风机已有悠久的历史。2000多年前,中国、巴比伦、波斯等国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。12
中国古代的水力风车
中国古代的水力风车
世纪以后,风车在欧洲迅速发展。中国在公元前就已制造出简单的木制砻谷风车,它的作用原理与现代离心风机基本相同。
公元7世纪在西亚—大概在叙利亚,建造了**批风车。世界上的这个地区有强风,几乎总是朝着相同的方向吹,因此就面向盛行风而建造了这些早期风车。它们看上去不像如今所见到的风车,而是有着竖式轴,轴垂直排列着翼,与旋转木马装置上排列着木马很相似。
12世纪末在西欧出现了**批风车。有些人认为,在巴勒斯坦参加了十字军东侵的士兵们回家时带回了关于风车的信息。但是,西方风车的设计与叙利亚的风车迥然不同,因而它们可能是独立发明出来的。典型的地中海风车有着圆形石塔和朝向盛行风安装的垂直翼板。它们仍用于磨碎谷物。 [5]
1862年,英国的圭贝尔发明离心风机,其叶轮、机壳为同心圆型,机壳用砖制,木制叶轮采用后向直叶片,效率仅为40%左右,主要用于矿山通风。
1892年法国研制成横流风机;
横流风机
横流风机
1898年,爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心风机,并为各国所广泛采用;
19世纪,轴流风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风,但其压力仅为100~300帕,效率仅为15~25%,直到二十世纪40年代以后才得到较快的发展。
1935年,德国首先采用轴流等压风机为锅炉通风和引风。
1948年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流风机;旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机;
1874年成立的Clarage公司,于1997年被美国双城风机集团并购,成为至今较老的风机制造商之一,风机的发展也都获得了长足进步。
1880年,人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳,和后向弯曲叶片的离心风机,结构已比较完善了。1892年法国研制成横流风机 [3] 。
安装原因:
机械安装不当,零部件错位,预负荷大
轴系对中不良
机器几何参数(如配合间隙、过盈量及相对位置)调整不当
管道应力大,机器在工作状态下改变了动态特性和安装精度
转子长期放置不当,改变了动平衡精度
未按规程检修,破坏了机器原有的配合性质和精度 [4]
操作运行不当:
工艺参数(如介质的温度、压力、流量、负荷等)偏离设计值,机器运行工况不正常
机器在**转速、**负荷下运行,改变了机器的工作特性
运行点接近或落入临界转速区
润滑或者冷却不良
叶轮局部损坏或结垢
启停机或升降速过程操作不当,暖机不够,热膨胀不均匀或在临界区停留时间过久 [4]
设备劣化:
长期运行,转子挠度增大或动平衡劣化
转子局部损坏、脱落或产生裂纹
零部件磨损、点蚀或腐蚀等
配合面受力劣化,产生过盈不足或松动等,破坏了配合性质和精度
机器基础沉降不均匀,机器壳体变形。 [4]
风机在不同频率下的节能率
从流体力学原理得知,风机风量与电机转速功率相关:风机的风量与风机(电机)的转速成正比,风机的风压与风机(电机)的转速的平方成正比,风机的轴功率等于风量与风压的乘积,故风机的轴功率与风机(电机)的转速的三次方成正比(即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比): [7] 请看风机定律
根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。
例如:将供电频率由50Hz降为45Hz,
则P45/P50=453/503=0.729,
即P45=0.729P50将供电频率由50 Hz降为40Hz,
则P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50
(1)锅炉风机的变频节能改造: [2]
锅炉的变频节能改造通常是指对锅炉风机的变频节能改造。
锅炉风机在设计时是按较大工况来考虑的,在实际使用中有很多时间风机都需要根据实际工况进行调节,传统的做法是用开关风门、阀门的方式进行调节,这种调节方式增大了供风系统的节流损失,在启动时还会有启动冲击电流,且对系统本身的调节也是阶段性的,调节速度缓慢,减少损失的能力很有限,也使整个系统工作在波动状态;而通过在锅炉风机上加装变频调速器(装置)则可一劳永逸的解决好这些问题,可使系统工作状态平缓稳定,并可通过变频节能收回投资。锅炉的变频改造方案一例如下:
锅炉风机的装机概况:2×75KW,1×55KW。
所有风机均采用一对一(即 一台变频器配一台电机)的配置 方式,保留原工频系统且与变频系统互为备用,一般情况下的调 节方式均为开环调节 [7] 。
(2)投资与节能:
变频节能系统(装置)在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%,在风机这类设备的一般应用的节能效果平均也可做到20-50%,在未受到其它因素的影响的情况下一般可取平均值,这些节能效果平均值是由实际应用中得到,*性数据可由市场上公开出售的资料(书)查到;通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知:变频节能系统(装置)的投资回收期一般为6-15个月(这是经验值也是*数据) [8] 。
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