风道的阻力过小，则因为风压减小，而会使风机的轴功率低于其额定轴功率等等！因为工程中不乏这样的案例：有的风机在风门全开运行时，其电动机的电流还远远小于额定电流；而有的风机在风门开度尚不到50%时，其电动机已因过载而跳闸了。图10离心式风机在不同调节方式时的轴功率和效率曲线那么到底应当如何计算当风门全开时的风机轴功率呢？这个数据对于节