鼓風機變頻調(diào)控原理與特性

隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機調(diào)速技術(shù)被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機的轉(zhuǎn)速方式來進行風機流量的控制，可以大幅度減少以往機械方式調(diào)控流量造成的能量損耗。變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能原理：

可知，當其轉(zhuǎn)速降低到原額定轉(zhuǎn)速的一半時，對應(yīng)工況點的流量、壓力、軸功率各下降到原來的1/2、1/4、1/8，這就是變頻調(diào)節(jié)方式可以大幅度節(jié)電的原因。根據(jù)變頻調(diào)節(jié)這一特性，對于在污水處理工藝中，曝氣池始終保持5m正常液位，要求鼓風機在出口壓力恒定的條件下，進行大范圍的流量調(diào)節(jié)，當調(diào)節(jié)深度較大時，將會使風壓下降過大，不能滿足工藝要求。當調(diào)節(jié)深度較小時，則顯示不出其節(jié)能的優(yōu)勢，反而使裝置復雜，一次性投資增i高。因此，對本工程的曝氣池需保持5m液位的工況條件下，采用變頻調(diào)節(jié)方式顯然是不合適的。淺析防爆鼓風機市場發(fā)展防爆鼓風機的性能參數(shù)中，較為重要的是氣體流量、壓力、輸送的功率、效率和葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)等，這都是在選型過程中必須關(guān)注的。

鼓風機進口導葉調(diào)節(jié)原理及特性

進口導葉調(diào)節(jié)裝置即在鼓風機吸風入口附近裝設(shè)一組可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角的導葉-進口導葉，其作用是使氣流在進入葉輪之前發(fā)生旋轉(zhuǎn)，造成扭曲速度。導葉可繞自身軸轉(zhuǎn)動，葉片每轉(zhuǎn)動一個角度就意味著變換一個導葉安裝角，使進入風機葉輪的氣流方向相應(yīng)改變。

進口導葉調(diào)節(jié)風量原理

當導葉安裝角θ=0°時，導葉對進口氣流基本上無作用，氣流將以徑向流入葉輪葉片。當θ>0°時，進口導葉將使氣流進口的絕i對速度沿圓周速度方向偏轉(zhuǎn)θ角，同時對氣流進口的速度有一定的節(jié)流作用，這種預(yù)旋和節(jié)流作用將導致風機性能曲線下降，從而使運行工況點變化，實現(xiàn)風機流量調(diào)節(jié)。進口導葉調(diào)節(jié)的節(jié)能原理。⒊鼓風機的轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與機體之間的間隙小，從而泄露少，容積效率較高。

當進口導葉安裝角由θ1=0°增大為θ2或θ3時，運行工況點由M1移至M2或M3；具體操作有以下幾種：一、送風用入口應(yīng)加裝適當?shù)倪^濾器1、出氣孔的總截面積應(yīng)大于風機出口的截面積的1/2。流量由Q1減小至Q2或Q3；軸功率由P′1減少至P′2或P′3。用剖面線表示的面積為進口導葉比節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)省的功率。在本工程中，曝氣池深度是固定的，鼓風機在保持出口壓力恒定條件下，進行流量調(diào)節(jié)，即H=常量，Q=變量時，管網(wǎng)的特性曲線近似于水平直線，鼓風機采用進口導葉調(diào)節(jié)，不必借助于改變管網(wǎng)i特性曲線，可通過改變導葉的開閉角度，使風機的壓力-流量性能曲線改變，流量的變化是通過將工況點移動到新的改變了的風機特性曲線上的方法實現(xiàn)的。

離心風機采用進口導葉調(diào)節(jié)方式，在部分負荷運行時可獲得和較寬的性能范圍，在保持出口壓力恒定條件下，工作流量可在50%～額定流量范圍內(nèi)變化。調(diào)節(jié)深度愈大、省功愈多。如流量減少到額定流量的60%時，進口導葉方式比進口節(jié)流方式節(jié)省功率達17%之多。此外，其結(jié)構(gòu)相對簡單，運行可靠，維護管理方便，初期投資低。1、風機啟動后可根據(jù)生產(chǎn)需要緩慢調(diào)整擴壓器開度，用擴壓器“開啟”鍵和“關(guān)閉”鍵控制，以保證必要的風量。因此，本工程中鼓風機采用進口導葉調(diào)節(jié)流量，顯然是i佳調(diào)節(jié)方式。

鼓風機的發(fā)展歷程

風機已有悠久的歷史。中國在公元前許多年就已制造出簡單的木制礱谷風車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風機基本相同。1862年，英國的圭貝爾發(fā)明離心風機，其葉輪、機殼為同心圓型，機殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為40％左右，主要用于礦山通風。1880年，人們設(shè)計出用于礦井排送風的蝸形機殼，和后向彎曲葉片的離心風機，結(jié)構(gòu)已比較完善了。由于這一切都是在高壓風機輸送氣體的過程中發(fā)生的，也就是浪費了高壓風機的能量。

1892年法國研制成橫流鼓風機；1898年，愛爾蘭人設(shè)計出前向葉片的西羅柯式離心風機，并為各國所廣泛采用；⑤如按下啟動鍵后，鼓風機未能如期起動，則一分鐘后油壓過低報警紅燈亮，整個起動過程停止。19世紀，軸流風機已應(yīng)用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但其壓力僅為100～300帕，效率僅為15～25％，直到二十世紀40年代以后才得到較快的發(fā)展。

1935年，德國首先采用軸流等壓鼓風機為鍋爐通風和引風；1948年,丹麥制成運行中動葉可調(diào)的軸流風機；旋軸流風機、子午加速軸流風機、斜流風機和橫流風機也都獲得了發(fā)展。

從理論上講，鼓風機的壓力-流量特性曲線是一條直線，但由于風機內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對應(yīng)的離心風機的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當風機以恒速運行時，風機的工況點將沿壓力-流量特性曲線移動。風機運行時的工況點，不僅取決于本身的性能，而且取決于系統(tǒng)的特性，當管網(wǎng)阻力增大時，管路性能曲線將變陡。機殼采用螺旋式進口，葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中使進、排氣口相互隔開，并無內(nèi)縮地將氣腔內(nèi)的氣體由進氣腔推送至排氣腔，達到鼓風的作用。風機調(diào)節(jié)的基本原理就是通過改變風機本身的性能曲線或外部管性曲線，以得到所需工況