原标题:罗茨风机变频改造节能效益分析
山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。
泵与罗茨风机是把机械能转换为流体压力能和动能的通用流体机械,在石化、冶金、电厂中使用非常普遍,例如,在热电厂中,泵与罗茨风机所消耗的电能几乎占到厂用电的70~80%。提高泵与罗茨风机的效率,合理进行节能技术改造,是企业节能减排的重要途径。
变速调节技术是泵类和罗茨风机普遍采用的一项重要的节能措施,变频节能改造节能效益和节能量的计算是关系到项目是否具备改造可行性的关键因素。目前,对变频调速技术节能效果的分析,多直接运用相似定律,与实测节能效果存在很大误差。
本文拟分析相似定律的适用范围,探讨切合实际的节能量计算方法,最后通过相关改造项目检验其准确性。
2 泵与罗茨风机的相似定律
根据流体力学原理,对同一台泵与罗茨风机,相似工况之间的性能参数关系为:
(1)
式中Q为流量;n为转速;H对于泵为扬程,对于罗茨风机为压头;N为功率。
如图1,A1点的流量和扬程己知为QA1和HA1,任一与A1点相似的工况点参数为Q和H,则:
(2)
显然这是一条过原点的抛物线,称为相似曲线,与A1相似的工况全在这条线上。
相似定律的前提是调节前后工况必须相似,但泵运行时,大多存在静扬程或背压。此时,两种转速下的工况点不直接满足相似定律。如图1所示,管路特性曲线为h=hp+SQ2,原工况为A1,对应的转速为n1。转速改变为n2之后,泵与罗茨风机的工况点为E2,而转速为n2时,与A1所对应的相似工况为A2,显然A2≠ E2。
该负荷下的节能率通过计算可表示为:
(3)
该方法在计算节能量时要知道泵与罗茨风机的性能曲线、管路特性曲线,但这些数据在现场很难得到,因此,在实际改造项目中难以采用。
4 基于额定流量和额定功率的计算法
对罗茨风机、水泵原采用阀门、挡板进行节流调节,后采用变频调节,《泵与罗茨风机节能技术》给出了一个节能量计算公式:
(4)
式中:PL、Q为水泵、罗茨风机采用挡板调节流量时的电机输入功率和流量;Pe为水泵、罗茨风机额定功率,kW;Qe为水泵、罗茨风机额定流量,m3/s。
当流量的调节范围在(0.5-1)Qe时,电机变频调节相比节流调节的节电率k为:
(5)
式中ηb为调速机构效率。
将式(4)带入式(5),即可得到基于电机功率PL、Pe的变频调速相对于节流调节的节电率计算公式:
(8)
5 实例计算
某热电公司一次罗茨鼓风机参数为:额定风量m?/h,电机额定功率2400kW,风门开度30~40%。
5.1 节电量计算
风门开度为30%,罗茨风机运行电流为107A,电机的功率为:
PL=1.732×10000×107×0.88=1630.85 kW;
罗茨风机的额定功率与电机的额定功率差别较大,因为在设计时电机一般会根据轴功率考虑1.05~1.30的安全系数确定,所以用电机的额定功率除以安全系数作为风门全开时的轴功率,这里取安全系数为1.25,则:Pe=2400/1.25=1920 kW
将PL和Pe带入式(3-13),节电率为: k=27.14%。
节电量: ΔP=PL×k=1630.85 ×27.14%=442.61 kW
罗茨风机在不同风门开度下的节电情况统计如表1。
5.2 节电量计算结果验证
表2和表3分别为工频和变频的实际抄表数值及平均每小时耗电量。
变频后实际节电率=(1494-1162)/1494=22.22%
由实际统计数据计算一次罗茨风机变频后的节电率为22.22%,与理论节能量计算结果(23.14%)大致相符,证明所提出的节能量计算方法是适用的。
6 总结
本文研究了泵与罗茨鼓风机相似定律的适用性,提出了适用于实际项目节能评价的计算方法,并对项目实施后的节能情况进行统计,初步验证了计算方法的可靠性,还需在后续类似项目中进一步验证。
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这是我们必须要解决的问题。但是迄今为止,还没有彻底杜绝噪音的方法。下面我们先来了解下直流离心风机噪音的相关问题。直流离心风机的噪音是怎么来的,直流离心风机总噪声级与叶片速度的六次方成正比。根据分析,离心风机噪声源基本上是偶极子性质的。进一步可推出,噪声是由于叶片作用于流过风机的空气上脉动力所引起的。可以认为离心风机离散频率噪声源有两个。
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离心风机的压力-流量理论曲线应是一条直线.由于内部损失,实际特性曲线是弯曲的。离心风机中所产生的压力受到进气温度或密度变化的较大影响。对一个给定的进气量,高进气温度(空气密度低)时产生的压力低.对于一条给定的压力与流量特性曲线,就有一条功率与流量特性曲线.当鼓风机以恒速运行时,对于一个给定的流量,所需的功率随进气温度的降低而升高.
故障维修编辑:离心风机传动部位磨损是常出现的设备问题,其中包括抽风机轴承位、轴承室磨损、鼓风机轴轴承位磨损等。针对离心风机上述故障,传统维修方法有堆焊、热喷涂、电刷渡等,但均存在一定弊端:补焊高温产生的热应力无法完全消除,易造成材质损伤,导致部件出现弯曲或断裂;而电刷镀受涂层厚度限制,
作为需要购买使用风机设备的用户单位,面对数量众多的风机厂家,需要做出选择。那么,到底什么样的厂家才是用户值得选择合作的呢?风机厂家是否值得客户选择,首先便是需要看生产厂家的生产规模大不大的。厂家的生产规模越大,那么表示厂家能够拥有更多的生产劳动力来进行风机设备的生产加工工作了,这样一来自然有更多的风机设备可以供用户选择了。
它是一种从动的流体机械。有的风机是用电机带动的,有的可以是发动机带动的。离心风机,风压力不大。空气的压缩过程通常是经过几个工作叶轮(或称几级)在离心力的作用下进行的。离心风机属于平方转矩特性,而罗茨风机基本属于恒转矩特性。如果负载需要的是恒流量效果的情况时用罗茨鼓风机。因为罗茨鼓风机属于恒流量风机,工作的主参数是风量。
罗茨风机的的参数很多,但是基本的一些参数不多,今天锦工风机给大家来整理下:
1、选型参数
选型的基本参数是风量和压力,其次电机功率参数,还有就是转速参数等,主要的参数是风量和压力参数,其他的参数属于次要参数。
2、指标参数
罗茨鼓风机还有其他的一些参数,比如:振动参数、噪音参数,温度参数等,这些指标参数属于维护指标,需要定期记录的参数。
3、尺寸参数
风机的尺寸参数很多,没法一一为大家进行列举,如果想了解风机的尺寸参数,可以和厂家索取图纸,查看具体的参数,也可以到锦工风机的下载中心,去下载锦工风机尺寸图纸。
4、性能曲线
性能曲线图,有一部分客户会了解,但是大部分朋友不了解这方面的内容,性能曲线主要是风机型号不同参数不同,而呈现的性能指标变化数据。
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:三叶罗茨鼓风机产品列表
原标题:罗茨鼓风机永磁调速改造
山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机,赢得了市场好评和认可。此类产品已广泛应用于电力、污水处理、环保、化工、钢铁、建材、农药、制药等行业。
当前在冶金行业中,罗茨鼓风机类负载占了很大一部分比例,而在罗茨鼓风机系统中,特别是一些大功率罗茨鼓风机,大部分时间都不是运行在最佳工作点,设备运行大部分也是手动操作,存在相当大的改造和节能空间,设备和系统运行中存在着以下诸多问题,亟待更完善的调速设备来实现系统的调速节能且避免不必要的副作用。
1)流量通过挡板调节,工作效率低,能量损失大;
2)罗茨鼓风机与电机之间为硬联结:振动相互传递,相互影响,振动大;
3)电机带负载启动,启动电流大,时间长,对电网有冲击;
4)风门挡板磨损严重,增加系统故障率和维护成本。
针对罗茨鼓风机类离心负载调速节能,永磁调速是一个不错的选择。它具有高可靠性、高效节能、低故障率、可在恶劣环境下运行、无刚性连接、减少罗茨鼓风机系统维护、减少罗茨鼓风机系统振动和延长设备适用寿命等特点。特别是永磁调速在运行中不产生高次谐波的优良调速特性而使该技术成为罗茨鼓风机类设备节能技术改造的首选。
1、永磁调速的结构组成及工作原理
1.1永磁调速器
永磁调速器是通过气隙来传递扭矩的设备,所以电机与负载之间没有机械性连接,电动机旋转时带动导磁盘在永磁盘产生的磁场中切割磁力线,这样就在导磁盘中产生了涡电流,进而产生感应磁场形成强力磁转矩,拉动永磁盘产生相对运动,从而实现电机与负载之间的柔性传动。
其基本结构如下:
1)永磁转子:内嵌永磁体(强力稀土磁铁)的铝盘,连接于负载轴;2)导磁转子:导磁盘,与电动机轴连接;3)气隙调节机构:调节永磁盘与导磁盘之间气隙大小的设备。
永磁调速的工作原理基于楞次定律:当磁体N极靠近导体板时,在导体板上会产生一个与N极磁场来抵抗磁体N极接近的磁场,该磁场由逆时针旋转的感应电流所产生,这就是著名的楞次定律。同理当磁体N极平行与导体板移动时,导体板上会产生抵抗磁体N极前进的磁场,即产生两个相反方向的磁场,在前进的磁体N极前方产生N极磁场阻碍磁体前进,在前进的磁体N极后方产生S极磁场吸引磁铁棒向后,并且磁体和导体板距离越近时,导体板上阻碍磁体相对运动的力量越大。
1)对于磁体和导体板,静止不动时不起作用;2)当有相对运动时,导体板中会产生涡电流,从而产生感应磁场,进而产生扭矩;3)和两者之间的相对距离和相对运动有密切关系,越远离时,磁力线密度越松散,感应效应越弱,扭矩越小;相对运动越慢,转差越小,产生扭矩越小;反之亦然;4)永磁调速器通过气隙调节机构使永磁转子与导磁转子之间的气隙改变,即改变磁场的耦合度,进而改变磁转矩和负载转速。气隙越小,磁转矩越大,负载转速越高,反之亦然。
1.2永磁调速系统
永磁调速系统一般由负载、电机和永磁调速器三部分组成,永磁调速器的永磁体和负载连接,永磁调速器的导磁体和电机连接,这两个设备之间的气隙通过一个执行器来进行调整。执行器主要由伺服电机组成。通过执行机构推动气隙调节器来调节两个转子之间气隙,实现负载输出速度和扭矩的控制。
永磁调速器可处理设备信号,并与PLC系统相连接。压力等控制信号被PLC系统响应,然后给执行器信号。进而调节两个转子之间的气隙,从而负载速度得到调节。
1)传感器可检测负载流量、温度等受控制量;2)通过PLC将受控量进行PID调制,成为4~20mA模拟量信号以驱动执行机构,进而推动气隙调节器响应信号;3)通过人机界面客户可设定和监视负载输出量;4)该系统为全自动控制,当PLC故障时,可手动调节气隙;5)通过PLC可实现远程“四遥”;
2、永磁调速系统的节能原理
2.1特性曲线节能分析
在罗茨风机系统中,整个罗茨鼓风机系统的效率=调节风压设备的效率*电机效率*输送管道的效率*罗茨鼓风机效率。当其他效率不变时,系统效率决定于调节风压设备的效率。风力挡板调节是通过调节挡板开度大小来实现输出风压的调节,罗茨鼓风机的转速自始至终没有发生变化。在风门挡板没有全开或调节器为弯通型时,气体经过风门挡板时能量损失非常大,同时风门挡板两端产生压差也很大,尤其是罗茨鼓风机出口的风压变大,致使罗茨鼓风机偏离了最佳运转效率点,综上所述,挡板开度变小时,电机输入功率变化不大,这样造成了很大的能量浪费。
罗茨鼓风机在实际运行中,工作点是管网H-Q曲线与罗茨鼓风机H-Q曲线的交汇点。罗茨鼓风机在A点正常工作,当风量由Q1调至Q2,采用挡板调节风量时,管网特性曲线发生改变(由R1改变为R2),其工作点也发生改变(由A调至B),进而其功率也发生微小的变化(由OQ1AH1所围成的面积改变为OQ2BH2`所围成的面积),从上图可看出罗茨鼓风机功率变化微小,而其效率降低很大;当采用永磁调速调节时,可按需要调整罗茨鼓风机转速,改变罗茨鼓风机系统的特性曲线,图中n1到n2,其工作点由A调至C,使其风量满足工艺要求,其功率变为OQ2CH2所围成的面积,而其效率没有大的改变,依然在高效区工作。节能量ΔP=(H2`-H2)*Q2。
采用永磁调速器技术,可以代替原来的风门挡板,通过调节两个转子之间的气隙进而调节罗茨鼓风机的转速。实现流量或压力的连续控制,达到上述节电效果。
2.2节能调节公式
实际计算中,经常依据流体机械的相似定律(Affinity Law)做近似计算。对于离心罗茨鼓风机负载有:流量变化与转速变化成正比(Q1/Q2=n1/n2);压力变化与转速变化的平方成正比(H1/H2=(n1/n2)2);负载功率变化与转速变化的立方成正比(P1/P2=(n1/n2)3)。 上述公式因转速变化范围不同而有相当的误差。然而,由于设备的实际运行数据很难准确获取,节能计算一般来说均为大致计算。所以,计算中使用这些公式造成的误差可以容忍。
又因负载功率P=Kp*T*n(功率=扭矩*转速),则P1/P2=(T1/T2)*(n1/n2),与P1/P2=(n1/n2)3联立得:T1/T2=(n1/n2)2(负载转矩变化与转速变化的平方成正比)。
对于永磁调速系统,工作过程中电机输出到永磁调速器的转矩和永磁调速器输出到负载的转矩相等。负载转速改变,但电机转速保持不变,电机转速减去负载转速即为永磁调速器上的滑差。理论上,永磁调速属滑差调速。
电机输出功率Pe=K*T*ne(功率=扭矩*转速);因电机转速保持不变,容易推导出Pe1/Pe2=T1/T2=(n1/n2)2;即Pe1/Pe2=(n1/n2)2(电机输出功率变化与转速变化的平方成正比)。
从上图可得出结果,当输出风量减少时,按照相似定律,负载所需功率减少显著,从而电机输出功率下降明显,对能源节约量很大。当输出风量仅仅减少20%时,需要的能源已经降低了38%。
3、永磁调速节能实际应用
下面是某冶金企业采用永磁调速技术对一台罗茨鼓风机进行节能改造的案例。
3.1罗茨鼓风机技术参数
3.2节能效益计算
1)目前实际功耗:电机功率=1.732*6(kV)*30(A)*0.84=261kW
2)加装永磁调速器后功耗估算:50-30%风门开度下,从经验曲线查取:实际流量与罗茨鼓风机额定流量平均比为60%。
由相似定律可知,转速与流量为正比关系,将挡板全开后,罗茨鼓风机转速下降至60%即可输出所需要的风量,为维持必要的富余量以75%估算,则罗茨鼓风机输入功率与转速平方成正比,加计永磁调速器效率(97%)修正,所以理论功耗将降为:280*(75%)2/0.97=162kW(280kW为罗茨鼓风机满负荷制动功率)。
3)加装永磁调速器与未装前相比的节电情况
3.3改造结果对比
4、结论
根据该项目的实施情况,永磁调速技术节电效果良好。该技术可以根据罗茨鼓风机风量的变化实行平滑变速调节,该项技术具有以下技术特点:
1)电机和负载没有直接的物理连接,不会传递振动,对于冲击型负载和有可能堵转的过程具有通过滑差实现缓冲和自动保护功能,大大减少故障的发生。
2)电机完全是空载启动,启动电流得到大幅降低。
3)谐波污染消除,不伤害电机,不影响电网。
4)容忍较大的对中误差(5mm),安装调试过程得到简化。
5)该项技术在现场应用中需要一定的技术条件。改造罗茨鼓风机需要有连轴器,同时电机和罗茨风机之间要有适当的安装空间。
原标题:罗茨鼓风机选型的基本知识
一、鼓风机选型的基本知识:
1、标准状态:指风机的进口处空气的压力P=Pa,温度t=20℃,相对湿度φ=50%的气体状态。
2、指定状态:指风机特指的进气状况。其中包括当地大气压力或当地的海拔高度,进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3、鼓风机流量及流量系数
3.1、流量:是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q表示,通常单位:m3/h或m3/min。
3.2、流量系数:φ=Q/(900πD22×U2)
式中:φ:流量系数 Q:流量,m3/h
D2:叶轮直径,m
U2:叶轮外缘线速度,m/s(u2=πD2n/60)
4、鼓风机全压及全压系数:
4.1、鼓风机全压:风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。用PtF表示,常用单位:Pa
4.2、全压系数:ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全压系数 Kp:压缩性修正系数 PtF:风机全压,Pa ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2:叶轮外缘线速度,m/s
5、鼓风机动压:风机出口截面上气体的动能所表征的压力,用Pd表示。常用单位:Pa
6、鼓风机静压:风机的全压减去风机的动压,用Pj表示。常用单位:Pa
7、鼓风机全压、静压、动压间的关系:
风机的全压(PtF)=风机的静压(Pj)+风机的动压(Pd)
8、鼓风机进口处气体的密度:气体的密度是指单位容积气体的质量,用ρ表示,常用单位:Kg/m3
9、鼓风机进口处气体的密度计算式: ρ=P/RT
式中:P:进口处绝对压力,Pa R:气体常数,J/Kg·K。与气体的种类及气体的组成成份有关。
T:进口气体的开氏温度,K。与摄氏温度之间的关系:T=273+t
10、标准状态与指定状态主要参数间换算:
10.1、流量:ρQ=ρ0Q0
10.2、全压:PtF/ρ=PtF0/ρ0
10.3、内功率:Ni/ρ=Ni0/ρ0
注:式中带底标“0”的为标准状态下的参数,不带底标的为指定状态下的参数。
11、鼓风机比转速计算式: Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中: Ns:风机的比转速,重要的设计参数,相似风机的比转速均相同。 n:风机主轴转速,r/min
Q0:标准状态下风机进口处的流量,m3/s Kp: 压缩性修正系数 PtF0: 标准状态下风机全压,Pa
12、压缩性修正系数的计算式:
Kp=k/(k-1)×[(1+p/P)(k-1)/k-1]×(PtF/P)-1
式中:PtF:指定状态下风机进口处的绝对压力,Pa k:气体指数,对于空气,K=1.4
13、鼓风机叶轮直径计算式: D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
式中:D2:叶轮外缘直径,m n:主轴转速:r/min Kp:压缩性修正系数 PtF0:标准状态下风机全压,单位:Pa
ρ0:标准状态下风机进口处气体的密度:Kg/m3 ψt:风机的全压系数
14、管网:是指与鼓风机联接在一起的,气流流经的通风管道以及管道上所有附件的总称。
15、管网阻力的计算式:Rj=KQ2
式中: Rj:管网静阻力,Pa
K:管网特性系数与管道长度、附件种类、多少等因素有关,确定其值的方法通常采用:计算法,类比法和实际测定法。
Q:风机的流量,m3/s
16、常见压力单位间的换算关系:
1毫米水柱(mmH2O)=9.807帕(Pa)
17、大气压力与海拨高度间近似关系: P=-(9.4~11.2)H
式中:P:大气压力Pa H:海拨高度:m
二、 选型实例(仅举一例)
为2T/h工业锅炉选择一台引风机。已知最大负荷时所需风机性能参数及相应的进气条件,如下:
流量:Q=6800 m3/h ,进口温度:t1=200℃
全压:PtF=2010 Pa , 进口绝对压力P=96000 Pa
解:1、每秒钟流量:Qs=6800/3600=1.89 m3/s
2、指定条件下空气密度:ρ=P/RT=96000/(287×(273+200))=0.707 Kg/m3
3、换算为标准状态下的全压: PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa
4、选定风机主轴转速:n=2800 r/min
5、计算压缩性修正系数:
Kp=K/(K-1)[(1+PtF/P)((k-1)/k)-1]×(PtF/P)-1
=1.4/(1.4-1) ×[(1+2010/96000)(1.4-1)/1.4-1] ×(2010/96000)-1
=0.9926
6、计算所需风机的比转速:
Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
=5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4
=48
7、选用Y5-48型离心引风机,查得该型风机无因次特性曲线最高效率点参数为:
流量系数:φ=0.1225 全压系数:ψt=0.536 内效率:η=0.835
8、计算叶轮外径:
D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
=(27/2800)×[0.9926×3412/(2×1.2×0.536 )]1/2
=0.497m
选用Y5-48-11№5C引风机
9、校核内功率:
Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
电机容量储备系数取为1.3,带传动机械效率取0.95,所需功率为:6.15KW
选用电机为:7.5KW-2极(型号:Y132S2-2
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负压罗茨风机也就是罗茨真空泵,我们通常叫做罗茨泵,在南方称之为鲁氏鼓风机或者鲁氏风机,不过大家都指的是同一样的产品,今天锦工风机小编为大家分享,锦工负压罗茨风机JGW系列风机性能曲线图:
通过性能曲线图,我们可以对同一型号负压罗茨风机的整体性能有大致的了解,通过观察这些性能曲线图,可以了解哪些型号可以做,哪些型号不可以做,能否满足我们的需求,具体情况如下所示:
1、JGW-200~JGW-300性能曲线图
2、JGW-200A~JGW-300A性能曲线图
3、JGW-250~JGW-350性能曲线图
4、JGW-250A~JGW-400性能曲线图
备注:性能曲线图左侧数据为压力,底部为风量,上面的数据是转速,中间的黑白阴影为电机功率。
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>>如何选择罗茨风机厂家?来锦工买放心
>>罗茨风机反向转动的危害!
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>>罗茨风机批发选择厂家的3个注意事项!
>>如何正确的选择罗茨鼓风机厂家_锦工风机
罗茨风机的的参数很多,但是基本的一些参数不多,今天锦工风机给大家来整理下:
1、选型参数
选型的基本参数是风量和压力,其次电机功率参数,还有就是转速参数等,主要的参数是风量和压力参数,其他的参数属于次要参数。
2、指标参数
罗茨鼓风机还有其他的一些参数,比如:振动参数、噪音参数,温度参数等,这些指标参数属于维护指标,需要定期记录的参数。
3、尺寸参数
风机的尺寸参数很多,没法一一为大家进行列举,如果想了解风机的尺寸参数,可以和厂家索取图纸,查看具体的参数,也可以到锦工风机的下载中心,去下载锦工风机尺寸图纸。
4、性能曲线
性能曲线图,有一部分客户会了解,但是大部分朋友不了解这方面的内容,性能曲线主要是风机型号不同参数不同,而呈现的性能指标变化数据。
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原标题:罗茨鼓风机选型的基本知识
一、鼓风机选型的基本知识:
1、标准状态:指风机的进口处空气的压力P=Pa,温度t=20℃,相对湿度φ=50%的气体状态。
2、指定状态:指风机特指的进气状况。其中包括当地大气压力或当地的海拔高度,进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3、鼓风机流量及流量系数
3.1、流量:是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q表示,通常单位:m3/h或m3/min。
3.2、流量系数:φ=Q/(900πD22×U2)
式中:φ:流量系数 Q:流量,m3/h
D2:叶轮直径,m
U2:叶轮外缘线速度,m/s(u2=πD2n/60)
4、鼓风机全压及全压系数:
4.1、鼓风机全压:风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。用PtF表示,常用单位:Pa
4.2、全压系数:ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全压系数 Kp:压缩性修正系数 PtF:风机全压,Pa ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2:叶轮外缘线速度,m/s
5、鼓风机动压:风机出口截面上气体的动能所表征的压力,用Pd表示。常用单位:Pa
6、鼓风机静压:风机的全压减去风机的动压,用Pj表示。常用单位:Pa
7、鼓风机全压、静压、动压间的关系:
风机的全压(PtF)=风机的静压(Pj)+风机的动压(Pd)
8、鼓风机进口处气体的密度:气体的密度是指单位容积气体的质量,用ρ表示,常用单位:Kg/m3
9、鼓风机进口处气体的密度计算式: ρ=P/RT
式中:P:进口处绝对压力,Pa R:气体常数,J/Kg·K。与气体的种类及气体的组成成份有关。
T:进口气体的开氏温度,K。与摄氏温度之间的关系:T=273+t
10、标准状态与指定状态主要参数间换算:
10.1、流量:ρQ=ρ0Q0
10.2、全压:PtF/ρ=PtF0/ρ0
10.3、内功率:Ni/ρ=Ni0/ρ0
注:式中带底标“0”的为标准状态下的参数,不带底标的为指定状态下的参数。
11、鼓风机比转速计算式: Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中: Ns:风机的比转速,重要的设计参数,相似风机的比转速均相同。 n:风机主轴转速,r/min
Q0:标准状态下风机进口处的流量,m3/s Kp: 压缩性修正系数 PtF0: 标准状态下风机全压,Pa
12、压缩性修正系数的计算式:
Kp=k/(k-1)×[(1+p/P)(k-1)/k-1]×(PtF/P)-1
式中:PtF:指定状态下风机进口处的绝对压力,Pa k:气体指数,对于空气,K=1.4
13、鼓风机叶轮直径计算式: D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
式中:D2:叶轮外缘直径,m n:主轴转速:r/min Kp:压缩性修正系数 PtF0:标准状态下风机全压,单位:Pa
ρ0:标准状态下风机进口处气体的密度:Kg/m3 ψt:风机的全压系数
14、管网:是指与鼓风机联接在一起的,气流流经的通风管道以及管道上所有附件的总称。
15、管网阻力的计算式:Rj=KQ2
式中: Rj:管网静阻力,Pa
K:管网特性系数与管道长度、附件种类、多少等因素有关,确定其值的方法通常采用:计算法,类比法和实际测定法。
Q:风机的流量,m3/s
16、常见压力单位间的换算关系:
1毫米水柱(mmH2O)=9.807帕(Pa)
17、大气压力与海拨高度间近似关系: P=-(9.4~11.2)H
式中:P:大气压力Pa H:海拨高度:m
二、 选型实例(仅举一例)
为2T/h工业锅炉选择一台引风机。已知最大负荷时所需风机性能参数及相应的进气条件,如下:
流量:Q=6800 m3/h ,进口温度:t1=200℃
全压:PtF=2010 Pa , 进口绝对压力P=96000 Pa
解:1、每秒钟流量:Qs=6800/3600=1.89 m3/s
2、指定条件下空气密度:ρ=P/RT=96000/(287×(273+200))=0.707 Kg/m3
3、换算为标准状态下的全压: PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa
4、选定风机主轴转速:n=2800 r/min
5、计算压缩性修正系数:
Kp=K/(K-1)[(1+PtF/P)((k-1)/k)-1]×(PtF/P)-1
=1.4/(1.4-1) ×[(1+2010/96000)(1.4-1)/1.4-1] ×(2010/96000)-1
=0.9926
6、计算所需风机的比转速:
Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
=5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4
=48
7、选用Y5-48型离心引风机,查得该型风机无因次特性曲线最高效率点参数为:
流量系数:φ=0.1225 全压系数:ψt=0.536 内效率:η=0.835
8、计算叶轮外径:
D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
=(27/2800)×[0.9926×3412/(2×1.2×0.536 )]1/2
=0.497m
选用Y5-48-11№5C引风机
9、校核内功率:
Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
电机容量储备系数取为1.3,带传动机械效率取0.95,所需功率为:6.15KW
选用电机为:7.5KW-2极(型号:Y132S2-2
主要内容 风机分类 性能曲线的绘制 喘振 抢风 风机分类 叶片式: 离心式风机,轴流式风机,混流式风机 容积式: 活塞式风机,柱塞式风机,螺杆式风机,齿轮风机,罗茨风机 其他类型: 射流式风机 轴流风机: 六锦工机,脱硫增压风机,检修用冷却风机,轴冷风机,空冷风机。 混流风机 风机曲线 管道阻力曲线 启动力矩 喘 振 风机具有驼峰曲线 风机向一大容器内供气 防止喘振的具体措施: 1)使泵或风机的流量恒大于Qb。 2)如果管路性能曲线不经过坐标原点时,改变风机的转速。 3)对轴流式风机采用可调叶片调节。 4)采用性能曲线平直向下倾斜的风机 5)改变初始压头。 失速及抢风 失速风机的压头、流量、电流大幅降低; 失速风机噪声明显增加,严重时机壳、风道、烟道发生振动; 在投入“自动”的情况下,与失速风机并联运行的另1台风机电流、容积比能大幅升高; 与风机“喘振”不同,风机失速后,风压、流量降低后不发生脉动。 同性能风机并联 并联风机运行 抢风处理 1.减负荷 2.减小管道阻力 B P qV PA A O C D O P Q O P Q P qV O A PA PB PC B B P qV PB A O C PA 失速 O P Q qV O (p-qv)Ⅰ、Ⅱ (p-qv)并 p qV O p (p-qv)并 qV O E2 E1 M2 M1 E3a E3 M3 Hc1-qv1 Hc2-qv2 (p-qv)Ⅰ、Ⅱ p * * 贺宏彦2011-03-31 风机分类及性能曲线 离心风机: 密封风机,排烟风机,排氢风机, 轴加风机,火检冷却风机。 v vj vi 螺杆式风机: 空压机 罗茨风机: 真空泵: 活塞风机和柱塞风机: 射流式风机: 风压或扬程 O P Q -10° -5° 0° 5° 10° O ? Q -10° -5° 0° 5° 10° O P Q -10° -5° 0° 5° 10° 0.7 -10° -5° 0° 5° 10° 10° O P Q -10° -5° 0° 5° 10° 0.7 +?P B * 根部反动度比较大,主要是防止根部出汽边水蚀 排气温度的变化会使气缸轴承中心线有较大幅度的变化,容易引发振动。 * *
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原标题:罗茨鼓风机选型的基本知识
一、鼓风机选型的基本知识:
1、标准状态:指风机的进口处空气的压力P=Pa,温度t=20℃,相对湿度φ=50%的气体状态。
2、指定状态:指风机特指的进气状况。其中包括当地大气压力或当地的海拔高度,进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3、鼓风机流量及流量系数
3.1、流量:是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。
用Q表示,通常单位:m3/h或m3/min。
3.2、流量系数:φ=Q/(900πD22×U2)
式中:φ:流量系数 Q:流量,m3/h
D2:叶轮直径,m
U2:叶轮外缘线速度,m/s(u2=πD2n/60)
4、鼓风机全压及全压系数:
4.1、鼓风机全压:风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。用PtF表示,常用单位:Pa
4.2、全压系数:ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全压系数 Kp:压缩性修正系数 PtF:风机全压,Pa ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2:叶轮外缘线速度,m/s
5、鼓风机动压:风机出口截面上气体的动能所表征的压力,用Pd表示。常用单位:Pa
6、鼓风机静压:风机的全压减去风机的动压,用Pj表示。常用单位:Pa
7、鼓风机全压、静压、动压间的关系:
风机的全压(PtF)=风机的静压(Pj)+风机的动压(Pd)
8、鼓风机进口处气体的密度:气体的密度是指单位容积气体的质量,用ρ表示,常用单位:Kg/m3
9、鼓风机进口处气体的密度计算式: ρ=P/RT
式中:P:进口处绝对压力,Pa R:气体常数,J/Kg·K。与气体的种类及气体的组成成份有关。
T:进口气体的开氏温度,K。与摄氏温度之间的关系:T=273+t
10、标准状态与指定状态主要参数间换算:
10.1、流量:ρQ=ρ0Q0
10.2、全压:PtF/ρ=PtF0/ρ0
10.3、内功率:Ni/ρ=Ni0/ρ0
注:式中带底标“0”的为标准状态下的参数,不带底标的为指定状态下的参数。
11、鼓风机比转速计算式: Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中: Ns:风机的比转速,重要的设计参数,相似风机的比转速均相同。 n:风机主轴转速,r/min
Q0:标准状态下风机进口处的流量,m3/s Kp: 压缩性修正系数 PtF0: 标准状态下风机全压,Pa
12、压缩性修正系数的计算式:
Kp=k/(k-1)×[(1+p/P)(k-1)/k-1]×(PtF/P)-1
式中:PtF:指定状态下风机进口处的绝对压力,Pa k:气体指数,对于空气,K=1.4
13、鼓风机叶轮直径计算式: D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
式中:D2:叶轮外缘直径,m n:主轴转速:r/min Kp:压缩性修正系数 PtF0:标准状态下风机全压,单位:Pa
ρ0:标准状态下风机进口处气体的密度:Kg/m3 ψt:风机的全压系数
14、管网:是指与鼓风机联接在一起的,气流流经的通风管道以及管道上所有附件的总称。
15、管网阻力的计算式:Rj=KQ2
式中: Rj:管网静阻力,Pa
K:管网特性系数与管道长度、附件种类、多少等因素有关,确定其值的方法通常采用:计算法,类比法和实际测定法。
Q:风机的流量,m3/s
16、常见压力单位间的换算关系:
1毫米水柱(mmH2O)=9.807帕(Pa)
17、大气压力与海拨高度间近似关系: P=-(9.4~11.2)H
式中:P:大气压力Pa H:海拨高度:m
二、 选型实例(仅举一例)
为2T/h工业锅炉选择一台引风机。已知最大负荷时所需风机性能参数及相应的进气条件,如下:
流量:Q=6800 m3/h ,进口温度:t1=200℃
全压:PtF=2010 Pa , 进口绝对压力P=96000 Pa
解:1、每秒钟流量:Qs=6800/3600=1.89 m3/s
2、指定条件下空气密度:ρ=P/RT=96000/(287×(273+200))=0.707 Kg/m3
3、换算为标准状态下的全压: PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa
4、选定风机主轴转速:n=2800 r/min
5、计算压缩性修正系数:
Kp=K/(K-1)[(1+PtF/P)((k-1)/k)-1]×(PtF/P)-1
=1.4/(1.4-1) ×[(1+2010/96000)(1.4-1)/1.4-1] ×(2010/96000)-1
=0.9926
6、计算所需风机的比转速:
Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
=5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4
=48
7、选用Y5-48型离心引风机,查得该型风机无因次特性曲线最高效率点参数为:
流量系数:φ=0.1225 全压系数:ψt=0.536 内效率:η=0.835
8、计算叶轮外径:
D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
=(27/2800)×[0.9926×3412/(2×1.2×0.536 )]1/2
=0.497m
选用Y5-48-11№5C引风机
9、校核内功率:
Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
电机容量储备系数取为1.3,带传动机械效率取0.95,所需功率为:6.15KW
选用电机为:7.5KW-2极(型号:Y132S2-2
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