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如何计算轴流风机和罗茨风机变频调速节能效果(2)

日期: 2018-07-28
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  在上一篇文章中,我们用较大篇幅详细介绍了轴流式风机变频调速节能效果的计算。相信大家看了上一篇文章,一定感到受益匪浅。这篇文章我们将把目光转向罗茨风机变频调速节能效果的计算,希望能对大家有所帮助和启发。

如何计算轴流风机和罗茨风机变频调速节能效果(2)

  罗茨风机的节能计算

  1 罗茨风机的工作原理

  罗茨风机是利用两个叶轮转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机。这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积,在转子回转过程中从吸气口带走气体,当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时,因有较高压力的气体回流,这时工作容积中的压力突然升高,然后将气体输送到排气通道。两转子依次交替工作,因此,它的流量与转速成正比。两转子互不接触,它们之间靠严密控制的间隙实现密封,故排出的气体不受润滑油污染。这种鼓风机结构简单,制造方便,适用于中低压力状态下的气力输送泵和曝气设备,也当作真空泵使用。

  罗茨风机为容积式风机,输送的风量与转数成正比,三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气。与二叶型相比,气体脉动性小、,振动也小,噪声低。风机2根轴上的叶轮与椭圆形壳体内孔面,叶轮端面和风机前后端盖之间及风机叶轮之间者始终保持微小的间隙,在同步齿轮的带动下风从风机进风口沿壳体内壁输送到排出的一侧。风机内腔不需要润骨由,结构简单,运转平稳,性能稳定,适应多种用途,已运用于广泛的领域。

  2 罗茨风机的特性

  (1)由于采用了三叶转子结构形式及合理的壳体内进出风口处的结构,所以风机振动小,噪声低;

  (2)叶轮和轴为整体结构且无磨损,风机性能持久不变,可以长期连续运转;

  (3)风机容积利用率大,容积效率高,且结构紧凑,安装方式灵活多变;

  (4)轴承的选用较为合理,各轴承的使用寿命均匀,从而延长了风机的寿命;

  (5)风机油封选用进口氟橡胶材料,耐高温,耐磨,使用寿命长;

  (6)机种齐全,可满足不同用户不同用途的需要。

  3 罗茨风机的工频运行方式

  罗茨风机的工频运行方式是电机工频全速运行,依靠出口放风阀来调节所需风量大小。通过出口放风阀门调节风量的方式存在如下弊端:

  (1)出口放风阀调节反应滞后,调节速度慢,调节精度低,往往对现场所需风量控制不到位,不能满足现场的生产工艺要求。

  (2)出口放风阀调节不经济,浪费资源,采用放风阀调节虽然结构简单,投资少,但是由于采用出口放风阀调节,人为的放掉了风道的风压和风量,大量的能源白白浪费被放风阀放出,在能源日益紧缺的今天,显然已经不能适应经济发展的需要,节能改造势在必行。

  (3)电机工频全速运行时,电机轴承等机械部位磨损严重,另外,由于是转子绕线式异步电机,转子高速运转时,其滑环上的碳刷磨损也相当严重,更换周期短,设备维护量大。

  (4)启动过程复杂,转子串联电阻启动方式附带了很多二次回路,维护量大,使用效率却不高,然而却不可缺少,启动方式属于落后工艺。

  综上所述,要想彻底的改变现有工艺,就必须从源头改进,即通过改变电机转速来调节风机转速,从而达到调节风量的目的,以此来满足现场工艺要求。

  4 罗茨风机的负载特性

  由于罗茨风机为容积式风机,其负载特性与螺杆式压缩机相似,罗茨风机的负载特性属于周期性冲击负载,也可以说是“平均恒转矩负载”,轴功率与转速的一次方成正比。在变频调速节能计算时可按恒转矩负载计算。转速的改变只改变风量,而不改变出口压力。

  5 罗茨风机的节能计算

  由于罗茨风机的工频运行方式是电机工频全速运行,依靠出口放风阀来调节所需风量大小,所以其消耗的电功率基本与风量的大小无关,始终维持在较高的水平;既然罗茨风机的负载特性属恒转矩性负载,其轴功率与转速的一次方成正比,其节电率的计算与采用液力耦合器调速相似,即:节电率=变频器效率-转速比。

如何计算轴流风机和罗茨风机变频调速节能效果(2)

  综上所述,相比于轴流式风机变频调速节能效果的计算的繁琐,罗茨风机的变频调速节能效果的计算就显得比较简单和单纯。但这不意味着我们可以掉以轻心,还是要好好学习和揣摩,争取达到熟练和活用,这对生产节能很有意义。


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