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  共振性消聲器 1)共振性消聲器僅適用于具有明顯低頻噪聲峰值的聲源消聲處理,以及對(duì)氣流壓力損失要求很低的條件。 2)設(shè)計(jì)共振消聲器時(shí)應(yīng)盡量增大k值(見式7.3-22),因?yàn)閗值增大,消聲量增大,消聲頻帶也可加寬。設(shè)計(jì)中使共振腔的體積V大些,傳導(dǎo)率G值高些,都可使值增大,般至少應(yīng)按k≥2. 3)改善共振消聲器消聲頻帶寬度的措施包括:增大共振腔的腔深,即增加共振腔體積;在開孔處襯貼薄而透聲的材料,以增加孔頸的 聲阻:在共振內(nèi)鋪貼吸聲層:將不同共振頻率的吸聲結(jié)構(gòu)設(shè)置在同一消聲器內(nèi)或不同共振頻率的消聲器串聯(lián)應(yīng)用等. 4)對(duì)于金屬管式的共振消聲器,常用的設(shè)計(jì)孔徑取中3~@1m,開孔率為0.5%~5%,孔板厚度可取1~3mm,空腔深度常取100~200m。 5)設(shè)計(jì)共振消聲器的共振腔幾何尺寸于共振頰率波長(zhǎng)的三分之一,當(dāng)共振腔較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)分隔成幾段,其總消聲量為各段消聲量之和 6)共振消聲器內(nèi)管的開孔段應(yīng)均勻集中在內(nèi)管的中部,但應(yīng)使孔間距等于或大于5倍孔徑大小。  

                                阻性消聲器 1)正確合理選擇阻性消聲器的結(jié)構(gòu)形式。如對(duì)大風(fēng)量大尺寸空調(diào)風(fēng)管宜選用片式消聲器:對(duì)消聲量要求較高,而風(fēng)壓余量較大的風(fēng) 管可選用折板式、聲流式及多室式等消聲器，對(duì)缺少安裝空間位置的管路系統(tǒng)可選用彎頭消聲器、百葉式消聲器等。 2)正確選擇阻性吸聲材料。選擇阻性消聲器內(nèi)的多孔吸聲材料除了應(yīng)滿足吸聲性能要求之外,還應(yīng)注意防潮、耐溫、耐氣流沖刷及凈化等工藝要求,通常都采用離心玻璃棉作為吸聲材料:如有凈化及防纖維吹出要求,則采用燃聚氨聲學(xué)泡沫塑料;對(duì)某些地下工程磚砌風(fēng)道消聲,也可選用膨脹珍珠巖吸聲磚作為阻性吸聲材料。 3)合理確定阻性消聲器內(nèi)吸聲層的厚度及密度。對(duì)于一般阻性管式及片式消聲器的吸出片厚度宜為5~10cm,對(duì)于低頻噪聲成分較 多的管道消聲,則消聲片厚可取15~20cm,而靠消聲器外殼的吸聲層厚度一般可取消聲片厚度的一半:為減小阻塞比,增加氣流通道面積也可以將片式消聲器的消聲片設(shè)計(jì)成一半為厚片,一半為薄片。消聲片內(nèi)的離心玻璃棉板的密度通常應(yīng)選24~48kg/m3,密度大一些對(duì)低頻消聲有利,而阻燃聚氨酯聲學(xué)泡沫塑料的密度為30~40kg/m3。 4)合理確定阻性消聲器內(nèi)氣流通道的斷面尺寸。阻性消聲器的斷面尺寸對(duì)消聲器的消聲性能及空氣動(dòng)力性能均直接相關(guān),表7.3-16列出了不同形式阻性消聲器的通道斷面尺寸控制值。 5)合理確定阻性消聲器內(nèi)消聲片的護(hù)面層材料。消聲片護(hù)面層用料及做法應(yīng)滿足不影響消聲性能及與消聲器內(nèi)的氣流速度相適應(yīng)兩個(gè)前提條件。最常見的護(hù)面層,用料為玻璃纖維布加穿孔金屬板,玻璃纖維布一般為0.1~0.2mm厚的無堿平紋玻璃纖維布,而穿孔金屬板一般要求穿孔率≥20%,而孔徑常取φ4~6mm。工程中對(duì)于有防潮防水要求的護(hù)面層,則可在穿孔金屬板內(nèi)加設(shè)層聚乙烯薄膜或PVF耐候膜,雖對(duì)高頻吸聲有一定影響,但對(duì)低頻吸聲則略有改善。表7.3-17為不同護(hù)面層結(jié)構(gòu)所適用的消聲器內(nèi)氣流速度表。 6)合理確定消聲器的有效長(zhǎng)度。由于消聲器的實(shí)際消聲效果受聲源強(qiáng)度、氣流再生噪聲及末端背景噪聲的影響,在一定條件下,消 聲器的長(zhǎng)度并不同消聲值成正比,因此必須合理確定消聲器的有效總長(zhǎng)度。一般可選擇1~2m,消聲要求較高時(shí),可以3~4m,并以分段設(shè)置為好。 7)控制消聲器內(nèi)的氣流通過速度。 8)改善阻性消聲器低頻性能的措施,由于阻性消聲器低頻性能較中髙頻性能要差,設(shè)計(jì)中可采用加大消聲片厚度、提高多孔吸聲材 料密度、在吸聲層后留一定深度的空氣層、使吸聲層厚度連續(xù)變化(如聲流式消聲器)以及采用阻抗復(fù)合式消聲器等施。  

阻性消聲器的性能影響因素： 1)首先是結(jié)構(gòu)形式,如管式、片式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,消廬效果好,阻力也小,但低頻性能相對(duì)差一些;阻抗復(fù)合式消聲頻帶寬,但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜;折板式、多室式消聲量大,但阻力也高。 2)阻性吸聲材料類別及其厚度、密度和護(hù)面層選擇,如消聲片厚度大些,密度高些可有利改善低頻性能。 3)氣流通道斷面尺寸,如扁形通道有利提高P/S值,改善消聲性能。 4)通道內(nèi)的氣流速度,如流速較低,氣流再生噪聲低,消聲器性能不受氣流噪聲影響,而且壓力損失也較小。 5)有效消聲長(zhǎng)度,在氣流再生噪聲及背景噪聲均無影響的條件下,消聲器的消聲量應(yīng)與有效長(zhǎng)度成正比。 共振消聲器的性能影響因素： 1)共振吸聲結(jié)構(gòu)的孔徑、開孔率及板厚等因素決定共振消聲峰值頻率的髙低。 2)共振腔的深度影響消聲頻率及頻帶寬度。 3)氣流通道截面積S影響消聲量的大小截面積小,消聲量大。 4)傳導(dǎo)率G、共振腔體積決定消聲量的大小,GV值大,則消聲量相應(yīng)增大。 5)氣流速度。 抗性消聲器的性能形響因素 1)膨脹比m值決定抗性消聲器消聲量的大小 2)打張室的長(zhǎng)度及插入管的長(zhǎng)度決定抗性消聲器的消聲姁率特性。 3)打張室的長(zhǎng)徑比影響抗忸消聲器的消聲頰率特性。長(zhǎng)徑比大,低頻性能較好:反之,高頻消聲性能改善。 4)結(jié)構(gòu)形式,如多節(jié)串聯(lián)提高消聲性能,插入管錯(cuò)位可改善髙頻消聲性能,阻抗復(fù)合增加消聲頻寬等。 5)氣流速度。 排氣放空消聲器的性能影響因素： 1）結(jié)構(gòu)選型的合理性； 2)節(jié)流減壓的級(jí)數(shù)及各級(jí)壓降比值的確定； 3)小孔噴注消聲的小孔孔徑、孔間距及開孔面積； 4)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

  摘要:介紹了新模型系列風(fēng)機(jī)的快速優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法,為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算及方便實(shí)踐應(yīng)用,采用了電子表格進(jìn)行風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)、性能參數(shù)流量壓力的取值即最高轉(zhuǎn)速確定匹配關(guān)系:與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組主軸強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速、軸承壽命的匹配關(guān)系;與風(fēng)機(jī)葉輪軸盤尺寸的匹配關(guān)系:與電機(jī)功率安全系數(shù)、電機(jī)極數(shù)匹配關(guān)系的應(yīng)用計(jì)算。并以CF51新模型系列風(fēng)機(jī)采用電子表格設(shè)計(jì)計(jì)算方法為例,進(jìn)行詳細(xì)說明。   隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,以及國(guó)家對(duì)環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品的要求,近年來風(fēng)機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)、各大院校研究所、風(fēng)機(jī)專業(yè)制造廠家都在積極研發(fā)新型節(jié)能高效低噪環(huán)保的風(fēng)機(jī)氣動(dòng)模型,并取得了相當(dāng)?shù)某煽?jī)。但也存在著重理論氣動(dòng)模型研發(fā)、對(duì)與工廠制造銜接的系列優(yōu)化規(guī)劃與部件結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)重視不夠,使研發(fā)的新模型風(fēng)機(jī)特別是在工業(yè)領(lǐng)域風(fēng)機(jī),無論在研發(fā)進(jìn)度、研發(fā)質(zhì)量、使用可靠性上都未真正體現(xiàn)新模型風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能研發(fā)價(jià)值。筆者在風(fēng)機(jī)行業(yè)從業(yè)多年,已有多個(gè)新模型系列風(fēng)機(jī)產(chǎn)品成功研發(fā)成為公司主導(dǎo)產(chǎn)品?，F(xiàn)對(duì)新模型系列風(fēng)機(jī)用電子表格計(jì)算(Excel)的快速優(yōu)化設(shè)計(jì)方法予以闡述設(shè)計(jì)思路 無論是引進(jìn)消化、校企合作還是自主開發(fā),當(dāng)新模型風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能樣機(jī)經(jīng)實(shí)測(cè)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,就需轉(zhuǎn)入系列優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)與部件結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)等具體開發(fā)內(nèi)容上來。系列規(guī)劃設(shè)計(jì)中涉及風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)、性能參數(shù)流量壓力的取值即最高轉(zhuǎn)速確定匹配關(guān)系:與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組主軸強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速、軸承壽命的匹配關(guān)系;與風(fēng)機(jī)葉輪軸盤尺寸的匹配關(guān)系;與電機(jī)功率安全系數(shù)、電機(jī)極數(shù)匹配關(guān)系等。上述系列規(guī)劃設(shè)計(jì)完成以后,就可轉(zhuǎn)入結(jié)構(gòu)工作圖設(shè)計(jì)。筆者以CF51新模型風(fēng)機(jī)系列規(guī)劃用電子表格計(jì)算為例,進(jìn)行詳細(xì)說明。 風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)、性能流量壓力的分布取值范圍 CF51風(fēng)機(jī)葉輪采用強(qiáng)后向多圓弧板式葉片,葉輪直徑800m時(shí)的樣機(jī)最高效率79.5%、全壓系數(shù)為0.512、比轉(zhuǎn)速為27.4。 CF51風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)葉輪直徑尺寸按GB/T17774《工業(yè)通風(fēng)機(jī)尺寸》標(biāo)準(zhǔn),取為315、355、400、450、500、560、710、800、900、1000、120、1250、1400、1600、1800、2000等共十六個(gè)機(jī)號(hào)。 CF51性能參數(shù)流量壓力的取值須經(jīng)前期市場(chǎng)調(diào)研,滿足彌補(bǔ)本公司選型的空白點(diǎn),及對(duì)本公司歷史產(chǎn)生的較多非標(biāo)定制進(jìn)行統(tǒng)計(jì),初步的確定性能參數(shù)流量壓力的取值。對(duì)中小型工業(yè)風(fēng)機(jī)而言,在全壓系數(shù)、比轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)確定的情況下,確定性能參數(shù)一般即指最高轉(zhuǎn)速確定后的 最高壓力取值CF51機(jī)號(hào)500風(fēng)機(jī)初定設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速為4200/min,最高全壓為8125Pa,見表1; 表1~表2中用電子表格計(jì)算方式,原始參數(shù)為CF51樣機(jī)測(cè)試值,改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)值中的機(jī)號(hào)/葉輪直徑D1、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1、進(jìn)氣介質(zhì)密度p1即可進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能的變換計(jì)算。 3風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組主軸強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速、軸承壽命 當(dāng)初步的性能參數(shù)流量壓力的取值、最高轉(zhuǎn)速確定以后,需進(jìn)行轉(zhuǎn)子組主軸強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速軸承壽命等的計(jì)算。CF1風(fēng)機(jī)均按C式三角帶傳動(dòng)進(jìn)行配置計(jì)算,對(duì)其中CF51機(jī)號(hào)500、800250、2000風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組主軸強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速、軸承壽命初定設(shè)計(jì)配置計(jì)算見圖1、表5風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組主軸強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速、軸承壽命電子表格計(jì)算方式見表六,以CF51機(jī)號(hào)800風(fēng)機(jī)為例。CF51機(jī)號(hào)800風(fēng)機(jī)初定設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速為2900/min,計(jì)算結(jié)果為主軸強(qiáng)度:RB處最大復(fù)合應(yīng)力o&l;[o-1]w主軸(一般碳素鋼)許用彎曲應(yīng)力,20.38MPa40~65MPa,主軸強(qiáng)度滿足安全要求。 主軸臨界轉(zhuǎn)速:主軸計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速nc=5745/min,800風(fēng)機(jī)初定設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速n=2900/min,計(jì)算的安全系數(shù)nc/n=5745/2900=1.98,nc〉1.3n主軸臨界轉(zhuǎn)速滿足安全要求。以nc&g;1.3n為安全系數(shù)反算,主軸最大可運(yùn)行轉(zhuǎn)速n4419/min，軸承壽命:CF51機(jī)號(hào)800風(fēng)機(jī)最高全壓為0447Pa,必須考慮軸向力Fa對(duì)軸承壽命的影響, 以RA或RB取較大受力支點(diǎn)計(jì)算(非相同型號(hào)軸承需都算一下),計(jì)算的軸承壽命為107160h≈12.23年,滿足壽命要求注意序號(hào)8帶輪直徑D尺寸2對(duì)主軸RA或RB的受力及軸承壽命影響,需反復(fù)核算。 在軸承壽命計(jì)算時(shí),必須計(jì)入離心通風(fēng)機(jī)的軸向推力回。單吸入風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的軸向推力對(duì)軸承壽命影響,如采用深溝球軸承計(jì)算壽命通不過時(shí),可采用球面滾子、角接觸球等不同類型軸承反復(fù)核算,達(dá)到100以上理論壽命為妥,采用不同類型軸承時(shí),需注意軸承極限轉(zhuǎn)速對(duì)風(fēng)機(jī)最高允許運(yùn)行轉(zhuǎn)速的限制。   表6的電子表格計(jì)算方式,可通過改變?cè)O(shè)計(jì)原始參數(shù)值中序號(hào)112風(fēng)機(jī)葉輪重量、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、軸承箱主軸、功率、帶輪直徑等設(shè)計(jì)參數(shù)值,即可進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組的變換計(jì)算。 4與風(fēng)機(jī)葉輪軸盤尺寸的匹配關(guān)系 CF51風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速為27.4,屬中低比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī),葉輪葉片出口寬度較窄。一般工廠內(nèi)部都有規(guī)格化的軸盤尺寸系列。按以上方法初定好轉(zhuǎn)子組規(guī)格,其主軸直徑、軸承型號(hào)、對(duì)應(yīng)軸盤外徑及軸盤內(nèi)孔基本確定。為防止葉輪軸鹽搭子對(duì)葉片進(jìn)口流道堵塞,需進(jìn)行葉輪輪蓋進(jìn)口與軸盤搭子的截面積之比校核,見表7。 表7中的A值,文獻(xiàn)[6-7]給出了設(shè)計(jì)理論參數(shù),考慮滿足系列規(guī)劃設(shè)計(jì)及軸盤“三化&dquo;要求,筆者認(rèn)為輪蓋/葉片進(jìn)口圓環(huán)面積比A、葉輪內(nèi)軸盤搭子高度hl/葉輪葉片出口寬度b2比B,滿足或接近模型樣機(jī)系數(shù)值,且盡量保證軸盤搭子與進(jìn)氣氣流流通面為弧形圓滑過渡,是可以滿足相似設(shè)計(jì)條件的。   5與電機(jī)功率安全系數(shù)、極數(shù)匹配關(guān)系 表8中的允許最大軸功率值,與表一~表四中用電子表格計(jì)算,改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)值中的機(jī)號(hào)/葉輪直徑D、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1l、進(jìn)氣介質(zhì)密度p1得出的NI內(nèi)功率相匹配校核,在保證電機(jī)安全系數(shù)的情況下,得到最大的性能參數(shù)流量壓力值,并最終確定電機(jī)規(guī)格。   6結(jié)論 我公司近些年在新模型風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能研發(fā)、樣機(jī)測(cè)試完成以后,通過在系列優(yōu)化規(guī)劃與部件結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)等具體開發(fā)內(nèi)容上產(chǎn)生的問題,不斷總結(jié),逐步摸索出采用電子表格計(jì)算的方法,掌握了一套快速準(zhǔn)確完成系列優(yōu)化規(guī)劃轉(zhuǎn)入結(jié)構(gòu)工作圖設(shè)計(jì)的實(shí)用方法。該方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、空調(diào)風(fēng)機(jī)、工業(yè)風(fēng)機(jī)、單進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、雙進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)均適用。并建議為滿足系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的“三化&dquo;要求,建議有實(shí)力的風(fēng)機(jī)廠在新模型風(fēng)機(jī)研發(fā)前期準(zhǔn)備時(shí),應(yīng)考慮對(duì)轉(zhuǎn)子組傳動(dòng)箱、軸盤等工廠內(nèi)部基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行整理完善,來滿足與研發(fā)風(fēng)機(jī)全系列機(jī)號(hào)的合理匹配,為轉(zhuǎn)入結(jié)構(gòu)工作圖設(shè)計(jì)帶來方便。 本文的CF51新模型風(fēng)機(jī)系列優(yōu)化規(guī)劃的快速設(shè)計(jì),所有的表格內(nèi)容數(shù)據(jù)均為計(jì)算最終稿,實(shí)際需運(yùn)用電子表格進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組主軸強(qiáng)度、臨界轉(zhuǎn)速、軸承壽命、葉輪軸盤尺寸、電機(jī)功率匹配等參數(shù)的聯(lián)動(dòng)變換計(jì)算,并熟悉掌握其變化規(guī)律,提高計(jì)算準(zhǔn)確度與工作效率。采用上述CF51新模型風(fēng)機(jī)系列優(yōu)化規(guī)劃的快速設(shè)計(jì)方法,同樣也適用于結(jié)構(gòu)工作圖設(shè)計(jì),將另文贅述風(fēng)機(jī)行業(yè)的《高效節(jié)能離心通風(fēng)機(jī)系列化基本模型研發(fā)》,根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度要求完成系列樣機(jī)標(biāo)定后,向行業(yè)推廣。屆時(shí)可參考本文所述的系列優(yōu)化規(guī)劃的快速設(shè)計(jì)方法,實(shí)踐證明因其簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效,相信一定會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。  

概述 主要由蓋盤、中盤、葉片構(gòu)成雙吸葉輪,該風(fēng)機(jī)在國(guó)內(nèi)為首創(chuàng),亦是發(fā)展方向,既省材料又S9000-12大型離心式燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī)葉輪降低成本,縮短工期,本文重點(diǎn)對(duì)其蓋盤曲意圖見圖1。其材質(zhì)15MnV,直徑3500型、拼裝工藝進(jìn)行探討. 考慮實(shí)際操作方便及板材的尺寸,工藝定為下4塊料,這樣在實(shí)際曲型時(shí)便于移動(dòng)調(diào)整。根據(jù)圖1的錐度和母線的實(shí)長(zhǎng)用放射線展開法展出側(cè)蓋114板料,實(shí)際下料周邊留出余量。 有了扇形展開料,開始曲型,如果沒有合適的工裝設(shè)備就很難壓制出α=10°的側(cè)蓋既要保證質(zhì)量又要符合圖樣要求,就得根據(jù)葉輪的幾何尺寸,考慮下料有余量,實(shí)際操作采用冷曲,竄壓方式及壓制過程中的回彈,成型后的拼裝、焊接等重要因素,設(shè)計(jì)制造局部分段成型模,見圖4把雙面葉片焊在中盤上后,經(jīng)過大立車加工好的葉片錐度做為檢測(cè)壓型量具最為合適。實(shí)際上壓型模具是側(cè)蓋很小的一部分,必須竄壓,開始時(shí)壓力不宜過大,在模具上竄壓一遍后放在葉片上檢測(cè)外邊緣縫隙大,這說明角度不夠,這時(shí)我們調(diào)整定位板,向小頭方向移動(dòng),再少增加一點(diǎn)壓力,通過幾次反復(fù)竄 壓和調(diào)整定位板,直至使其與葉輪葉片錐度相吻合。 再將分段成型的4塊在葉片錐度上拼接、焊接成一個(gè)整體的側(cè)蓋,經(jīng)加工后與口圈焊為一體,制成蓋盤。經(jīng)過進(jìn)爐消除應(yīng)力后,錐度又發(fā)生新的變化,出現(xiàn)間隙大小不一致,其重量已達(dá)1噸重,此時(shí)只能借助吊車、壓力機(jī)及模具反復(fù)整型,局部用風(fēng)鏟打擊,雖然解決了變形錐度問題,但是工人的勞動(dòng)強(qiáng)度太大,消耗的工時(shí)太多,使生產(chǎn)周期加長(zhǎng)。 為了解決焊接口圈和進(jìn)爐消除應(yīng)力的變化,經(jīng)過實(shí)踐探討,找到兩種方法:其一制作個(gè)卡型樣板,見圖5,在焊接口圈和側(cè)蓋時(shí),要經(jīng)常調(diào)整工件并及時(shí)檢測(cè),使焊完后一定符合樣板,由進(jìn)爐消除應(yīng)力改為振動(dòng)消除應(yīng)力:其二口圈和側(cè)蓋只拼裝點(diǎn)焊牢固,不進(jìn)行焊接,等到與葉片拼為一體,在焊接葉片和蓋盤時(shí)一起再焊口圈和側(cè)蓋,最后葉輪進(jìn)行整體消除應(yīng)力。以上兩種方法,去掉了中間整型工序的麻煩,既省時(shí)間又減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。 三、葉輪成型 拼裝葉輪蓋是該項(xiàng)工藝的要點(diǎn),一旦葉輪中盤與上下側(cè)蓋不同心,不僅造成葉輪偏重,影響平衡,而且使其口圈加工不均衡,出現(xiàn)橢圓,厚薄不均,更為嚴(yán)重的是葉片出口端蓋盤短缺,直接影響轉(zhuǎn)子性能。 為確保葉輪中盤與蓋盤同心,尺寸精確,研制一個(gè)拼裝監(jiān)盤定位模&dquo;由3件焊接而成焊定位板、套筒和底盤,經(jīng)加工制成650與1620同心,定位板上面與底盤直口平行,高度h=430見圖6這時(shí)我們把已經(jīng)成型部分放在平臺(tái)上,將“監(jiān)盤拼裝模&dquo;放入中盤孔中,再將蓋盤吊放在葉片上,使口圈套在拼裝模定位板上,調(diào)整蓋盤,使其拼接焊縫與葉片交叉擺放,點(diǎn)焊牢固。另一面蓋盤用相同方法進(jìn)行。 施焊時(shí),同時(shí)由2人或4人對(duì)面焊接,及時(shí)翻轉(zhuǎn),防止變形。最后上大立車加工成圖樣尺寸的葉輪。        

摘要：通過用SIMPLE算法編制的程序?qū)﹄x心引風(fēng)機(jī)在不同工況時(shí)流場(chǎng)的數(shù)值模擬，分析了流場(chǎng)與引風(fēng)機(jī)葉片積灰的特性，從而得出了離心引風(fēng)機(jī)負(fù)荷對(duì)積灰的影響的結(jié)論。 1引言 在電站、石油、冶金、化工及城市供熱鍋爐的運(yùn)行過程中，引風(fēng)機(jī)葉片由于各種原因不可避免地發(fā)生積灰，因此葉片積灰是一個(gè)普遍而又十分值得研究和處理的問題，也是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的一大難題。引風(fēng)機(jī)葉片上沉積物的存在會(huì)造成葉輪的不平衡和振動(dòng)，致使軸和軸承上的負(fù)荷增加，引風(fēng)機(jī)的電流也會(huì)增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起風(fēng)機(jī)和電機(jī)的地腳螺栓斷裂，造成軸和軸承及葉輪等其它的零部件損毀，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起引風(fēng)機(jī)飛車事故 [1]。本文從流場(chǎng)角度分析了某熱電廠引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷對(duì)其葉片積灰的影響，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整運(yùn)行方式和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 物理描述 2.1 現(xiàn)象描述 引風(fēng)機(jī)在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，氣流進(jìn)入引風(fēng)機(jī)葉片流道的角度與葉片的進(jìn)口安裝角相當(dāng)，這時(shí)氣流的沖擊角為零，氣流沒有沖擊平滑地流入葉片通道。當(dāng)引風(fēng)機(jī)低于額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于進(jìn)口速度方向的改變，氣流沖擊角小于葉片的進(jìn)氣安裝角而形成了正沖擊角；葉片的非工作面將出現(xiàn)邊界層氣流的分離和氣流的回流，而且在非工作面上形成了漩渦且沿著葉片的徑向方向發(fā)展，最終使葉片在非工作面上產(chǎn)生積灰[1-4]。 2.2 模擬對(duì)象 以某熱電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)為模擬對(duì)象，其結(jié)構(gòu)如表1，在模擬過程中不考慮葉片厚度的影響。 　　　　　　　　　　　　　表1風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 型　號(hào) Y4-73-11№20D 葉輪出口直徑/mm 2000 轉(zhuǎn)速/(/min) 960 葉輪進(jìn)口直徑/mm 1460 出口壓力/kPa 4.5 進(jìn)口安裝角/(°) 16 葉片數(shù)/個(gè) 12 出口安裝角/（°） 45 流　量/(m3/h) 178010 葉輪寬度/mm 700     3  數(shù)學(xué)描述 3.1 控制方程 原則上氣流為氣固兩相流動(dòng)，但實(shí)際上由于顆粒在氣流中的份額很少而對(duì)氣流的影響可以忽略，所以采取單相介質(zhì)模型。氣流在葉片流道中流動(dòng)，在采用相對(duì)直角旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下，坐標(biāo)系統(tǒng)示意圖如圖１所示，可近似地認(rèn)為是二維穩(wěn)態(tài)不可壓縮流體的流動(dòng)，應(yīng)用修正的κ-ε湍流模型，則流體的控制方程的統(tǒng)一形式為        3.2 邊界條件    進(jìn)口邊界條件——進(jìn)口速度可根據(jù)流量和速度三角形來共同確定，湍動(dòng)能按進(jìn)口0.5%(u2+v2)給定，而耗散率按0.1%的湍動(dòng)能給定[6]。    出口邊界條件——出口處的壓力為4.5kPa，沿流線的一階偏導(dǎo)數(shù)為零，并且遵循質(zhì)量守恒定律。    壁面邊界條件——按壁面函數(shù)法確定[7]。 4 數(shù)值計(jì)算 由于流體流動(dòng)的通道形狀不規(guī)則，為此采用貼體坐標(biāo)系，利用Vinko[8]將物理平面網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為計(jì)算平面網(wǎng)格；坐標(biāo)變換后的通用控制方程為                                   按給定的壓力場(chǎng)求解出的速度場(chǎng)未必能滿足連續(xù)性方程，所以在得出速度場(chǎng)后應(yīng)對(duì)壓力場(chǎng)進(jìn)行修正，壓力修正后可重新求得速度場(chǎng)，最終可導(dǎo)得壓力修正方程和速度修正方程分別為:            采用交錯(cuò)網(wǎng)格的方法對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行40&imes;20網(wǎng)格劃分，采用冪函數(shù)方案作為對(duì)流擴(kuò)散方式，采用SIMPLE方法[9]對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，最后可得到流場(chǎng)的數(shù)值解。圖2和圖３為在不同工況時(shí)的流場(chǎng)數(shù)值解，D代表引風(fēng)機(jī)運(yùn)行的額定負(fù)荷。  文獻(xiàn)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在額定負(fù)荷時(shí)的對(duì)比，數(shù)據(jù)位置在風(fēng)機(jī)葉片徑向的1/3，2/3處，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)程序和模型有較高的準(zhǔn)確性?？勺鳛榱鲌?chǎng)的預(yù)報(bào)有效工具。 5 結(jié)果分析 根據(jù)對(duì)計(jì)算流場(chǎng)的分析可得知，引風(fēng)機(jī)在滿負(fù)荷時(shí)，由于流體流動(dòng)方向幾乎與葉輪通道進(jìn)口安裝角一致，而相對(duì)速度流場(chǎng)分布比較均勻，在非工作面壁面上，由于離心力和哥氏力及介質(zhì)粘性的影響，有氣體分離和在貼壁處薄層存在少量回流，相對(duì)總壓分布也十分均勻，這幾乎對(duì)葉片的積灰沒有影響；隨著負(fù)荷的不斷下降，在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處沒有設(shè)置預(yù)旋裝置的情況下，進(jìn)口速度發(fā)生偏離且和葉輪通道的進(jìn)口安裝角形成一個(gè)差角，從而流動(dòng)主流區(qū)逐漸向工作面方向偏移，在葉片的非工作面及附近區(qū)域形成負(fù)壓區(qū)域而出現(xiàn)較大區(qū)域的分層和氣流漩渦及回流，并且在葉片的非工作面上的范圍在徑向不斷擴(kuò)大，在與非工作面垂直方向上也逐漸擴(kuò)展，負(fù)壓區(qū)域也在不斷擴(kuò)大。隨著負(fù)荷的不斷下降，這種現(xiàn)象更加明顯并將會(huì)布滿整個(gè)葉片范圍，這是因?yàn)殡x心力隨半徑的增加而增大的緣故。從圖中可以看出，在引風(fēng)機(jī)負(fù)荷為80%以下時(shí)，氣流的分離，漩渦及回流比較顯著；隨著負(fù)荷的不斷下降，這種現(xiàn)象更加明顯和突出。由于漩渦，回流和氣流分離，加上這些區(qū)域的流速不是很大，低速區(qū)域隨負(fù)荷的不斷下降而逐漸擴(kuò)大，因而使氣流攜帶粉塵的能力下降，且增加了氣流在葉片非工作面及附近區(qū)域的停留時(shí)間，再加上離心力和哥氏力的綜合影響，粉塵更容易沉積在葉片的非工作面上并且隨著負(fù)荷的降低而不斷擴(kuò)大，葉片積灰也越嚴(yán)重。所以看出引風(fēng)機(jī)負(fù)荷是影響葉片積灰的重要因素之一。 6 結(jié)論      通過某熱電廠Y4-73-11№20D引風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)的數(shù)值分析，對(duì)其不同工況時(shí)流場(chǎng)和積灰的分析，在風(fēng)機(jī)負(fù)荷將到80%時(shí)，葉片非工作面上有明顯的積灰存在；當(dāng)引風(fēng)機(jī)負(fù)荷將到60%時(shí)，積灰比較嚴(yán)重；無論是在現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期運(yùn)行中還是在進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)的過程中都發(fā)現(xiàn)，當(dāng)引風(fēng)機(jī)負(fù)荷將到65%時(shí)已出現(xiàn)特別明顯的積灰并且振動(dòng)，必要時(shí)須清灰；上述情況與數(shù)值分析結(jié)果較為一致。由數(shù)值模擬的結(jié)果可知，為了保證引風(fēng)機(jī)不產(chǎn)生積灰和振動(dòng)而安全穩(wěn)定運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)荷應(yīng)不低于80%為宜。                

                      1引言 煉鐵廠烘干爐窯用的鼓風(fēng)機(jī)由于功率大、轉(zhuǎn)速高，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣動(dòng)力噪聲和機(jī)械噪聲，造成了嚴(yán)重的環(huán)境噪聲污染，也影響人們正常的工作和生活。某煉鐵廠烘干爐窯用的鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)為JNC261№10D型，流量17200m3/h，全壓5300Pa，如圖1所示，A、B、C、D均在軸線高度上，A點(diǎn)距進(jìn)口1m，B、C、D距機(jī)殼、聯(lián)軸器、電機(jī)為1m，根據(jù)GB/T2888-1991《風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量方法》，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量風(fēng)機(jī)A點(diǎn)的噪聲頻譜如表1所示，A點(diǎn)總噪聲達(dá)94dB(A)，B、C、D點(diǎn)總噪聲各為86dB(A)、85.5dB(A)和86.5dB(A),超過了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的不高于85dB(A)的要求，影響了職工的正常工作。必須得對(duì)該風(fēng)機(jī)噪聲進(jìn)行控制，使其達(dá)到國(guó)家噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求，以減少環(huán)境噪聲。          表1 JNC261№10D型鼓風(fēng)機(jī)噪聲 噪 聲 源 A 聲級(jí) 倍頻程中心頻率/Hz 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k 鼓 風(fēng) 機(jī) 94 93 87 86 90 85 83 74 72   2 鼓風(fēng)機(jī)噪聲分析與控制 2.1 空氣動(dòng)力性噪聲 風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性噪聲包括進(jìn)氣口空氣動(dòng)力性噪聲和出氣口空氣動(dòng)力性噪聲，它是在氣體流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的。主要是由于氣體的非穩(wěn)定流動(dòng)，氣體與蝸舌的周期性撞擊、氣體與氣體及氣體與固體相互作用所產(chǎn)生的噪聲。風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲分旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。 旋轉(zhuǎn)噪聲是由于工作葉輪上均勻分布的葉片，周期性打擊氣體介質(zhì)引起的。另外，當(dāng)氣流流過葉片時(shí)，在葉片表面上形成附面層，特別是吸力邊的附面層容易加厚，并產(chǎn)生許多渦流。在葉片的尾緣處吸力與壓力邊的附面層匯合，形成所謂尾跡區(qū)，在尾跡區(qū)內(nèi)，氣流的壓力與速度都大大低于主氣流區(qū)。因而，當(dāng)工作輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片出口區(qū)內(nèi)氣流具有很大的不均勻性。這種不均勻性氣流周期性作用于周圍介質(zhì)，產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，而形成噪聲，旋轉(zhuǎn)噪聲的頻率為 fi=nzi/60    (1)                       式中  n——風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速，/min       z——葉片數(shù)     i——諧頻序號(hào)，＝1，2，3，… 渦流噪聲又稱漩渦噪聲。它主要是由于氣流流經(jīng)葉片時(shí)，產(chǎn)生紊流附面層及漩渦與漩渦分裂脫體，而引起葉片上壓力脈動(dòng)造成的。它是離心鼓風(fēng)機(jī)的另一主要噪聲，渦流噪聲的頻率為       fwi=sWi/L    (2) 式中S為斯特勞哈爾數(shù)，S＝0.14～0.20，通常取0.185；W為氣體與葉片的相對(duì)速度；L為葉片寬度在垂直于W方向上的投影；i為諧波序號(hào)，i=1,2,3，…。 由式(2)可知，鼓風(fēng)機(jī)的渦流噪聲頻率，主要與氣流和葉片的相對(duì)速度W、葉片寬度在垂直于W方向上的投影有關(guān)，而W和U都是連續(xù)的量，因而離心鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的渦流噪聲是一種寬頻帶的連續(xù)譜。 通過上述分析可知，風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲是上述兩種性質(zhì)不同的噪聲相互疊加的結(jié)果。所以風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力噪聲的頻譜，往往是寬頻帶連續(xù)譜。     對(duì)空氣動(dòng)力性噪聲的治理需要設(shè)計(jì)阻性、抗性或阻抗復(fù)合式消聲器，阻性消聲器對(duì)旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲都有降低作用，而抗性消聲器只對(duì)旋轉(zhuǎn)噪聲有降低作用[1]。 2.2 機(jī)械性噪聲 機(jī)械性噪聲主要是由于轉(zhuǎn)子不平衡，軸承磨損及風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口壓力脈動(dòng)引起機(jī)殼振動(dòng)而形成的機(jī)械噪聲，降低機(jī)械噪聲需消除轉(zhuǎn)子的不平衡，提高機(jī)械裝配精度和消除機(jī)械振動(dòng)。 2.3 電動(dòng)機(jī)噪聲 電動(dòng)機(jī)噪聲是風(fēng)機(jī)噪聲的主要組成部分，電動(dòng)機(jī)噪聲是由各種成分組成的，主要包括電磁噪聲、機(jī)械噪聲和風(fēng)扇噪聲3部分。由于電機(jī)由專業(yè)廠家生產(chǎn)，不便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，所以通常用隔聲的措施來避免電機(jī)噪聲傳播。      從上述風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)試結(jié)果看，A點(diǎn)主要是空氣動(dòng)力性噪聲，達(dá)94dB(A)，是主要噪聲源，B、C、D點(diǎn)主要是機(jī)械噪聲，總噪聲各為88dB(A)、87.5dB(A)、88.5dB(A),是次要的噪聲源，應(yīng)優(yōu)先控制風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲。 3鼓風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性噪聲的控制 根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)噪聲頻譜特性分析，噪聲峰值為63～1000Hz，可見此類風(fēng)機(jī)不僅聲級(jí)高，而且還呈現(xiàn)出低、中頻特性，傳播距離較遠(yuǎn)。針對(duì)風(fēng)機(jī)出口進(jìn)入窯爐的實(shí)際情況，采取如下措施治理噪聲：（1）風(fēng)機(jī)進(jìn)口設(shè)計(jì)安裝蜂窩狀阻抗復(fù)合消聲器，以減少風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口空氣動(dòng)力性噪聲向外傳播；（2）在鼓風(fēng)機(jī)面向居民區(qū)的一側(cè)，利用現(xiàn)有建筑物的設(shè)計(jì)磚墻隔聲屏障，來阻斷鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)機(jī)殼噪聲和電機(jī)直達(dá)噪聲向居民區(qū)傳播，治理后的風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。 表2 JNC261№10D型鼓風(fēng)機(jī)噪聲治理前、后A聲級(jí)結(jié)果 位置 A(F) B C D E   治理前 94 86 85.5 86.5 —   治理后 82 83 84.5  84  83   表3 離心式鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)噪聲治理方案 噪聲源 風(fēng)機(jī)進(jìn)口 風(fēng)機(jī)出口 空氣動(dòng)力性噪聲   機(jī)體、聯(lián)軸 器、電機(jī) 鼓風(fēng)機(jī) 來自大氣 進(jìn)入生 產(chǎn)設(shè)備 通常加進(jìn)口消聲器置于大氣中     通常做隔聲間 引風(fēng)機(jī) 來自生 產(chǎn)設(shè)備 進(jìn)入大氣 通常加出口消聲器置于大氣中     通常做隔聲間       4 鼓風(fēng)機(jī)噪聲控制結(jié)果分析     進(jìn)行上述噪聲治理后測(cè)試結(jié)果如表2所示,治理噪聲后的測(cè)點(diǎn)F、E如圖2所示,F點(diǎn)仍在葉輪軸線上距消聲器1m，E點(diǎn)在消聲器進(jìn)口離消聲器端面1m處。治理后噪聲明顯降低，達(dá)到了《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的不高于85dB(A)的要求，再加上磚墻隔聲屏障作用，居民區(qū)噪聲明顯降低。    由表2看出，治理后F、E點(diǎn)噪聲各為82 dB(A)和83dB(A),而B、C、D噪聲各為83dB(A)、84.5dB(A)和84dB(A),說明加阻抗復(fù)合消聲器后，空氣動(dòng)力性噪聲已經(jīng)比機(jī)械噪聲低，風(fēng)機(jī)機(jī)殼、聯(lián)軸器、電機(jī)的機(jī)械噪聲成為主要噪聲源，若再治理噪聲，應(yīng)優(yōu)先治理這些機(jī)械噪聲。 5 機(jī)械噪聲和空氣動(dòng)力性噪聲控制方案及其特點(diǎn) 無論是鼓風(fēng)機(jī)還是引風(fēng)機(jī)，兩者空氣動(dòng)力性噪聲的機(jī)理完全相同，均采用阻性、抗性或阻抗復(fù)合消聲器治理；對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)，因出口與生產(chǎn)設(shè)備相聯(lián)，為避免生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)物質(zhì)對(duì)消聲器產(chǎn)生不利影響，通常在進(jìn)口加消聲器；對(duì)于引風(fēng)機(jī)，因進(jìn)口與生產(chǎn)設(shè)備相聯(lián)，為避免生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)物質(zhì)對(duì)消聲器產(chǎn)生不利影響，通常在出口加消聲器；而機(jī)械噪聲采用的隔聲間成本低，降噪效果也比較好，常用的治理方案如表3所示。    

  1 引言 本文從蝸殼的功能入手，研制了無蝸殼箱體風(fēng)機(jī)。與常規(guī)箱體風(fēng)機(jī)相比，無蝸殼箱體風(fēng)機(jī)不僅制作簡(jiǎn)單，而且還節(jié)約空間，降低成本。這就給設(shè)計(jì)人員提出了一個(gè)新課題。 2 理論分析 蝸殼的作用：機(jī)殼的任務(wù)是將離開葉輪的氣體導(dǎo)向機(jī)殼出口,并將氣體的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。蝸殼中不同截面處的流量是不同的,在任意截面處,氣體的容積流量與位置角φ成正比。一般氣流在蝸殼進(jìn)口處是沿圓周均勻分布，因此在不同φ角截面上的流量qvφ可表示為qvφ=qv4（φ/360°）。qv4為蝸殼進(jìn)口處流量，通常蝸殼中速度變化不大，氣體密度可認(rèn)為是定值。若蝸殼的型線能保證氣體自由流動(dòng)，這時(shí)蝸殼壁對(duì)氣流就不會(huì)發(fā)生作用，那么在不考慮粘性情況下，氣體在蝸殼內(nèi)的運(yùn)動(dòng)將遵循動(dòng)量矩不變定律，即 cuR=常數(shù)。 經(jīng)分析得知，氣體最多6次被蝸殼碰撞導(dǎo)至出口，蝸殼很好地收集了氣體。并且氣體在葉輪流向蝸殼時(shí)容積變大，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。 離心通風(fēng)機(jī)的主要功能是完成氣體的輸送，若無機(jī)殼就不可能實(shí)現(xiàn)這一功能，無蝸殼也不可能很好地實(shí)現(xiàn)葉輪的功效。 3 對(duì)比試驗(yàn) 普通風(fēng)機(jī)與無蝸殼箱體風(fēng)機(jī)的對(duì)比，標(biāo)準(zhǔn)4-79-13№7A風(fēng)機(jī)及把該葉輪裝入尺寸為1020&imes;1020&imes;880箱體1中的性能對(duì)比見表1。 表1 結(jié)構(gòu) 4-79-13№7A 4-79№7A葉輪+箱體1 工況點(diǎn) 流量/(m3/h) 全壓/Pa 全壓效率/% 流量/(m3/h) 全壓/Pa 全壓效率/% 1 12609 1668 80.5 16094 769 49 2 14134 1629 82.0 17346 649 45 3 15592 1609 83.0 18861 532 40 4 17117 1550 84.2 19880 444 36 5 18590 1491 85.5 20334 356 29 6 20071 1452 84.9 21203 245 25 7 22317 1236 83.0 21803 179 17 8 24564 1001 78.5 22402 109 11 同一個(gè)葉輪裝了兩種不同的箱體的對(duì)比，見表2。 表2 結(jié)構(gòu) 葉輪1+箱體1 葉輪1+箱體2 工況點(diǎn) 流量/(m3/h) 全壓/Pa 全壓效率/% 流量/(m3/h) 全壓/Pa 全壓效率/% 1 15545 694 34.2 15287 961 52 2 16285 590 29 16274 924 51 3 19114 417 22 19192 737 41 4 23112 121 7.1 22392 546 32 同一個(gè)箱體配兩種不同葉輪的對(duì)比，見表3。 表3 結(jié)構(gòu) 葉輪2+箱體1 4-79№7A葉輪+箱體1 工況點(diǎn) 流量/(m3/h) 全壓/Pa 全壓效率/% 流量/(m3/h) 全壓/Pa 全壓效率/% 1 11316 1374 50.9 16094 769 49 2 14526 1263 55 17346 649 45 3 16952 1085.5 53.5 18861 532 40 4 19179 880 47.7 19880 444 36 5 20829 710.5 42 20334 356 29 6 22150 546 34 21203 245 25 7 23322 434 28 21803 179 17 8 24654 242.4 17 22402 109 11 箱體與葉輪裝配見圖1和圖2。其中箱體均由鋁型材框架和夾心面板制成。六面體只有一面敞開，它強(qiáng)制氣流從一個(gè)方向流出，并有消聲作用。它與常規(guī)箱體機(jī)相比，其制作簡(jiǎn)單，節(jié)約空間，降低了成本。圖中1020&imes;1020&imes;880為箱體1；1060&imes;1027&imes;880為箱體2。   結(jié)論   （1）后向式葉輪直接裝進(jìn)箱內(nèi)形成的箱體風(fēng)機(jī)，由于箱體內(nèi)無蝸殼導(dǎo)流，從表1～表3中看出整機(jī)的全壓效率都很低；同一葉輪在不同風(fēng)箱時(shí)，箱體的大小影響風(fēng)機(jī)的全壓效率，箱體越接近蝸線效率越高；同一箱體的葉輪型線直接影響風(fēng)機(jī)的全壓效率，但在不同葉輪的最高效率點(diǎn)處，流量大致相同。 （2）從結(jié)構(gòu)上看，這種箱體風(fēng)機(jī)的進(jìn)口處于自由吸氣狀態(tài)，若能在箱體內(nèi)加上類似蝸線導(dǎo)流板，該箱體風(fēng)機(jī)的性能一定近似于常規(guī)離心通風(fēng)機(jī)且效率較高。當(dāng)然導(dǎo)流板得有消聲功能才有意義，其次進(jìn)出氣流方向只可互成90°以及不利用雙進(jìn)氣風(fēng)機(jī)也是風(fēng)機(jī)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足，這就給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇提出了新的要求；另一方面葉輪中心與箱體的相對(duì)位置對(duì)性能的影響也是下一步的工作重點(diǎn)。箱體風(fēng)機(jī)的效率直接影響客戶的運(yùn)行成本。在能源緊張的今天,客戶投資考慮的重點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到運(yùn)行成本上，若能采用這種箱體風(fēng)機(jī),受益者將不僅是投資者。    

摘要：著重探討了中功率段（220～1500kW）通風(fēng)機(jī)合理選擇其驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓等級(jí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。提出了中等功率段通風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速在目前階段比較適用的“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓中功率電機(jī)&dquo;方案（高-低壓方案），并針對(duì)方案應(yīng)用低壓中等功率變頻器需要注意的周邊相關(guān)技術(shù)問題作了簡(jiǎn)要說明。   1  引言 中等功率等級(jí)的風(fēng)機(jī)（220～1500kW）應(yīng)用面很廣。其中很大一部分的風(fēng)機(jī)需要變工況運(yùn)行。以往由于電機(jī)調(diào)速手段的落后，風(fēng)機(jī)的變工況（流量、壓力）調(diào)節(jié)，主要采用出、進(jìn)口導(dǎo)葉擋板調(diào)節(jié)、液力耦合器調(diào)速、電磁滑差調(diào)速、串級(jí)調(diào)速和轉(zhuǎn)子回路串電阻等作為變工況運(yùn)行的調(diào)節(jié)措施，這些調(diào)節(jié)方式不是耗能嚴(yán)重，就是存在調(diào)節(jié)性能差、運(yùn)行可靠性低等缺點(diǎn)。近年來，交流變頻調(diào)速技術(shù)已日趨成熟，并已成為大多數(shù)風(fēng)機(jī)裝置設(shè)計(jì)、運(yùn)行人員的首選節(jié)能調(diào)速運(yùn)行方案。 作為一種高效調(diào)速節(jié)能技術(shù)手段，變頻調(diào)速方案在低功率段（220kW以下）風(fēng)機(jī)裝置中得到了日益廣泛的應(yīng)用，其主要得益于近階段交流低壓變頻技術(shù)的日益成熟和其性價(jià)的不斷提高，由此也給廣大用戶帶來的良好的節(jié)能收益回報(bào)。相比較而言，中功率段風(fēng)機(jī)由于我國(guó)電網(wǎng)配電電壓等級(jí)的單一性，加之用電端功率220kW以上電機(jī)電壓等級(jí)通常只有6kV或10kV可供選擇（3kV已逐步淘汰），這使得該功率段若采用變頻調(diào)速，只能采用對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的高壓變頻裝置。而目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上中功率段6kV和10kV的高壓變頻器的單位功率價(jià)格通常要達(dá)到（1500～2500元/kW），高出同等級(jí)功率低壓變頻器的單位價(jià)格（300～500元/kW）數(shù)倍之多；使中功率段的風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速的成本甚高，一次投入過高而回報(bào)期又相對(duì)較長(zhǎng)，成為阻礙變頻調(diào)速這一優(yōu)勢(shì)技術(shù)推廣應(yīng)用的價(jià)格壁壘。從技術(shù)層面來考察，高壓變頻器產(chǎn)品目前存在的技術(shù)程度復(fù)雜，技術(shù)成熟度不足，特別是運(yùn)行可靠性方面還有待成熟完善，再加上用戶對(duì)產(chǎn)品技術(shù)認(rèn)識(shí)不足等原因，使高壓變頻器的應(yīng)用也存在著一定的技術(shù)壁壘。這些均成為目前高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能領(lǐng)域推廣應(yīng)用的主要制約因素。 本文的主要目的是探討如何通過合理的選擇中功率段風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的電壓等級(jí)，從而設(shè)計(jì)組合技術(shù)成熟、投資經(jīng)濟(jì)性良好的中功率段風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速。 2 技術(shù)及經(jīng)濟(jì)意義 2.1 技術(shù)意義 交流低壓變頻是現(xiàn)階段成熟的技術(shù)，對(duì)于變頻器而言，其工作電壓的高低主要取決于變頻器內(nèi)PWM主回路逆變器件的耐壓水平。目前690V以下低壓變頻器主流型逆變器件一般采用的耐壓水平1200/1700V的IGBT模塊。這個(gè)電壓等級(jí)的IGBT技術(shù)目前已相當(dāng)成熟穩(wěn)定，并已被作為低壓逆變的主導(dǎo)器件而廣泛應(yīng)用。由于大多數(shù)低壓變頻器的逆變主回路為同一設(shè)計(jì)類型，其輸出功率等級(jí)由IGBT耐壓和工作電流等級(jí)所決定。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)630kW以下低壓變頻器的制造和供貨不存在任何問題；國(guó)外品牌的低壓變頻器普遍已達(dá)800～1500kW的功率等級(jí)，個(gè)別品牌最高可達(dá)2800kW。 低壓變頻器屬于技術(shù)比較成熟的產(chǎn)品，國(guó)外應(yīng)用低壓變頻器在風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行的歷史已將近30余年；國(guó)內(nèi)在這方面的應(yīng)用也有20年以上。根據(jù)某國(guó)外主流品牌低壓變頻器廠商介紹，其目前主導(dǎo)產(chǎn)品的平均無故障工作時(shí)間已達(dá)50000h以上，產(chǎn)品可靠性相當(dāng)高。對(duì)于國(guó)內(nèi)變頻器廠商而言，大部分生產(chǎn)廠商目前已渡過了技術(shù)有欠成熟、產(chǎn)品質(zhì)量不甚穩(wěn)定的初創(chuàng)期，產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)行可靠性也達(dá)到了一定的水平。在中功率段風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能應(yīng)用方面，國(guó)內(nèi)外各大品牌的低壓變頻器均有著大量成熟的應(yīng)用案例。 表1所列為目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)可提供中功率段低壓變頻器品牌及相關(guān)型號(hào)。     表1國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中功率等級(jí)低壓變頻器主要品牌/型號(hào) 廠商品牌 型號(hào) 主要技術(shù)參數(shù) VACON NXP/NXDRIVE 380～690V，3-PHASE，160～1500kW TIGERPOWER   TP3000 400～690V，3-PHASE，75～800kW ABB ACS800 380～690V，3-PHASE，200～2800kW SIEMENS   G150 380～690V，3-PHASE，75～1200kW SCHNEIDER  ATV38/ATV68 400～500V，3-PHASE，75～630kW 說明：630kW以下功率等級(jí)變頻器，國(guó)內(nèi)能夠訂制的變頻器生產(chǎn)商較多，本表不予列舉 2.2 經(jīng)濟(jì)意義 交流低壓變頻系統(tǒng)應(yīng)用于中功率風(fēng)機(jī)調(diào)速具有良好的經(jīng)濟(jì)性。目前國(guó)內(nèi)除了一些特殊的電力終端用戶（如煤礦、油田）外，用戶設(shè)備終端電壓等級(jí)，不外乎低壓380V和高壓6kV、10kV三種。我國(guó)現(xiàn)行的低壓等級(jí)通用電機(jī)的最大機(jī)座號(hào)為H355，中功率段風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)通常選用6～10kV電機(jī)，對(duì)應(yīng)這個(gè)機(jī)座號(hào)的極限電機(jī)功率也就是220kW左右。超過這個(gè)機(jī)座號(hào)通常只能選用6kV或10kV電機(jī)；而風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行單位，一般也試圖通過提供終端用電設(shè)備的電壓等級(jí)，降低電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行線路損耗和提高系統(tǒng)效率。這幾方面的原因，使目前H355機(jī)座（對(duì)應(yīng)功率等級(jí)～220kW）以上的風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)全采用6kV或10kV的電壓等級(jí)。而對(duì)于許多需要變工況調(diào)速運(yùn)行的風(fēng)機(jī)而言，正是這種不恰當(dāng)?shù)剡x擇，成為應(yīng)用變頻調(diào)速這一高效節(jié)能調(diào)節(jié)手段的技術(shù)障礙。由于高壓變頻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造技術(shù)難度高，同一功率等級(jí)的高壓變頻器與低壓變頻器價(jià)格又相差懸殊。這也意味著如果作為一種節(jié)能投資，采用高壓變頻方案要比采用低壓變頻方案的一次投入大數(shù)倍，投資回報(bào)周期相應(yīng)也要長(zhǎng)得多。這也使一些有著應(yīng)用低壓變頻節(jié)能經(jīng)驗(yàn)并產(chǎn)生實(shí)際經(jīng)濟(jì)收益的用戶，難以確立采用高壓變頻器應(yīng)用于風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速的信心。同時(shí)技術(shù)程度的相對(duì)復(fù)雜，部分廠家產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)行中所反映性能不甚完善，甚至影響系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行等因素，也成為高壓變頻器推廣應(yīng)用的主要障礙。 因?yàn)槭艿侥孀児β势骷圃焖较拗疲邏航涣髯冾l核心部分的高壓逆變的實(shí)現(xiàn)要比低壓變頻逆變困難和復(fù)雜得多。目前比較成熟的高壓逆變實(shí)現(xiàn)方案不外乎多重化單元串聯(lián)、三電平箝位和功率元件串聯(lián)等幾種。而無論通過哪一種方式實(shí)現(xiàn)高壓逆變，其構(gòu)成與低壓逆變相比復(fù)雜得多。由此也就不難理解為什么相同功率等級(jí)的高壓變頻器與低壓變頻器的市場(chǎng)價(jià)格要相差3～5倍甚至更多。同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，從系統(tǒng)工程角度來講，要使高壓變頻器產(chǎn)品達(dá)到一定可靠性，實(shí)際要比低壓變頻器困難得多。大量運(yùn)行實(shí)踐的總結(jié)也印證了這一點(diǎn)。另外對(duì)于類似于不允許計(jì)劃外停機(jī)的某些高可靠性要求場(chǎng)合，低壓變頻器也可以比高壓變頻器更方便、更容易和更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)備用冗余（如工頻應(yīng)急旁路）。 表2是一個(gè)500kW風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用3種常用典型調(diào)速方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的簡(jiǎn)單比較。從中得出，“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓電機(jī)&dquo;方案（所謂“高—低方案&dquo;）是最佳選擇的結(jié)論。如果考慮高壓變頻和液力耦合器調(diào)速方案相比，低壓變頻調(diào)速方案較低的動(dòng)態(tài)維護(hù)費(fèi)用的支出，低壓變頻器方案的優(yōu)勢(shì)將更為突出。 表3所列，是國(guó)內(nèi)幾位從事電氣傳動(dòng)行業(yè)知名專家，比較一致提出的對(duì)中功率交流變頻調(diào)速系統(tǒng)推薦采用的電壓等級(jí)，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度考察是相當(dāng)合理的。 綜上所述，對(duì)于220～1500kW的中功率段風(fēng)機(jī)調(diào)速，采用“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓電機(jī)&dquo;（高—低方案）的技術(shù)方案，其在技術(shù)方面是成熟可行的；如果從投入產(chǎn)出等方面綜合考察方案的經(jīng)濟(jì)性，也較其他方案具有明顯的成本和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。 3 注意的相關(guān)問題 中功率段風(fēng)機(jī)采用低壓變頻器調(diào)速方案實(shí)際應(yīng)用中，必須充分考慮中功率段低壓變頻器的技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)條件和用戶對(duì)諸如電磁兼容性方面的要求，采取適當(dāng)必要的周邊技術(shù)保障措施，以使方案得到可靠和完美的實(shí)施。 3.1 諧波和干擾問題 諧波和干擾是應(yīng)用變頻器必須要關(guān)注的問題。每個(gè)變頻器都是工作時(shí)的一個(gè)諧波源，如果不采取相應(yīng)的技術(shù)措施，變頻器運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)電源系統(tǒng)和周邊設(shè)備產(chǎn)生不良影響。由于諧波發(fā)生量和產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度與變頻器的功率密切相關(guān),對(duì)于功率在220kW以上的中功率段變頻器，抑制其對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波注入和對(duì)周邊設(shè)備的電磁干擾顯得尤其重要。否則將很可能使接于變頻器同一供電電源下的其他設(shè)備和周邊的電磁敏感設(shè)備（典型的如弱電控制設(shè)備）的工作異常。以下技術(shù)措施可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和要求獨(dú)立或組合使用，對(duì)于中功率段低壓變頻器的諧波和干擾抑制相當(dāng)有效。     表2 典型500kW風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能比較   10kV高壓變頻 調(diào)速方案 高-低壓變頻器方案 液力耦合器調(diào)速方案 附 注   系統(tǒng)組成 10kV高壓保護(hù)柜 +10kV多重化 高壓變頻器 +10kV高壓電動(dòng)機(jī)   10kV高壓保護(hù)柜 +10/0.66kV 干式變壓器 +0.66kV低壓變頻器 +0.66kV低壓電動(dòng)機(jī) 10kV高壓保護(hù)柜 +10kV高壓電動(dòng)機(jī) +液力耦合調(diào)速器   說明： （1)未計(jì)入配套土建和連接電纜等相關(guān)費(fèi)用。 （2）按市場(chǎng)平均價(jià)估算。     系統(tǒng)投資 成本估算 高壓保護(hù)柜：4.5萬(wàn)元 高壓變頻器：90萬(wàn)元 高壓電動(dòng)機(jī)：16.8萬(wàn)元 系統(tǒng)估算價(jià)：107萬(wàn) 高壓保護(hù)柜：4.5萬(wàn)元 干式變壓器：12.8萬(wàn)元 低壓電動(dòng)機(jī)：12.5萬(wàn)元 低壓變頻器：22.4萬(wàn)元 系統(tǒng)估算價(jià)：52.2萬(wàn) 高壓保護(hù)柜：4.5萬(wàn)元 高壓電動(dòng)機(jī)：16.8萬(wàn)元 液力耦合器：10萬(wàn)元 系統(tǒng)估算價(jià)：31.3萬(wàn)元 運(yùn)行后每年 節(jié)約電費(fèi)額 約70萬(wàn)元 約70萬(wàn)元 約45萬(wàn)元 估算條件： （1）節(jié)約電費(fèi)以入 口擋板調(diào)節(jié)方案為 參考估算依據(jù)； （2）風(fēng)機(jī)平均工況 運(yùn)行按額定風(fēng)量的 80%估算； （3）年運(yùn)行時(shí)間以 7000h估算； （4）電價(jià)以0.60元/kW&middo;h估算。 投資回收期  　約18個(gè)月 約10個(gè)月 約8個(gè)月 在役10年靜態(tài) 節(jié)約電費(fèi)總額 約700萬(wàn)元 約700萬(wàn)元 約450萬(wàn)元 在役10年靜態(tài) 投入產(chǎn)出比 　 　約１：6.5   約1：13.4   約1：10 在役10年 靜態(tài)計(jì)算收益       約600萬(wàn)元        約650萬(wàn)元       約400萬(wàn)元 系統(tǒng)可靠性     稍差         好 差           — 可維護(hù)性 不良 最好         差 系統(tǒng)冗余成本      高         低       不能實(shí)現(xiàn)  說明：不計(jì)入各方案的在役動(dòng)態(tài)維護(hù)性支出費(fèi)用。                  表3 中、大功率段風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)推薦的工作電壓等級(jí)      推薦調(diào)速系統(tǒng)電壓等級(jí)（kV）            備 注      220～500           0.4   優(yōu)先推薦電壓等級(jí):  0.4、0.69、6.0、10.0(kV)      500～800          0.66/0.69      800～1600          0.66/1.14      1600～2500          3.0/6.0      2500以上          6.0/10.0    (1)單獨(dú)設(shè)置變壓器,使變頻器電源與用戶其他設(shè)備的低壓電源隔離。目的之一是提供足夠的輸入阻抗，與變頻器電纜寄生電容組成LC濾波器，將電網(wǎng)側(cè)諧波限制在一定范圍內(nèi)；目的之二是可以抑制諧波與干擾通過同一低壓回路直接向其它低壓用戶端傳導(dǎo)。 (2)變壓器多相運(yùn)行。通常變頻器的整流部分是6脈波整流器，所以產(chǎn)生的諧波較大。應(yīng)用變壓器的多相運(yùn)行，可降低變頻器輸入的電流諧波分量。根據(jù)實(shí)測(cè)采用12脈波輸入變頻器后，變頻器輸入端總諧波分量將達(dá)到THD≤8%，基本達(dá)到電網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。 (3)增設(shè)交流輸入電抗器或直流電抗器。在變頻器輸入端加入交流電抗器或在其直流回路加入直流電抗器，可顯著改善變頻器輸入端諧波含量，穩(wěn)流削波，改善變頻器輸入端功率因素。 (4)變頻器的輸出端增設(shè)輸出電抗器或?qū)Ｓ脼V波器。輸出端設(shè)置電抗器或?qū)Ｓ脼V波器，可有效降低變頻器輸出電流中的高頻分量引起的高頻輻射干擾，降低電壓突波對(duì)電機(jī)絕緣的影響，降低電機(jī)的電磁運(yùn)行噪聲。 (5)變頻器輸出電纜采用專用屏蔽電纜。經(jīng)驗(yàn)證明，采用專用動(dòng)力屏蔽電纜是抑制變頻器輸出端高頻輻射的有效途徑。 3.2 軸電流抑制 對(duì)于采用變頻器供電的電動(dòng)機(jī)，由于電壓波形中存在著相當(dāng)多的高頻分量，這些高頻分量除了通過變頻器與電機(jī)繞組構(gòu)成回路外，還會(huì)通過繞組與定子鐵心間以及轉(zhuǎn)軸、端蓋、機(jī)座和接地線等之間形成寄生電容而構(gòu)成高頻通路。由于這些電容容量有限，在工頻市電供電時(shí)其充放電過程形成的容性電流很小，可以忽略不計(jì)。當(dāng)采用變頻器供電且電機(jī)容量較大（110kW以上）時(shí)，由高頻分量形成的軸電流密度可達(dá)數(shù)10A/mm2，軸電流將會(huì)引起電機(jī)軸承的嚴(yán)重電蝕。由于軸承的滾珠與滾道上有可能存在凸出點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)通過該處的軸承電流斷開，從而引起電弧，灼傷金屬表面，這種微觀損害的持續(xù)積累將會(huì)引起軸承的損壞。 實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于中等功率等級(jí)以上的電機(jī)應(yīng)通過保持軸承良好潤(rùn)滑而維持內(nèi)外圈間潤(rùn)滑膜較高的絕緣電阻、軸承外圈與機(jī)座接觸面噴涂絕緣漆、變頻器輸出端加入濾波器等抑制軸電流產(chǎn)生的措施，保障電機(jī)的可靠運(yùn)行。 3.3 工頻運(yùn)行冗余問題 變頻器應(yīng)用的許多場(chǎng)合，通常不允許設(shè)備發(fā)生非計(jì)劃停機(jī)。這種情況的經(jīng)典設(shè)計(jì)是提供一套獨(dú)立的工頻應(yīng)急旁路。對(duì)于采用獨(dú)立供電變壓器的低壓變頻方案，由于變壓器負(fù)載的單一性，無需考慮電機(jī)在工頻電源下啟動(dòng)時(shí)，由于啟動(dòng)電流沖擊而造成低壓母線跌落的影響。如果經(jīng)驗(yàn)算，變壓器高壓側(cè)母線在工頻旁路直接啟動(dòng)時(shí)的電壓在允許范圍內(nèi)，就可以采用直接啟動(dòng)。此時(shí)獨(dú)立供電變壓器類似于一個(gè)啟動(dòng)電抗，可以起到降低電機(jī)啟動(dòng)電流沖擊的良好效果。對(duì)于雙低壓繞組的12脈波供電變壓器方案，電機(jī)實(shí)行工頻旁路運(yùn)行時(shí)，將原兩組分別向變頻器兩組串聯(lián)整流器供電的低壓繞組切換成曲折聯(lián)接后，直接作為電機(jī)工頻旁路運(yùn)行的供電電源。 對(duì)于用戶希望盡量減小啟動(dòng)電流沖擊和機(jī)械沖擊的場(chǎng)合，工頻旁路電機(jī)啟動(dòng)時(shí)仍可采用軟啟動(dòng)器、降壓?jiǎn)?dòng)等傳統(tǒng)成熟的啟動(dòng)方式，這可以在方案設(shè)計(jì)時(shí)一并予以總體考慮細(xì)化。 3.4 配套電機(jī)問題 如前所述，目前國(guó)內(nèi)低壓電機(jī)定型規(guī)格的最大機(jī)座號(hào)為H355，并由于大功率風(fēng)機(jī)配套電機(jī)的極數(shù)通常均在6～10極，對(duì)應(yīng)的最大電機(jī)功率也就在220kW以下。除了少數(shù)廠家有H355以上機(jī)座低壓電機(jī)生產(chǎn)外，一般均需特別訂制，生產(chǎn)批量小、供貨價(jià)格高及交貨周期長(zhǎng)是普遍存在的問題。這也一定程度上影響了變頻調(diào)速在中功率段的大量應(yīng)用。 建議作為風(fēng)機(jī)行業(yè)大用戶的中大功率風(fēng)機(jī)的主導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)，與電機(jī)制造行業(yè)內(nèi)具有生產(chǎn)基礎(chǔ)的單位合作，對(duì)H355機(jī)座以上的低壓電機(jī)進(jìn)行定型設(shè)計(jì)，以期降低生產(chǎn)成本和縮短交貨周期，并有利于技術(shù)成熟且經(jīng)濟(jì)性良好的中功率低壓變頻系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)及相關(guān)行業(yè)的推廣應(yīng)用。這在技術(shù)上應(yīng)不存在任何問題。對(duì)于老系統(tǒng)改造而言，用戶可以采用將風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓電機(jī)，通過繞組重繞或是更簡(jiǎn)便的串/并聯(lián)改接等方法改造為低壓電機(jī)，而使中功率低壓變頻系統(tǒng)應(yīng)用在老風(fēng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造時(shí)，可以用比較經(jīng)濟(jì)的方法得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，國(guó)內(nèi)已有很多成功應(yīng)用的案例可供借鑒參考。    變頻供電的電動(dòng)機(jī)，由于其供電電壓波形為非完全正弦波，同時(shí)電壓波形的毛刺突波比較大，因此對(duì)其絕緣有抗電暈處理和適當(dāng)增加絕緣設(shè)計(jì)裕度的要求，這在低壓電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)予以一并考慮。 4 結(jié)論     大中型風(fēng)機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中是數(shù)量眾多，分布面極廣，耗電量巨大的設(shè)備。據(jù)權(quán)威資料顯示，目前在用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的能源利用效率比國(guó)際先進(jìn)水平相差20%；差距是巨大的。這其中除存在風(fēng)機(jī)本體設(shè)計(jì)效率低之原因外，很大的因素是高效能的調(diào)速設(shè)備應(yīng)用不足，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行于低效區(qū)所致。因?yàn)橹泄β识物L(fēng)機(jī)存在著巨大的社會(huì)在役保有量，并且隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其應(yīng)用量將不斷增加，因而，在這個(gè)功率段推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能良好的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，其現(xiàn)實(shí)的節(jié)能意義無疑是相當(dāng)巨大的。從目前階段的技術(shù)水平和各類變頻方案的經(jīng)濟(jì)性考察，采用“獨(dú)立供電變壓器+低壓變頻器+低壓電機(jī)&dquo;技術(shù)方案（所謂“高-低方案&dquo;），并輔以必要的周邊技術(shù)措施，是目前可應(yīng)用在（220～1500kW）中功率段風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速中首選的技術(shù)方案。

   粉塵導(dǎo)電有兩種方式,其一是電流通過粉塵內(nèi)部(體積導(dǎo)電),這與粉塵的化學(xué)成分有關(guān),其電阻值與溫度成反比。另一種導(dǎo)電是沿粒子表面(表面導(dǎo)電),它與煙氣成分及表面存在的水分有關(guān),塵粒表面水分,隨溫度變化有較大變化,特別是在200℃以內(nèi)。表面電阻與煙氣溫度成正比。因此可以將粉塵比電阻看作為體積與表面并聯(lián)的電阻,其阻值隨溫度的變化狀況如圖8-81。    氣體密度與煙氣溫度成反比,而氣體密度又影響著電除塵器內(nèi)的電離狀況。氣體密度小,分子間間距加大,電子可以獲得較高的速度與動(dòng)能,電離效應(yīng)加強(qiáng),煙氣會(huì)在較低的電壓下?lián)舸?因而降低了電除塵器的操作電壓。相反溫度降低,氣體密度增加,擊穿電壓可以提高,除塵效率也可以相應(yīng)提高。由于煙氣壓力與氣體密度成正比,因此當(dāng)氣壓降低,伏安特性曲線亦會(huì)有更陡的斜率。有關(guān)溫度與壓力對(duì)電除塵器伏安特性和火花放電電壓的影響。