hbzhan內容導讀:對當前國內離心通風機普遍存在的內部氣流短路間隙過大的問題,進行了一次嚴格的對比測試,結果是:間隙由2mm增大到19mm,就使有效功率降低了一半。*一項造成的能源損失大約等于輸入功率的40%。現在國內正在生產和使用的離心通風機的間隙一般都大于19mm。對此作者提出了風機改造方案。
1測試方法和儀器
本次測試采取自由進口和管道出口裝置類型(B類)。
除非是有條件的專門測試場所適于用孔板、文丘里等裝置以外,一般的風機性能測試多用L形標準皮托管做傳感器。但皮托管并不理想:風速不能大于40m/s,有的標明只能用于0~30m/s,精度也不高。現在市場上有數字式風速測量儀、流量測量儀,靈敏又方便,但其傳感器還是皮托管。皮托管之所以不能用于高風速場合,主要是因為其靜壓測孔開在皮托管之外壁,當風速較高時,此處很難保留貼近管壁的滯留層,所以靜壓測不準。
本次測試所用的主要儀器是小管徑全壓測量管,用Φ3.0的無縫不銹鋼圓管制作,其測量口一段逐漸縮小到直徑2mm,從測量口到直角彎的直管長度為管徑的20倍以上,并有專門的固定和調節裝置,使用很方便。靜壓測孔單獨開在被測風管壁,與全壓管測量口處于同一橫截面內。在測量點前后有足夠長度的情況下,可以認為在同一個橫截面上的各點靜壓相等。顯示壓力用玻璃管U形壓力計。風機為4-72A-4.5#-7.5kW-2900r/min。風管為DN250的PVC管,長3.8m,測量點距進風端面2m,相當于8倍管直徑。靜壓測孔直徑約2.2mm,外管直徑3mm。電壓測量用數字式萬用電表,電流測量用初級8匝的5倍電流互感器接數字電流表。
風管出風口的軸線上有一根螺桿,移動螺桿上的圓鋼板就可以調節閥門開度。這次的閥門開度共設7檔,圓鋼板到出風口端面的距離分別是:0檔、1檔30mm、2檔70mm、3檔120mm、4檔200mm、5檔300mm和6檔全開。
為了驗證進風口與葉輪之間的間隙對風機性能的影響,這次為一個葉輪配制了2個不同的進風口,一個與葉輪的間隙為2mm,另一個為19mm。這樣測試完一個后,只要換裝一個進風口就可以再試第二個了。
數據處理
所用PVC管并不很圓,內徑從241mm至245mm,截面積按直徑243mm計算,而測量孔開在245mm的直徑上。考慮到圓管中間和邊緣可能流速有差別,將圓面積平均分為三等分,即中間一個圓及兩個圓環。這三個部分的測量點都必須取在其內外等面積的等分線上。這樣一來,實際上就是要將整個圓平均分成6等分,測量點分別設在第1、第3、第5個圓上。設這三個圓的半徑分別是R1、R2、R3,大圓半徑為R=122.5mm,則可推出:
R1=(1/6)0.5R=0.4082R=50.00mm
R2=(3/6)0.5R=0.7071R=86.62mm
R3=(5/6)0.5R=0.9129R=111.83mm
測量中,風管內的全壓取全壓管的讀數,動壓為全壓與靜壓之差。空氣溫度和濕度都接近標準狀態,直接取數計算,空氣密度取1.2kg/m3。電動機的功率因素沒有實測,就取其銘牌上的0.8。
動壓、靜壓、全壓分別標為pd、pj、pq,功率、輸入功率、有效功率分別標為N、Nr、Ny,風速、風量、面積分別標為U、Q、S,電流、電壓分別為I、V,則:
U=(2pd/1.2)0.5=1.291pd0.5(m/s)
Q=SU=0.7854×0.2432×3600U=166.968U(m3/h)
Ny=Qpq/3600000(kW)
Nr=1.732IV×cosφ
在全國離心通風機的裝機容量和用電量,目前沒有參考數據。估計裝機容量和用電量大約都占到總量的1/10以上。按照這個比例,2010年全國發電量41413億kWh,因為通風機間隙增大的原因平均浪費40%的電量,按0.5元/k·Wh計算,全國離心通風機因此而浪費的總電價值為828億元/年。大量節約電能,就能減少以煤發電的環境污染,減少煤礦礦難。
風機質量大幅提高對使用風機場所提產降耗、改善環境也都大有裨益。