提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效能的方法與措施

郭長(zhǎng)華 郭小亮 曲麗麗（沈陽鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司 遼寧省沈陽市 110141）

當(dāng)下有很多提高風(fēng)機(jī)效能的方法，比如改變大馬拉小車的使用情況、采用變頻的技術(shù)來進(jìn)行調(diào)節(jié)、提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率、減少系統(tǒng)的漏風(fēng)等，除此之外，通過對(duì)風(fēng)機(jī)的改造可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行效能，發(fā)揮風(fēng)機(jī)的全部潛能。風(fēng)機(jī)使用方面與風(fēng)機(jī)自身結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面是風(fēng)機(jī)弊病通常出現(xiàn)的地方，都會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效能造成影響。本文針對(duì)提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效能提出了相應(yīng)的方法與措施。

一、關(guān)于風(fēng)機(jī)弊病的改善方法

在水泥廠的進(jìn)料中，風(fēng)機(jī)屬于無計(jì)量產(chǎn)品，將風(fēng)機(jī)的性能、轉(zhuǎn)數(shù)和壓力等都默認(rèn)為恒定。其實(shí)實(shí)際的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、選型、安裝和使用過程都會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)的屬性造成一定的影響，使風(fēng)機(jī)的性能、轉(zhuǎn)數(shù)、壓力等因素與之前的制造要求出現(xiàn)偏離。由于在進(jìn)料的時(shí)候?qū)︼L(fēng)機(jī)沒有計(jì)量，導(dǎo)致對(duì)這些偏離并不了解，不能夠?yàn)轱L(fēng)機(jī)的節(jié)能措施與節(jié)能活動(dòng)提供方向。

1.減少管網(wǎng)阻力的計(jì)算偏差

不準(zhǔn)確的阻力系數(shù)、不合理的配置系統(tǒng)有效半徑、不真實(shí)的風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)條件、隨意的機(jī)型選定都會(huì)使通風(fēng)除塵管道的實(shí)際壓力損失與計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生偏差，偏差甚至?xí)_(dá)到30%以上，影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行效能的發(fā)揮。當(dāng)阻力的計(jì)算結(jié)果小于實(shí)際情況時(shí)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行的流量就會(huì)增大，耗費(fèi)的功率也會(huì)增加，造成風(fēng)機(jī)的超載運(yùn)行；當(dāng)阻力計(jì)算的結(jié)果大于實(shí)際情況時(shí)，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行流量就會(huì)減小，耗費(fèi)的功率下降使得除塵系統(tǒng)的風(fēng)速也隨之下降，使管道內(nèi)的粉塵沉降增多，出現(xiàn)除塵效果不好的情況[1]。風(fēng)機(jī)節(jié)能的潛力就在于減少管網(wǎng)阻力的計(jì)算偏差實(shí)現(xiàn)損失降低。

2.將風(fēng)葉徑向之間的間隙縮小

風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效能受到風(fēng)葉徑向間隙的影響，間隙較大會(huì)造成風(fēng)機(jī)內(nèi)的渦流損失增大、風(fēng)能的運(yùn)行效能降低。徑向間隙距離與葉片長(zhǎng)度相比，如果間隙比葉片長(zhǎng)度越大，風(fēng)機(jī)效率就會(huì)下降越多，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力也會(huì)隨之下降。提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率可以通過縮小徑向間隙距離來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，兩級(jí)風(fēng)葉安裝角度也對(duì)風(fēng)機(jī)的性能產(chǎn)生影響，葉片按照角度的合理改變能夠使風(fēng)機(jī)既能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，又能夠降低噪音。

3.保持吸塵效率的高效與穩(wěn)定

載塵風(fēng)機(jī)的實(shí)耗功率受到風(fēng)機(jī)載塵濃度的影響。兩種氣流，流量相同、含塵度不同的時(shí)候，與清潔空氣風(fēng)機(jī)功率曲線相比，載塵風(fēng)機(jī)功率曲線的走勢(shì)有著上升趨勢(shì)，功率增大；與清潔空氣全壓效率曲線相比，載塵風(fēng)機(jī)的全壓效率曲線的走勢(shì)有下降趨勢(shì)，功率降低。當(dāng)風(fēng)機(jī)的含塵量高的時(shí)候就會(huì)造成耗電量的加大。降低氣流中的含塵量能夠使風(fēng)機(jī)節(jié)約電能，使窯尾的各級(jí)預(yù)熱器的吸塵效率保持較高的水平。

二、利用三元流動(dòng)發(fā)來改造風(fēng)機(jī)

1.低效風(fēng)機(jī)的改造

出于生產(chǎn)對(duì)于壓力和風(fēng)量的要求，需要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造來符合這些要求。風(fēng)機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)決定了改造只能從提高葉輪效率入手，而改變?nèi)~輪效率則是要通過改變?nèi)~片形狀與結(jié)構(gòu)來完成。

葉輪進(jìn)口處出現(xiàn)嚴(yán)重的阻塞基本上都是由于葉輪有著寬度窄、片數(shù)多、葉片向前等特點(diǎn)造成的。氣體黏性的特性造成了氣體葉輪內(nèi)流動(dòng)時(shí)造成的能量損失：葉輪葉道摩擦損失；出口處的邊界層分離損失；入口處沖擊損失[2]。在傳統(tǒng)的二元流動(dòng)設(shè)計(jì)中，上下一致的圓弧設(shè)計(jì)與葉輪流動(dòng)的需求不能相適應(yīng)，需要制造能夠適應(yīng)葉道內(nèi)氣流變化的葉片形狀。適應(yīng)三個(gè)方向的立體空間流動(dòng)的設(shè)計(jì)思想，就是三元流動(dòng)設(shè)計(jì)理念。

2.三元流動(dòng)理論的應(yīng)用

(1)“全可控渦”三元葉輪

“全可控渦”三元葉輪是西安交大在國(guó)外引進(jìn)技術(shù)“直線元素”三元葉輪進(jìn)行改造而完成的。這種技術(shù)是將風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)方面采用任意曲面的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了全部控制葉輪內(nèi)部流體的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，提高了葉輪效率，也提高了風(fēng)機(jī)的整體效率?！叭煽販u”三元葉輪的設(shè)計(jì)與氣動(dòng)設(shè)計(jì)完全符合，在保證效率的同時(shí)也保證了整體的強(qiáng)度，提高了葉輪的可靠性[3]。

(2)豪頓風(fēng)機(jī)

豪頓風(fēng)機(jī)是英國(guó)專業(yè)的風(fēng)機(jī)生產(chǎn)公司——豪頓集團(tuán)研制、生產(chǎn)的。葉片的主要類型有后向彎曲、后向平板、機(jī)翼型后向彎曲等；葉片的材料是強(qiáng)度高、耐磨性好、效率高的含鉻復(fù)合耐磨鋼板；合理化的間隙使提高了風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能，這種改變使風(fēng)機(jī)在負(fù)載的工作環(huán)境中同樣能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行。豪頓風(fēng)機(jī)改造技術(shù)只更換葉輪就實(shí)現(xiàn)提高風(fēng)機(jī)效能的目標(biāo)，風(fēng)機(jī)的電機(jī)等部分都不需要更換，這種技術(shù)能夠?qū)L(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量都提高，降低風(fēng)機(jī)的耗電量，使風(fēng)機(jī)減少維修工作，延長(zhǎng)壽命。

總結(jié)

當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中，風(fēng)機(jī)效能低下是比較普遍存在的一個(gè)問題。在這種情況之下，急需對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能降耗。風(fēng)能采用三元葉輪改造技術(shù)適應(yīng)了風(fēng)機(jī)改造的需求。應(yīng)用三元流動(dòng)原理對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造和更新，能夠提高風(fēng)機(jī)的技術(shù)與技能，提高風(fēng)機(jī)的效能。

[1]戰(zhàn)長(zhǎng)松.流體機(jī)械中的三元流動(dòng)理論——不可壓縮流體的流線曲率法[J].甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，03（15）：17-23.

[2]楊杰，孫剛，文國(guó)軍.風(fēng)機(jī)流場(chǎng)的數(shù)值模擬分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版)，2010，06（13）：27-29.

[3]劉德英.向世界制造業(yè)第一方陣不懈沖擊的人——記“全可控渦離心式壓縮機(jī)”科研和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)軍人物、西安交通大學(xué)王尚錦教授及其團(tuán)隊(duì)[J].科學(xué)中國(guó)人，2013，10（11）：34-38.