風(fēng)機風(fēng)門開度與電機用電率的計算

風(fēng)門開度與風(fēng)量的關(guān)系：

風(fēng)機的風(fēng)門開度(葉片角度)與風(fēng)量之間的關(guān)系是非線性的，不同類型的風(fēng)機的風(fēng)門開度(葉片角度)與風(fēng)量之間的關(guān)系也是不一樣的。離心式風(fēng)機在不同風(fēng)門開度時的特性曲線之間的間隔是不均勻的，也就是說其線性度很差；

離心式風(fēng)機各個風(fēng)門開度、風(fēng)量及風(fēng)壓的關(guān)系數(shù)據(jù)列于下表1，離心式風(fēng)機的風(fēng)門開度+風(fēng)量曲線的線性度很差：小風(fēng)門時，隨著風(fēng)門的開大，風(fēng)量增大很快：當風(fēng)門開度大到50％ 以上時，風(fēng)量增大的速度明顯放慢，當風(fēng)門開度大到75％以上時，風(fēng)量增大已不太明顯了。

在知道了不同工況的風(fēng)門開度時，就可以用查表的方法求出風(fēng)量和風(fēng)壓值，并以此作為節(jié)能計算的依據(jù)。

表1 離心式風(fēng)機風(fēng)門開度與風(fēng)量，風(fēng)壓和節(jié)電率的關(guān)系

風(fēng)門開度（度）風(fēng)門開度（%） 風(fēng)量（%）      風(fēng)壓（%）       節(jié)電率

10。     11.1％    25．O％  10．O％    9O％

15。     16．7％   35．0％  l5．0％    80％

20。     22 2％    45．0％  22.O％     70％

25。     27．7％   55．O％  32．0％    60％

30。     33_3％    61．7％  42．O％    50％

35。     38 9％    68.3％   50．0％    40％

40。     44．4％   76．7％  60．0％    30％

45。     50．0％   81．7％  68．0％    20％

50。     55 6％    83．3％  75 0％     16％

55。     61．1％   85．5％  80．0％    l3％

60。     66．7％   88.3％   84．0％    10％

65。     72．2％   90．8％  87。3％    7％

70。     77，8％   93.1％   90。4％    5％

75。     83．3％   95．1％  93。3％    3％

80。     88．9％   96.7％   95.8％     2％

85。     94．4％   98．8％  98．O％    0％

90。     1O0．0％  1O0．O％  100．O％  一4％

2 不同風(fēng)量和不同控制方式時的軸功率

由于現(xiàn)場數(shù)據(jù)調(diào)查表中提供的風(fēng)機軸功率一般不是風(fēng)機的額定軸功率，而是電動機的額定輸出功率；而用風(fēng)機的額定風(fēng)量、風(fēng)壓和效率來計算風(fēng)機的額定軸功率，又因為沒有風(fēng)機效率數(shù)據(jù)以及給出的風(fēng)量和風(fēng)壓數(shù)據(jù)明顯有誤，所以也不是風(fēng)機真正的額定軸功率：即使有風(fēng)機的額定軸功率數(shù)據(jù)，由于鍋爐(窯爐)的阻力曲線也不能精確計算，所以當風(fēng)門全開時的風(fēng)機軸功率與其額定軸功率也會有出入：如風(fēng)道的阻力過大，則因為風(fēng)壓增大，會使風(fēng)機的軸功率超過其額定軸功率；反之如風(fēng)道的阻力過小，則因為風(fēng)壓減小，而會使風(fēng)機的軸功率低于其額定軸功率等等!因為工程中不乏這樣的案例：有的風(fēng)機在風(fēng)門全開運行時，其電動機的電流還遠遠小于額定電流；而有的風(fēng)機在風(fēng)門開度尚不到50％時，其電動機已因過載而跳閘了。

那么到底應(yīng)當如何計算當風(fēng)門全開時的風(fēng)機軸功率呢?這個數(shù)據(jù)對于節(jié)能計算來說又是至關(guān)重要的!很多的節(jié)能計算出現(xiàn)較大誤差的原因主要就是不能精確的計算出當風(fēng)門全開時的風(fēng)機軸功率。工程上有一種計算方法算出的風(fēng)門全開時的風(fēng)機軸功率較為準確，即根據(jù)某一風(fēng)門開度時的電動機運行功率來反推風(fēng)門全開時的風(fēng)機運行功率(包括電動機的損耗)。

 

3 調(diào)速范圍的確定

當風(fēng)機采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時，其風(fēng)量和風(fēng)壓可用比例定律計算，在確定調(diào)速范圍時應(yīng)兼顧風(fēng)量和風(fēng)壓的要求，一般這時將風(fēng)門開到最大，僅用轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量，并留有一定的風(fēng)壓裕量。所以一定要知道生產(chǎn)工藝所要求的最小風(fēng)壓，作為確定最低轉(zhuǎn)速的根據(jù)。當然， 當最小風(fēng)壓要求低于最小風(fēng)量要求時，可以風(fēng)量要求為準。注意：這只是最低轉(zhuǎn)速，不能作為節(jié)能計算的轉(zhuǎn)速依據(jù)；節(jié)能計算時應(yīng)以中心調(diào)節(jié)頻率為準，中心調(diào)節(jié)頻率則為最低頻率和額定頻率(50Hz)的中心值。如最低調(diào)速頻率為3OHz，則中心調(diào)節(jié)頻率為40Hz，為額定轉(zhuǎn)速的80％。

 

4 節(jié)能效果的計算

風(fēng)機的調(diào)速節(jié)能效果計算比較簡單，由于風(fēng)機系統(tǒng)一般不存在反壓，所以風(fēng)機調(diào)速運行時消耗的電功率可以直接用比例定律求得。注意使用的工頻運行電功率應(yīng)

為采用風(fēng)門調(diào)節(jié)時風(fēng)機實際消耗的電功率，而不是電動機的額定電功率。而轉(zhuǎn)速也應(yīng)為中心調(diào)節(jié)頻率(轉(zhuǎn)速)，而不是最低(頻率)轉(zhuǎn)速。關(guān)鍵的是要根據(jù)風(fēng)門開度數(shù)據(jù)測算出準確的風(fēng)量數(shù)據(jù)，才能準確算出節(jié)電率來。最準確的是根據(jù)各種工況下的風(fēng)量、風(fēng)壓和電動機電流數(shù)據(jù)進行計算：其次是根據(jù)風(fēng)機的特性曲線以及風(fēng)門開度和電流數(shù)據(jù)進行計算，風(fēng)門開度決定節(jié)電率，而電動機電流的大小則決定節(jié)電量；最后就只能根據(jù)風(fēng)門開度數(shù)據(jù)用查表法和函數(shù)逼近法算出風(fēng)量來，然后根據(jù)風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比進行計算了。不論用哪種方法計算，風(fēng)門開度的準確性都是致關(guān)重要的!其次就是風(fēng)量的計算尤為關(guān)鍵，它對計算結(jié)果的影響可謂是：“失之毫厘，差以千里”!例如在表4中，開平方法和查表法相比，在45。(50％)風(fēng)門開度時，其風(fēng)量的數(shù)值相差1 1％!算出的節(jié)電率分別為45．9％和16．5％，相差29．4％!而函數(shù)法和查表法相比，在40。(44．4％)風(fēng)門開度時，其風(fēng)量的數(shù)值相差12．4％!算出的節(jié)電率分別為57．4％和27．7％ ，相差29．7％!當然這是最大誤差，但是對于節(jié)電率來說，就是相差3％～5％都是非常敏感的，更別說是30％了!對節(jié)電量和節(jié)約電費以及投資回報來講，則更是有天壤之別了。所以說“失之毫厘，差以千里”是一

點也不過分的。

所以風(fēng)量的計算一定要慎之又慎!

某電站鍋爐為75t／h循環(huán)流化床鍋爐，其送風(fēng)機(一次風(fēng)機)為離心式風(fēng)機，設(shè)計裕量較大，在滿負荷時入口風(fēng)門開度僅為70％(出口風(fēng)門全開)，每天運行時間為8h：80％ 負荷時風(fēng)門開度為55％ ，每天運行時間為10h；60％負荷時風(fēng)門開度為45％(低于44％開度時風(fēng)壓報警)，每天運行時間為6h。試計算變頻調(diào)速節(jié)能改造后的節(jié)能效果。

風(fēng)機參數(shù)： 額定風(fēng)壓：2 20 00P a，

運行風(fēng)壓： ≥10000Pa，≤10000Pa~警：

額定風(fēng)量：66000m ／h，滿負荷運行風(fēng)量：55000m ／h。

電動機參數(shù)：額定功率：560kW ，額定電壓：6000V：

額定電流：65．4A，滿負荷運行電流：42A；

額定轉(zhuǎn)速：1486r／min；功率因數(shù)：0．85；

額定效率：95％。

解：首先確定調(diào)速范圍，風(fēng)機采用變頻調(diào)速時，風(fēng)門全開，全速運行時輸出額定風(fēng)壓22000Pa，根據(jù)比例定律，為保證最低風(fēng)壓10000Pa時的轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的67．49％，為了留有風(fēng)壓裕量，最低轉(zhuǎn)速取額定轉(zhuǎn)速fl~J70％(1036 r／min)，

變頻器的最低輸出頻率為35Hz。

(a)滿負荷時風(fēng)門開度為70％ ，由表1可查得風(fēng)量約為90％ ，變頻調(diào)節(jié)時可在90％轉(zhuǎn)速下(45Hz)運行，此時的風(fēng)壓為17820Pa，滿足最低風(fēng)壓要求。由表5可查得此時的電動機功率為全風(fēng)量功率的80％。風(fēng)機在滿負荷時的運行電流為42A，電動機的功率為：Pd=1．732×6000X42X0．85=37lkW ：當風(fēng)機在94％轉(zhuǎn)速運行時，其消耗的電功率為：Pb=37 1 kW ／0．80× O．90 ／0．96=352kW ．

節(jié)省電功率：A P=Pd—Pb=371kW 一352kw=l9kw

節(jié)電率為：A P／Pd=5．12％。

(b)80％負荷時風(fēng)門開度為55％ ，由表1可查出風(fēng)量約為83％ ，變頻調(diào)節(jié)時可在83％轉(zhuǎn)速(41．5Hz)T運行，此時的風(fēng)壓為15150Pa，滿足最低風(fēng)壓要求。由表5可查得此時的電動機功率為全風(fēng)量功率的73％ 。風(fēng)機在80％負荷時的運行電流為40A，電動機的功率為：Pd=1．732× 6000 X 40 X 0．85=353kW ：當風(fēng)機在87％轉(zhuǎn)速運行時，其消耗的電功率為：Pb=353kW ／0．73 X 0．83 ／0．96=288kW ：

節(jié)省電功率：A P=Pd—Pb=353kW 一288kW=65kW ：

節(jié)電率為：65kW／353kW=18．4％。

(c)60％負荷時風(fēng)門開度為45％ ，由表1可查出風(fēng)量約為77％ ，變頻調(diào)節(jié)時可在77％轉(zhuǎn)速(38．5Hz)下運行，此時的風(fēng)壓為13000Pa，滿足最低風(fēng)壓要求。由表5可查得此時的電動機功率為全風(fēng)量功率的68％。風(fēng)機在60％負荷時的運行電流為38A，電動機的功率為：Pd=1．732 X 6000 X 38×0．85=335．6kW ：當風(fēng)機在83％轉(zhuǎn)速運行時，其消耗的電功率為：Pb=335．6kW ／0．68×0．77 ／0．96=234．7kW ：

節(jié)省電功率：A P=Pd—Pb=335．6kW 一234．7kW=100．9kW；

節(jié)電率為：100．9kw／335．6kW=30．06％。

日節(jié)電量為：(19kWX 8h+65kW X 10h+100．9kWX6h)=1407．4kW．h。

年節(jié)電量為：1407．4kW．hX330天=46．44萬kW．h。