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1、全国化工全国化工热热工工设计设计技技术术中心站年会中心站年会论论文集文集 137.作者：王智作者：王智&温度温度对风对风机机选选型及运行的影响型及运行的影响王智王智 （中石化集团兰州设计院，兰州，730060） 内容摘要内容摘要 通过分析风机在冬季及夏季不同的运行特性，论述了使用温度对风机选型及运行的影响以及风机在运行时应注意的问题。风机是电厂设计中常涉及到的设备，使用的范围很广。若风机发生故障，会影响锅炉的正常运行；同时，风机本身消耗的电量很大。因此，根据风机的原理、结构及运行特性，合理选择风机，对实现节能、安全、高效生产有着不容忽视的重要意义。、选择风选择风机的原机的原则则风机选型时，首先
2、要确定系统所需的流量和风压。由于风机样本中流量和风压等性能参数通常都是以正常状态给出的，所以须将使用条件（如输送流体的温度、密度、工作点的大气压等）下系统所需的流量、风压等参数换算到正常状态，依此选择风机。通风机的正常状态，通常是指在温度 20，大气压强 0.101MPa 时，输送相对湿度 50%，密度1.2kg/m3的干净空气。在风机选型时，当输送介质的温度、密度、使用地点大气压与正常状态不符时，必须进行如下换算：对流量而言，不同条件下的参数值是相等的，即21QQ 式中：Q1 样本中正常状态下给出的流量(m3/s)，据此进行选型；Q2 使用条件下系统所需的流量(m3/s)。对风压而言，不同条
3、件下的参数值的换算关系为：2221293273101325 nPt PPPa式中：P1 样本中正常状态下给出的风压(Pa)，据此进行选型；P2 使用条件下系统所需的风压(Pa)；Pa 当地大气压(Pa)；t 使用条件下风机进口处的气温()n 空气在正常状态（温度 20，大气压 0.101MPa）下的密度，其值为 1.2kg/m3；2 空气在使用条件（温度 t，大气压 Pa）下的密度(kg/m3)。根据 Q1、P1的值以及风机的用途，即可确定风机的型号、机号和转数。对于输送室外空气、全年运行的通风机，由于冬季与夏季的温差很大，不同的使用温度在选138. 全国化工全国化工热热工工设计设计技技术术中
4、心站年会中心站年会论论文集文集型时采用的风压不同。在某些要求通风机质量流量恒定的场合，由于温度不同，空气密度和风机的体积流量也不同；同时，体积流量的变化又引起流体流速的变化，会引起管道阻力和使用条件下系统所需的全压变化。这样，由于选择不同的使用温度，会选出不同型号的风机。、不同使用温度不同使用温度对风对风机机选选型和运行的影响型和运行的影响一般认为，在进行选型计算时，使用温度应采用年平均温度。以下将不同温度对风机选型的影响及同一台风机在不同使用温度下运行的特点做以讨论。首先进行下述假设：1、风机装置要求质量流量恒定。即 Q00 为常数，其中 Q0为标准状态即温度 0，大气压0.101MPa 时
5、的流量(m3/s)；0为标准状态下的流体密度，对空气而言为 1.29kg/m3。2、不考虑风机装置的静阻力，只考虑动阻力，即风机的全压只是克服整个管网的阻力损失，此值与流量平方成正比。2QgRP式中：P 使用条件下系统所需的风压(Pa)；R 管网的阻力损失(Pa)；Q 管网内的流量(m3/s)；g 流体在使用条件下的重度(N/m3)， 为流体的密度，g 为重力加速度； 管网综合阻力系数(s2/m5)3、不考虑风量及风压的备用系数由上述假设，可以得到1、冬季时风机在管网中的运行工况（以角标 w 表示）wwQQ00wwwwQgQgR)(2 02 02式中：为在使用温度 tw（冬季温度）时使用地点的
6、空气密度。w2、夏季时风机在管网中的运行情况（以角标 s 表示）ssQQ00ssQgR)(2 02 0式中：为在使用温度 ts（夏季温度）时使用地点的空气密度。s3、 依冬季运行工况选型的风机参数（以角标 wn 表示）wwwnQQQ0022 02 0wnwnwwnQgPP该风机在夏季运行时的工况点（以角标 ws 表示）wwnwsQQQ0022 02 0wswswsQgPR4、 依夏季运行工况选型的风机参数（以角标 sn 表示）sssnQQQ0022 02 0wnsnssnQgPP该风机在冬季运行时的工况点（以角标 sw 表示）wsnswQQQ0022 02 0swswswQgPR全国化工全国化
7、工热热工工设计设计技技术术中心站年会中心站年会论论文集文集 139.5、 依平均使用温度选型的风机参数（以角标 mn 表示）mmnQQ0022 02 0mnmnQgP式中：为在平均使用温度 tm时使用地点的空气密度。mP该风机在夏季运行时的工况点（以角标 ms 表示）mmnmsQQQ0022 02 0msmsmsQgPR该风机在冬季运行时的工况点（以角标 mw 表示）mmnmwQQQ0022 02 0mwmwmwQgPR、风风机机选择选择中若干中若干问题问题分析分析以兰州地区为例，冬季最冷月平均气温为-13.1，平均大气压 0.0856MPa，空气密度为1.144kg/m3；夏季最热月平均温度
8、为 27，平均大气压 0.0848MPa，空气密度为 0.982 kg/m3；年平均温度为 8.9，年平均大气压为 0.0847MPa，空气密度 1.044 kg/m3。经过计算，可以作出不同使用条件下风机的特性曲线 P-Q 及管网系统的管网特性曲线（管道阻力曲线）R-Q 曲线。P-Q 曲线与 R-Q 曲线的交点即为风机运行的工况点。如下图所示。图中：Rw-Qw，Rs-Qs分别为管网在冬季和夏季的管网特性曲线，Pwn-Qwn为按冬季运行工况选择的风机特性曲线。Pw-Qw为该风机在冬季运行时的特性曲线，Pws-Qws为该风机在夏季运行时的特性曲线。其余依次类推。该性能曲线有下列特点（以兰州地区为
9、例）：1、对同一管网系统，夏季运行时要求的风量为冬季运行时的 1.165 倍，夏季运行时的风压为冬季运行时的 1.165 倍。2、若以冬季运行工况选择风机，则该风机在夏季运行时存在风量不足，风压不够的缺陷。风量仅为所需风量的 85.8%，风压仅为所需风压的 73.7%。即使在风机选择时考虑有风量 5%10%140. 全国化工全国化工热热工工设计设计技技术术中心站年会中心站年会论论文集文集和风压 10%20%的备用系数，也不能满足生产的需要，故以冬季温度选择风机是不可取的。3、若以夏季运行工况选择风机，则该风机在冬季运行时则会存在风量过大、风压过大的弊病。风量为所需风量的 1.165 倍，风压为
10、所需风压的 1.358 倍。功率则为所需功率的 1.582 倍。为了满足生产的需要，必须采用工况调节措施，从节能角度考虑，用夏季气温选择风机也是不可取的。4、以平均温度选型的风机，运行在夏季时，风量比所需风量少 5.9%，风压低 11.5%，运行在冬季时，风量大 10%，风压高 20%。综合分析，风机选型时用年平均是可取的。如果设计时缺少年平均温度的数据，也可采用冬季与夏季的平均温度进行计算。5、同一台风机，冬季运行时的流量与夏季运行时的流量相等，但冬季运行时风压和轴功率比夏季大 1.165 倍。、结语结语由于在选择风机时一般对风量和风压考虑了一定的备用系数，故用平均温度选型的风机可以满足夏季
11、生产的需要，只是在冬季运行时，需要考虑工况调节措施，使工况点与实际需要吻合，其经济性比用夏季运行工况选择的风机要好。综合考虑，风机选型时用年平均温度进行参数换算是可取的。至于备用系数的值则应根据当地的气象条件选取，并确保风机在夏季能达到生产要求的压力，冬季运行时电机又不会过载。对同一管道系统夏季运行时风量大、阻力大，冬季时则风量小、阻力也小，这正好与风机的工作特性风量大时风压小，风压小时风量大相反。因此，依靠风机自身的调节难以保证正常工作。在实际运行中，可采用以下调节方法，使工况点按外界实际需要改变。1、安装风门：改变风门开度以改变管网阻力，从而改变管网特性，实现调节。其特点是简单方便，但因有节流损失，故经济性较差。2、安装进口导流器：改变导流器叶片安装角，通过改变风机性能及管网特性，实现调节。其特点是结构简单，调节方便，但仍有节流损失，不过经济性比出口风门调节好。3、安装变速设备或传动机构，如液力耦合器、调速电动机等，通过改变转速来改变风机性能进行调节。相应的工况点可按比例定律来换算，无附加调节损失，调节效率高，但设备费较高。在具体工程中采用何种方法，视具体情况综合考虑确定。作者作者简简介介 王智，女， 1971 年 11 月 25 日生，浙江大学毕业，工学学士。730060 甘肃省兰州市西固区中石化集团兰州设计院工作，助理工程师。
