離心式風機不同結構形式解析

　　鼓風機工作原理
 

　　離心式鼓風機的工作原理與離心式通風機相似，只是空氣的壓縮過程通常是經過幾個工作葉輪(或稱幾級)在離心力的作用下進行的。鼓風機有一個高速轉動的轉子，轉子上的葉片帶動空氣高速運動，離心力使空氣在漸開線形狀的機殼內，沿著漸開線流向風機出口，高速的氣流具有一定的風壓。新空氣由機殼的中心進入補充。
 

　　單級高速離心風機的工作原理是：原動機通過軸驅動葉輪高速旋轉，氣流由進口軸向進入高速旋轉的葉輪后變成徑向流動被加速，然后進入擴壓腔，改變流動方向而減速，這種減速作用將高速旋轉的氣流中具有的動能轉化為壓能(勢能)，使風機出口保持穩(wěn)定壓力。
 

　　從理論上講，離心鼓風機的壓力-流量特性曲線是一條直線，但由于風機內部存在摩擦阻力等損失，實際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對應的離心風機的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當風機以恒速運行時，風機的工況點將沿壓力-流量特性曲線移動。風機運行時的工況點，不僅取決于本身的性能，而且取決于系統(tǒng)的特性，當管網阻力增大時，管路性能曲線將變陡。風機調節(jié)的基本原理就是通過改變風機本身的性能曲線或外部管網特性曲線，以得到所需工況。 變頻調控原理與特性：
 

　　隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機調速技術被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機的轉速方式來進行風機流量的控制，可以大幅度減少以往機械方式調控流量造成的能量損耗。變頻調節(jié)的節(jié)能原理：當風量需從Q1減少到Q2時，如果采用節(jié)流調節(jié)法，工況點由A到B，風壓增加到H2，軸功率P2下降，但減少的不太多。如果采用變頻調節(jié)方式，風機工況點由A到C，可見在滿足同樣風量Q2情況下，風壓H3將大幅度下降，功率P3隨著顯著減少。節(jié)省的功率損耗△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比。由以上分析可知，變頻調節(jié)是一種高效的調節(jié)方式。鼓風機采用變頻調節(jié)，不會產生附加壓力損失，節(jié)能，調節(jié)風量范圍0%～99%，適合調節(jié)范圍寬，且經常處于低負荷下運行的場合。但是，當風機轉速下降，風量減小時，風壓將發(fā)生很大變化，由風機比例定律：Q1/Q2=(n1/n2)，H1/H2=(n1/n2)2，P1/P2=(n1/n2)3
 

　　鼓風機可知，當其轉速降低到原額定轉速的一半時，對應工況點的流量、壓力、軸功率各下降到原來的1/2、1/4、1/8，這就是變頻調節(jié)方式可以大幅度節(jié)電的原因。根據變頻調節(jié)這一特性，對于在污水處理工藝中，曝氣池始終保持5m正常液位，要求鼓風機在出口壓力恒定的條件下，進行大范圍的流量調節(jié)，當調節(jié)深度較大時，將會使風壓下降過大，不能滿足工藝要求。當調節(jié)深度較小時，則顯示不出其節(jié)能的優(yōu)勢，反而使裝置復雜，一次性投資增高。因此，對本工程的曝氣池需保持5m液位的工況條件下，采用變頻調節(jié)方式顯然是不合適的。
 

　　進口導葉調節(jié)原理及特性：
 

　　進口導葉調節(jié)裝置即在鼓風機吸風入口附近裝設一組可調節(jié)轉角的導葉-進口導葉，其作用是使氣流在進入葉輪之前發(fā)生旋轉，造成扭曲速度。導葉可繞自身軸轉動，葉片每轉動一個角度就意味著變換一個導葉安裝角，使進入風機葉輪的氣流方向相應改變。
 

　　不同調控方式的比較：
 

　　盡管變頻調節(jié)的離心鼓風機調節(jié)范圍很廣，在節(jié)能上有顯著效果，但用工藝系統(tǒng)中將受到工藝條件限制，調節(jié)范圍僅為80%～99%，在相對流量變化不大時，變頻與導葉兩種調節(jié)方式消耗功率差別并不大，因此采用變頻調節(jié)方式，其節(jié)能特長顯示不出來，這就失去了選擇它的意義。而選擇導葉調節(jié)方式的鼓風機，在保持出口壓力恒定條件下可以較大范圍調節(jié)風量(50%～99%)，以保證污水中溶解氧含量穩(wěn)定，相對地節(jié)省了能源。所以應選擇導葉調節(jié)方式的高速離心風機，作為本工程的設備選型。同時，為了更好地體現出節(jié)能效果，對于大功率的離心風機，還應注意配套電機的選擇，如采用10kV高壓電機，也有助于降低能耗。