山宇變頻器水泥行業(yè)風(fēng)機變頻節(jié)能的解決方案

一 引言      在水泥行業(yè)的立窯、回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機這樣的設(shè)備，耗電量極大，起動電流很高，要求變壓器有足夠大的富余量，同時用電動閥門、擋風(fēng)板等裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)量，在風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計時，為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，必須留有余量，因此風(fēng)機的風(fēng)量和壓力往往偏大，功率的偏大設(shè)計必然造成能量的浪費。       在傳統(tǒng)的情況中，都是采用閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，有些也采用旁通閥或者回流閥來解決流量和壓力余量過大的題目，這些方法都存在著很大的能量消耗，很多的風(fēng)機有30～70%的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的，不僅造成電能的浪費，工作效率低，而且開動閥門時，還發(fā)出嘯聲和振動，經(jīng)常發(fā)生事故,降溫設(shè)備。       近幾年來變頻技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了這一狀況，實踐證實在風(fēng)機的系統(tǒng)中接進變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來取代閥門控制風(fēng)量，能取得明顯的節(jié)能效果。    二． 節(jié)能原理    立窯、回轉(zhuǎn)窯上的風(fēng)機的運行工況由立窯、回轉(zhuǎn)窯的負荷情況決定，根據(jù)流體力學(xué)理論，電機軸功率P和風(fēng)量Q、壓力H之間的關(guān)系為：     P=K＊H＊Q/η     其中K為常數(shù)；     η為效率。     它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為：     Q1/Q2=N1/N2     H1/H2=（N1/N2）2     P1/P2=（N1/N2）3                 圖中曲線1為風(fēng)機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線，曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性（閥門開度為100%）。假設(shè)風(fēng)機在設(shè)計時工作在A點的效率最高，輸出風(fēng)量Q1為100%，此時的軸功率P1=Q1＊H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求，當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2（例如70%）時，如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到為2曲線3，系統(tǒng)由原來的工況A點變到新的工況B點運行，由圖中可以看出，風(fēng)壓反而增加了，軸功率P2與面積BH20Q2成正比，減少未幾。       假如采用變頻調(diào)速控制方式，將風(fēng)機轉(zhuǎn)速由N1降到N2，根據(jù)風(fēng)機的比例定律，可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3將大幅度降低，功率P3（相即是面積CH30Q2）也隨著明顯減少，節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能的效果是十分明顯的。       由流體力學(xué)可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機轉(zhuǎn)速下降時，起功率下降很多。       例如風(fēng)量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%； 如風(fēng)量下降到50%，功率P可下降到額定功率的13%，當(dāng)然由于實際工況的影響，節(jié)能的實際值不會有這么明顯，即使這樣，節(jié)能的效果也是十分明顯的。   因此在有風(fēng)機、水泵的機械設(shè)備中，采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量，在節(jié)能上是一個最有效的方法。      三． 節(jié)能系統(tǒng)       綜上所述，只要正常生產(chǎn)過程中電動閥門的開度在85%以下，在安裝節(jié)能系統(tǒng)之后，我們預(yù)計節(jié)能率應(yīng)在30%以上。同時節(jié)能系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點： 1． 采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，可靠性，精確度，穩(wěn)定性都有很大進步。 2． 實現(xiàn)電機軟起動，消除電機起動電流的沖擊，延長機械設(shè)備的使用壽命。 3． 運行平穩(wěn)，減低噪音，改善工作環(huán)境。

離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機區(qū)別

風(fēng)的流向和軸是平行的就叫軸流風(fēng)機,(比如消防的排煙風(fēng)機)反之就是離心風(fēng)機,(比如風(fēng)機盤管的風(fēng)機).組合空調(diào)機組是一種大型的風(fēng)機盤管,它附帶了一些功能.加濕.過濾.等.風(fēng)冷冷水機組是空調(diào)主機的一種,分風(fēng)冷和水冷兩種.風(fēng)機盤管是一種換熱設(shè)備,和家用空調(diào)的室內(nèi)機一個道理.軸流風(fēng)機和柜式離心風(fēng)機的根本區(qū)別在風(fēng)機的機械結(jié)構(gòu)上，軸流風(fēng)機的葉片直徑局限于外殼的直徑，而離心風(fēng)機就沒有這方面的局限，可以采用葉片前傾或后傾葉片，對風(fēng)量風(fēng)壓的要求適應(yīng)更廣。而且柜內(nèi)能做消聲處理，在噪聲指標(biāo)上有很明顯的優(yōu)勢。由于一般采用電機的轉(zhuǎn)數(shù)較低，電機功率大，耗電相多多些。如果平時常用通風(fēng)系統(tǒng)，盡量采用柜式離心風(fēng)機，消防排煙不常用的系統(tǒng)，采用高溫軸流風(fēng)機更經(jīng)濟合理些！ 　　風(fēng)機的葉片和電機組合多數(shù)都可以根據(jù)風(fēng)量風(fēng)壓來選型，進口的產(chǎn)品多模塊化生產(chǎn)，可通過電腦選型使風(fēng)機工作在教高的效率上！一般離心風(fēng)機比軸流風(fēng)機在大風(fēng)量和大風(fēng)壓的組合選擇上更有優(yōu)勢(主要指風(fēng)機效率和噪聲指標(biāo)上) 　　離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機區(qū)別在于： 　　1、離心風(fēng)機改變了風(fēng)管內(nèi)介質(zhì)的流向，而軸流風(fēng)機不改變風(fēng)管內(nèi)介質(zhì)的流向；2、前者風(fēng)量和風(fēng)壓都很大，后者風(fēng)量和風(fēng)壓都很低；3、前者安裝較復(fù)雜，后者安裝較簡單；4、前者電機與風(fēng)機一般是通過軸連接的，后者電機一般在風(fēng)機內(nèi)；5、前者常安裝在空調(diào)機組進、出口處，鍋爐鼓、引風(fēng)機，等等，后者常安裝在風(fēng)管當(dāng)中、或風(fēng)管出口前端。

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收錄時間:2011年01月07日 00:23:10 來源:ccen 作者:

 風(fēng)力機葉片的制造已建立于熱固性復(fù)合材料技術(shù)的基礎(chǔ)上。但熱塑性復(fù)合材料能賦予可回收性和其他優(yōu)點。當(dāng)增強熱塑性塑料用于生產(chǎn)風(fēng)輪葉片時，與熱固性塑料相比，它可提供重大的優(yōu)勢。首先，熱塑性塑料在加熱時有可塑性，并且保持塑性，而不像熱固性塑料永久堅硬。因此，在使用壽命的后期，熱塑性葉片能通過加熱成型一些東西，進行回收再利用。假定葉片制造現(xiàn)在每年要使用幾十萬噸復(fù)合材料，這就將形成一個越來越重要的市場效益。

    1.優(yōu)勢與劣勢

　　優(yōu)勢一：可回收再利用

　　在使用壽命的后期，熱塑性葉片能通過加熱成型一些東西，進行回收再利用。

　　優(yōu)勢二：固化周期短

　　熱塑性塑料還能解決固化周期的障礙，這種障礙現(xiàn)在減慢了熱固性葉片的生產(chǎn)速度。成型的葉片可以在加熱下脫模，進一步加速生產(chǎn)過程。部件可以通過加熱局部界面和焊接來共固化或連接。小部件能采用粒料注射成型。

　　優(yōu)勢三：強度、剛度更高

　　增強熱塑性塑料在相同重量下可以比熱固性塑料強度更高，這樣就能形成更輕的結(jié)構(gòu)。對這些塑料進行葉片設(shè)計優(yōu)化可以形成不同構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。例如，通過設(shè)計一個葉片，使它更像一個飛機機翼，用肋板和梁來加強，設(shè)計人員就能省掉許多目前用于葉片中的結(jié)構(gòu)芯材。泡沫和其他芯材吸收樹脂，增加重量和成本，而且必須加工成形。

　　在使用中，其抗雨、雪等的侵蝕要優(yōu)于熱固性塑料，并且通常具有更高的損傷容限，裂縫生長較慢。由于更具延長性，因此熱塑性塑料抗沖擊強度更佳，往往損傷顯示為可見凹痕，而不像熱固性復(fù)合材料，是藏于層板中，表面看不出缺陷。

　　劣勢一：抗疲勞性能差

　　增強熱塑性塑料的疲勞性能相當(dāng)差，這是因為纖維和塑料基體之間較弱的連接。兩者間的連接是機械性的，是纖維四周的基體樹脂在固化過程中的收縮形成的，而不是化學(xué)連接。普通的偶聯(lián)劑用來提高玻纖、碳纖和熱固性樹脂的粘接，但對熱塑性樹脂不大起作用。

　　劣勢二：熱/濕性能一般比熱固性樹脂差

　　熱/濕性能一般比熱固性樹脂差，這是由于熱的濕氣會膨脹基體，松動機械連接，使基體分子鏈沿纖維滑動。此外，大多數(shù)熱塑性樹脂加工困難，在熔融狀態(tài)其較高的粘性意味著需要較高的加工溫度和固化壓力，才能確保樹脂能完全地滲透入長纖維連續(xù)纖維。由于需要金屬模具，且能耗較高，因此成本上升。

　　2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　國外：EireComposites的綠色葉片(GreenBlade)項目

　　在愛爾蘭，Galway國立大學(xué)的復(fù)合材料研究單位、Limerick大學(xué)的研究小組和商業(yè)公司EireComposites已進一步研究了這項最新技術(shù)。兩所大學(xué)廣泛研究了APLC-12復(fù)合材料，而EireComposites公司積極開發(fā)液體成型技術(shù)，用于生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料風(fēng)力機葉片和機艙罩。在綠色葉片(GreenBlade)項目中，EireComposites正牽頭進行一項合作(通過其子公司EireCompositeTeo)，該合作包括三菱重工、Ahlstrom玻纖公司和Cyclics公司，共同開發(fā)制造一片12.6米長的葉片樣品，并進行測試。這項工作將自然而然導(dǎo)致未來對全尺寸熱塑性復(fù)合材料葉片的開發(fā)和認證。

　　國外：丹麥LM公司新葉片技術(shù)開發(fā)項目BladeKing

　　在幾大葉片制造商中，密切關(guān)注該項工作的有丹麥LM公司,負壓風(fēng)機工程，它是世界上最大的風(fēng)力機葉片制造商。該公司在正常情況下幾乎不能使葉片生產(chǎn)足夠快來滿足要求，因此它想把目前的生產(chǎn)周期縮短一半，并作為其最新葉片技術(shù)開發(fā)項目BladeKing的一部分。該公司已被熱塑性塑料能降低生產(chǎn)周期所吸引，它可以作為一個可能的關(guān)鍵，到2016年把新品種塑料推到市場。為了生產(chǎn)超大型葉片用于未來海上風(fēng)力機，高水平的自動化也是所需要的。這是BladeKing項目關(guān)注的另一焦點：使用自動化纖維鋪層或帶鋪層，加快纖維在模具中的鋪層速度。RisoDTU和Aalborg大學(xué)與LM公司一起進行BladeKing項目研究工作，丹麥國家先進技術(shù)基金提供部分贊助。

　　國內(nèi)：中科恒源與RTP公司合作研發(fā)長纖維增強熱塑性葉片

　　湖南中科恒源風(fēng)電產(chǎn)業(yè)科技有限公司設(shè)計和制造了適用于未由電網(wǎng)供電地區(qū)的小型風(fēng)力渦輪機。該公司使用美國RTP公司的長玻璃纖維增強熱塑性塑料來注射成型風(fēng)輪葉片。據(jù)介紹，該公司與RTP公司合作研發(fā)使用很長纖維增強的產(chǎn)品，因為它們在注塑材料中具有最高的強度/重量比。長玻璃纖維增強材料提供高模量和抗沖擊性，不管環(huán)境條件如何，都能保持葉片形狀不變。卓越的尺寸穩(wěn)定性可有效防止葉片改變迎風(fēng)角度，從而大大提高渦輪機的效率，尤其是在非常潮濕和非常干燥的條件下。

　　3.總結(jié)

　　全球風(fēng)電市場的加速發(fā)展，使葉片供應(yīng)商不僅要擴能，而且要尋找加快生產(chǎn)過程的技術(shù)，以滿足未來的需求。熱塑性樹脂有潛在的優(yōu)勢可以幫助他們做到這點，同時還加強了超大型葉片的結(jié)構(gòu)可行性，并解決葉片退役后的可再生問題。對于風(fēng)能領(lǐng)域，由于其需求逐漸加劇，因此這些真正的塑料可以證明是一種變革的技術(shù)。
 

 對于離心式通風(fēng)機，一般制造廠提供的是模擬試驗的無因次性能曲線(類型特性曲線)。圖25為國產(chǎn)4-72型離心式通風(fēng)機的無因次性能曲線。 =f( )， =f( )、η=f( )。所以必須將現(xiàn)場測定中實測的有因次參數(shù)換算為無因次參數(shù)。然后繪成曲線，才能與之對比，換算可按下列公式進行：

評級類別 無  EPS預(yù)測 2010年  2011年  2012年  成長性 10-11年  11-12年  評級變動 無        59.3%  49.64%  報告日昨收盤價: 31.53  目標(biāo)價: 42.7  上漲空間: 35.43%  價值評級 預(yù)計公司 10-12 年EPS 分別為0.86/1.37/2.05 元，目標(biāo)價為42.7 元。  公司產(chǎn)品的主要市場為鐵路線路、鐵路車輛和風(fēng)電。受益于我國鐵
路投資快速增長，公司鐵路線路用產(chǎn)品銷售將快速增長，鐵路車輛用產(chǎn)
品將穩(wěn)步增長。由于鐵路市場的特殊性，市場參與者較少、競爭環(huán)境較
好。公司部分產(chǎn)品市場占有率較高，如公司車載彈性元件在機車、客車
和貨車市場的占有率分別為 80%、50%和 10%。
公司風(fēng)機葉片快速放量。09 年公司風(fēng)機葉片出貨量為 100 套，預(yù)計
10-12 年出貨量分別為 400 套、800 套和 1000 套。公司風(fēng)機葉片業(yè)務(wù)的
目標(biāo)是銷售額 10 億元以上，同時進入國內(nèi)前三強。
未來增長點頗多。公司近期業(yè)績增長點主要是鐵路建設(shè)拉動和風(fēng)機
葉片的放量，長期增長點為高鐵用彈性元件出口、汽車用工程塑料和彈
性元件、建筑減震器和污水處理用膜元件等。我們認為，公司有望保持
長期較快增長。
非公開發(fā)行緩解產(chǎn)能約束來源：

    中國風(fēng)機產(chǎn)業(yè)網(wǎng)  從風(fēng)機實測通用特特性看，部分靜葉安裝角關(guān)小角度后，軸流風(fēng)機流量減少，喘振壓比也有所下降。在相同的轉(zhuǎn)速下，部分靜葉安裝角關(guān)小的角度越大，喘振壓比下降得越多。此外，在不同的轉(zhuǎn)速下,工廠降溫設(shè)備，改變部分靜葉安裝角對壓比的影響是不同的：在低轉(zhuǎn)速時，改變部分靜葉安裝角對壓比的影響較少，而在高轉(zhuǎn)速時，改變靜葉安裝角對風(fēng)機壓比的影響較大。

    低轉(zhuǎn)速喘振壓比隨靜葉安裝角關(guān)小角度變化理論計算時，部分靜葉安裝角開大角度后，軸流風(fēng)機流量增加，同時喘振壓比將提高。由于軸流風(fēng)機在高轉(zhuǎn)速時，軸流風(fēng)機特性線喘振壓比很高，而這時軸流風(fēng)機因驅(qū)動機汽輪機功率的限制或設(shè)備其他條件的限制，性能試驗時，軸流風(fēng)機在高轉(zhuǎn)速時的喘振壓比無法測到，又加上高爐的大流量高壓比運行工況離風(fēng)機的喘振邊界很遠即喘振裕度很大，況且風(fēng)機設(shè)有壓力保護線，運行區(qū)域壓比都在壓力保護線以下，而高轉(zhuǎn)速時的喘振壓比遠遠高于壓力保護線，所以軸流風(fēng)機性能測試時，一般不測也不必測高轉(zhuǎn)速時的特性線喘振點。

    通過軸流風(fēng)機部分靜葉轉(zhuǎn)角度對性能影響的分析，靜葉轉(zhuǎn)動時，壓力隨靜葉安裝角的變化相對較少，而流量變化則相對較大，其結(jié)果使得風(fēng)機的工作范圍變寬。部分靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機的喘振壓比變化和流量變化綜合影響著軸流風(fēng)機的喘振邊界：在低轉(zhuǎn)速時，減小靜葉安裝角度，比純粹靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時，喘振壓比隨流量減小相對較慢，喘振邊界向小流量方向移，特性線變得比較平緩；而在高轉(zhuǎn)速時，部分靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機可以通過開大靜葉安裝角度，使風(fēng)機特性線向大流量方向移。這樣就使部分靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機運行的范圍較寬，性能得到很大改善。

   

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