離心式風機是水泥企業(yè)常用的通風設備,最常見于篦冷機冷卻風機、高溫風機、窯頭窯尾排風機等處。這里對離心式風機性能曲線進行簡易解讀,并圍繞此對水泥企業(yè)一些案例進行介紹。
?。?)什么是靜壓、動壓與全壓
說到風機,首先就要先簡單解釋下靜壓、動壓與全壓概念。
靜壓表示空氣的稀薄程度,如越靠近高溫風機處,靜壓絕對值越大;篦冷機固定篦板冷卻風機的靜壓往往超過10kPa。靜壓可以為正值,即容器內密度大于大氣壓;可以為負,即容器內密度小于大氣壓。
動壓表示空氣的流動速度,在相同溫度下流體動壓越大,流動速度越快,相同管徑時流量也越大。大部分情況下可以這么理解,動壓→流量,動壓大,流量就大。動壓永遠為正值。
全壓即是靜壓與動壓的代數和。對于一臺風機,其全壓為出口全壓-入口全壓,對于高溫風機、窯頭窯尾排風機來講,入口全壓為負值,出口全壓為正值。
簡單來說,一個風機有效功率為:全壓與流量的乘積。也就是說,對于一臺風機,當其電機電流越大時,全壓或者流量必然有其一增大,或者兩者都增大。
?。?)離心式風機性能曲線及應用
離心式風機屬于葉片式風機,“欺軟怕硬”,當管道阻力小時,其流量變大;當管道阻力大時,其流量變小。對于一條離心式風機,尤其自己的性能曲線。通常,離心式風機性能曲線如下圖所示。
橫坐標是流量
軸功率隨流量增大而增大,即流量越大時,風機電機電流越大;也就是說,對于篦冷機冷卻風機,一般來講,當其料層厚度增加,風機流量會減小,此時其電機電流會降低;反之,料層厚度減小,風機流量增大,電機電流會增大。
風機靜壓、全壓基本上會隨流量增大而降低(因為風機有效功率一定,風機全壓與流量必然呈反比)
風機全壓效率即為風機有效功率與軸功率的比值,其隨流量增大,呈現先增大后減小的現象,即存在一效率最高點。這也是風機選取時的依據!如對于篦冷機冷卻風機,當確定其流量、壓力時,即可選擇此流量、壓力對應全壓效率高的風機。
因為風機全壓效率存在一最高點,風機靜壓、全壓并不是隨流量增大呈現直線降低的,而是先增大后減小。
目前,根據企業(yè)實際情況,來定制風機,是風機的發(fā)展方向。
(3)離心式風機性能曲線與管路特性曲線
對于風機特性曲線與管路特性曲線在一起的曲線來說,橫坐標為流量,縱坐標為壓力。
風機特性曲線為壓力-流量曲線,為圖中深色的那條線,即隨橫坐標流量增大,呈現降低趨勢。
管路特性曲線為拋物線(原因是阻力=0.5*密度*流速的平方),即圖中E1、E2、E3三條曲線。
管路特性曲線與風機特性曲線的交叉點就是風機的工作點(如何保持該工作點在風機全壓效率高的范圍是風機選擇時的重點?。?/span>
管路特性曲線中E1、E2、E3的區(qū)別是拋物線曲線中a的區(qū)別(y=ax2+c),a越大,拋物線開口越小,壓力隨流量增加的速率越快!也就是說E1與E3相比,其a越大,表明管道阻力越大,如風機的開度越小。
當離心式風機的開度減小時,a增大,拋物線開口變小,此時風機工作點發(fā)生變化(由圖中的A3→A1),即流量變小、壓力變大。
對于變頻風機來說,當頻率發(fā)生變化時,其曲線變化與E1→E3曲線變化顯著不同。
?。?)幾個簡單的案例
某企業(yè)篦冷機某風機,靜壓特別大,但是動壓基本為0,表明風機有效功率基本為0。原因在于管路阻力相對于該風機來說太大(如料層太厚等),風機“欺軟怕硬”,不做功。
當預熱器系統阻力增大時,不得不增大高溫風機的轉速,此時并不表明高溫風機流量增大了,多做的功主要用于抵消系統阻力的增大。
篦冷機料層增大后,風機流量一般會減小,引起風機電機電流會降低,但一開始降低幅度并不大,當降低幅度很大時,表明已經偏離了風機最佳工作范圍,風機有效功率已經很低了。