第一篇：高性能節能水泵才是供水的引擎

高性能節能水泵才是供水的引擎

-------湖南利圣德節能科技有限公司眾所周知，供水企業是城市的用電大戶，也是耗能大戶，企業平均電耗占制水成本的20%-30%，其中約90%以上的電耗都消耗在電機水泵上。傳統水泵的高耗低效已經成為眾矢之的，成為企業可持續發展的攔路虎。

湖南利圣德節能科技供水選用易揚磁懸浮潛水電泵進行節能改造，與原用某進口知名品牌水泵同比節能27%，供水單耗由0.32k降到0.23，一臺水泵每年節電7.5萬度，單泵年節電費5.2萬余元，整體改造完后，年可節省電費近300萬元。

自來水公司經過多方考察、論證，結合專家意見，在新建水廠設計之初就按照國家重點新產品易揚磁懸浮潛水電泵設備選型設計。新水廠啟用之后，兗州市自來水公司能耗大幅度下降，能源效率、供水質量、企業效益都上了一個新高度。

節能降耗對建設節約型社會具有重要的推動作用，同時也是提高企業經濟效益的有效措施。通過選擇高性能的節能水泵進行設備換代，供水企業獲得了巨大的節能效益，走上了“綠色經濟”的可持續發展道路。

第二篇：水泵機械節能總結

1.改造背景

我司柳東、柳南、城中水廠于2006年將取水泵全部更換為KSB的OMEGA型單級雙吸離心臥式清水泵，共11臺。該批水泵的軸封形式全部選用填料密封，外接清水用于填料冷卻及潤滑（原水濁度高，水泵循環水不宜用于填料冷卻及潤滑）。

經過幾年的使用，我們發現在使用過程中存在如下幾個問題：

1.1軸封漏水大，填料壓蓋調整困難；

1.2更換填料需要拆除泵蓋，增加維修人工及維修強度；

1.3填料切制合適與否受人為因素影響太大，密封質量不易控制；

1.4不銹鋼軸套磨損大，更換成本高。

鑒于以上問題，我司認為有必要將KSB的OMEGA型取水泵的填料密封更換為機械密封，可在一定程度上降低水廠值班人員及水維部人員的工作強度及密度，也可在一定程度上達到節能降耗的目的。2.理論分析

機械密封與填料密封相比存在以下優缺點：

2.1優點：

2.1.1密封可靠，在長期運轉中密封狀態很穩定，泄露量很小，其泄露約為填料密封的1%。

2.1.2使用壽命長，在油，水介質中一般可達1～2年或更長。

2.1.3摩擦功率消耗小，其摩擦功率僅為填料密封的10%～50%。

2.1.4軸或軸套基本上不摩損。

2.1.5維修周期長.端面磨損后可自動補償，一般情況下不需要經常性維修。

2.1.6抗震性好，對旋轉軸的振動以及軸對密封腔的偏斜不敏感。

2.1.7適用范圍廣，機械密封能用于高溫，低溫，高壓，真空，不同旋轉頻率，以及各種腐蝕介質和含磨粒介質的密封。

2.2缺點：

2.2.1結構較復雜，對加工要求高，成本較高。

2.2.2安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的技術水平。

2.2.3發生偶然性事故時，處理較困難。3.改造過程

3.1機械密封的選型

根據OMEGA型水泵的結構及KSB廠家推薦，并考慮到我司維護人員的操作習慣，我司確定選用博格曼的BGM7型機械密封，該機械密封為單端面、非平衡型、任意旋向，密封端面采用碳化硅及石墨，具有應用廣泛、互換性強、結構緊湊、性能可靠等優點，運行參數均符合我司水泵的運行工況。

3.2機械密封各配套零件的加工

3.2.1軸套加工

因原使用填料的軸套已有較大磨損，已不適用于機械密封，故需重新加工，材料選用304不銹鋼。

3.2.2擋套加工

擋套用于定位位于軸套上的機械密封的不銹鋼底座，材料選用304不銹鋼。

3.2.3密封壓蓋加工

密封壓蓋用于放置并定位機械密封的靜環，材料選用球墨鑄鐵。

3.3機械密封的安裝

此次改造涉及水泵較多，而我司維護人員人手有限，故采取逐廠逐臺的安裝計劃，整個改造耗時較長。但單臺泵的改造則相對簡單，其簡略安裝步驟如下：

3.3.1水泵本身結構不變。

3.3.2拆除原水泵填料函內的填料、分水環及填料壓蓋。

3.3.3拆除原水泵已磨損的軸套。

3.3.4依次安裝軸套、擋套、機械密封及密封壓蓋。

3.3.5堵死原填料密封的冷卻水入水口，機械密封冷卻水改由密封壓蓋上的進水口接入。

從上可知，改造機械密封步驟簡單，一臺水泵的改造需時約1周（包括水泵解體、安裝及調試）。其改造難點在于其密封端面安裝時受力易崩裂，造成密封失效。

4.改造效果分析

4.1機械密封改造后使用情況

在機械密封改造完成并經歷了約3個月的原水高濁過程后，我們發現：

4.1.1機械密封可靠性高，軸封處無泄漏，無需進行調整，降低了員工的工作強度。同時可靠的密封也有利于提高水泵的水力性能；

4..1.2運行平穩，水泵振動與填料密封相比相差不大；

4.1.3軸套無磨損。使用填料密封軸套易磨損，導致密封質量下降；

4.1.4機械密封在運行過程中要保持有冷卻高壓水，水壓應在0.2MPa以上，除起冷卻、潤滑作用外，還可有效防止異物進入密封端面。

4.2節能效果分析

更換水泵的軸封形式，從原理上說僅避免（減少）了泵殼泄漏以及填料和泵軸套間磨擦所造成的能量損耗，節能效果并不明顯。從水泵改造前后的取水單耗數據來看，其下降幅度在0.5%左右。

4.3改造的經濟性分析

4.3.1機械密封改造的費用估算：

水泵改造機械密封需新增機械密封壓蓋、機械密封擋套、機械密封、不銹鋼軸套，每臺泵費用約需1.8萬元。因配件為自制，故費用較低，如購買原廠配件，則費用更高。

4.3.2使用填料密封的成本及人工成本估算：

①每臺水泵年更換外填料4次，材料費用約為240元；

②每次每臺水泵每年更換填料的人工費用約為1120元；

③根據經驗，每臺水泵年更換軸套費用約為2667元；

④估算年費用4027元；則11臺泵總費用44297元。

4.3.3使用機械密封的配件成本及人工成本估算：

根據機場加壓站的機械密封使用經驗來看，其機械密封更換周期約為3年，以3年為周期計算，每個機械密封的平均價格約為3000元/個，每次換2個機械密封；換算為年費用約為2000元；則11臺取水泵估算年費用約為22000元。

4.3.4取水單耗下降0.5%所節約的電費估算：

據統計，柳東、柳南、城中三水廠的取水量約為6316萬m3；

按三水廠年平均取水單耗78KWh/Km3，電費0.66元/KWh計算，得機械密封改造后的年節約電費16257.38元。計算可得年節約費用為 38554.38元，改造投資回收期為：19.8萬元÷38554.38元/年=5.14年。

5.結論

此次各水廠取水泵的機械密封改造的經濟效益從以上的估算來看并不明顯，但改造的意義甚大，主要表現為：

5.1封的密封可靠性有效提高，有利于水泵水力性能提升；

5.2降低了員工的工作強度。因KSB泵的填料壓蓋呈喇叭型，易與泵殼擠死，造成員工在進行拆卸工作時存在很大困難，且易于形成安全隱患；

5.3大大減少了水泵的停泵檢修次數，有利于保障供水生產。

第三篇：水泵節能工藝的優劣對比

節能減排已經成中國經濟發展規劃綱要的主要內 容，尤其對電力、鋼鐵、有色、石油化工、水處理等 工業領域高耗能企業提出了更加嚴格的減排目標。水 泵作為工業核心流體輸送設備，占據著耗能的主要部 分，已經成為節能工作首要需解決的問題。傳統的節能方式主要有變頻與改變構造，長期的發展以經沒有更大的提升空間陷入瓶頸狀態。

傳統水泵節能工藝主要為三種：

1． 改變泵體構造，即拋去舊泵重新購買新型泵比如電磁泵等，由于技術有改

進，水泵效率確實可以得到提高，只是因此產生的設備浪費與高昂的金錢

成本往往太高，使很多企業難以承受。

對電機進行變頻改造，即添加一變頻器，但這種情況不能一概而論，必須

在水泵運行在大馬拉小車的情況下才能見效，否則效果會恰如其反

造成出水量與揚程的下降

改變流體效率，水泵的生產工藝千差萬別，除材質的區別外，粗糙程度也

大大影響泵體效率，長時間運行難以避免氣蝕與污垢的產生，在泵

體內部產生具大的阻力損失，這部分利用高分子超滑涂層可大大體

現在流量與揚程的提高，用電量的下降，出色的效果可節能20%。2． 3．

高分子超滑金屬涂層 是由美國高分子公司出品的一種飲用水的涂層系統（泵節能改造），可提高流體設備效率，并保護設備防止化學腐蝕。該（泵節能改造）材料經檢驗達到美國國家衛生組織（ANS/NSF61）標準并符合英國供水規定第25款中的飲用水標準。1999年11月，國家城市供水水質檢測網武漢檢測站也對送檢的超滑涂層（泵節能改造）浸泡液出具了符合國家飲用水衛生標準的檢測報告（990111——

1），所以高分子超滑涂層（泵節能改造）材料可廣泛用于城市給水系統。

高分子超滑涂層（泵節能改造）材料是由基本原料和加固原料兩種組分組成的高分子抗磨材料。

高分子超滑涂層（泵節能改造）材料具有表面光滑、粗糙度小的特性，表1為超滑涂層（泵節能改造）材料與其它不同材料表面粗糙的對比數據。從表1可以看出，超滑涂層（泵節能改造）材料的表面粗糙度要比其它幾種材料小一個或幾個數量級，所以可在流體設備內產生光滑的表面，減少渦流的產生。

第四篇：循環水泵節能原理

循環水泵

今天給大家講解的是壁掛爐內部的一個大件，水泵。希望大家都看過昨天發的預告，里面有很多值得大家看的內容，今天講的，有些內容我會重新提出來，有的就不再說了，有興趣的可以看看“瑞帝安”公眾號下的歷史消息。昨天的內容相當多，我們的培訓資料上是五頁半的內容，有不少的圖表，都是來自水泵廠家的。如果說壁掛爐的熱交換器是胃的話，水泵毫無疑問就得比喻成心臟了，循環水泵在系統中（采暖熱水）的循環動力，克服系統管道中的沿程阻力和局部阻力，為了水的流動。壁掛爐系統中的循環水泵一般都是采用屏蔽泵，相對來講噪音小，流量揚程配比比較合適。使用的循環泵基本上都是格蘭富、威樂或者新滬，其他也有幾家國產品牌，基本上用量不大，進口壁掛爐當中也有一點其他品牌，我記得有一個ASKOL（？）之類的。

現在的循環泵上提供的不僅僅是水泵的進水和出水接頭，格蘭富威樂和新滬都有水力集成的組件，在水泵上加了膨脹水箱、壓力表、自動旁通、采暖安全閥、注水閥等接口，還有接板換的很多集成接口。特別是原裝進口壁掛爐水泵基本上都是一家一個樣子，電極部分一樣，但是后面的塑料部分基本上都是不一樣的。但是反觀格蘭富和威樂提供給國內的水泵產品大多都是標準版，說明我們的壁掛爐生產廠家太懶或者格蘭富威樂他們太強勢。事實上應該是一家一個產品是符合廠家利益的，不可互換性是歐洲已經走過的路子，我們也會走的，零配件的利潤將來是很大的，售后服務的利潤來自零配件的不可替換，大路貨想掙點錢都難。現在歐洲已經不再使用（6月1號以后）普通的壁掛爐循環泵了，歐盟內部。他們都使用節能泵了。這個普通的水泵只會用于賣到歐盟以外國家的市場了，而且將來水泵上不能打CE標識了。普通的循環泵賣到國內來，是不是格蘭富和威樂可以把一些非標準版的產品推給國內的一些大佬呢？例如小松鼠、萬和、萬家樂、海頓、戴納斯蒂等？我覺得廠家和像格蘭富李繼偉這樣的關鍵人物需要推動一下。

西屋康達空調～浙江～柴曉軍：牛 順便說一下，六月一號之后歐盟在壁掛爐上不使用普通屏蔽泵，而是只采用節能泵，節能泵確實是很節能的（但是價格死貴），我們冷凝爐上采用節能泵，整機耗電功率78W，我做說明書的時候以為老外寫錯了，發郵件問了兩次，水泵在6-7米之間。現在威能好像有的產品用節能泵。瑞帝安的冷凝產品全部采用節能泵，為了和歐洲同步冷凝產品。單是這個水泵和普通水泵相比，成本增加了600多塊錢。還是很貴的，冷凝產品我們想試一試。其他普通產品還是威樂和格蘭富，但是瑞帝安從六月一號以后出口到中國的產品全部采用格蘭富，不再使用威樂。原因你懂的（其實格蘭富更貴）。向下的是水泵的特性曲線，現在壁掛爐內部常用的UP15-5（18-24-28千瓦）,15-6（32千瓦）和UP15-7（用的不多），瑞帝安18千瓦用的5米，24用的6米，其他全部7米。水泵特性曲線趨勢都是一樣的，起點不一樣。向上的是系統特性曲線，取決于系統的外部阻力。他們的交叉點就是水泵的工作點

成都大金安美--葉新民：@李偉瑞帝安北京 辛苦李總，講述非常專業，透徹，細膩。

焦兒?：@李偉瑞帝安北京：好 密閉系統的系統曲線起點從0,0點開始，開式系統的系統特性曲線在（X,0)上為起點。對于系統曲線來講，流量降低一半，壓頭降至四分之一。

一堆公式大家看預告吧。而且水泵的曲線一半有三個（三檔），格蘭富和威樂新滬都是可以三檔調速的。

水泵是通過調節轉速來改變性能和能耗，水泵轉速和流量是一次方關系，和揚程是二次方關系，和功率是三次方關系，也就意味著水泵轉速降低一半，揚程為四分之一，功率為原來八分之一。前幾天林大俠講了不少內容，太多記不住，到是記住了為了滿足國標關于地暖管流速的限制大于等于0.45m/s情況下，20管需要的流量是180升/小時，16管110還是105升/小時？@張保紅@黃國倉查查規范的表，看看系統的沿程阻力是多少？

在等待的時候，我說一下水泵的并聯和串聯，以前沒有混水和耦合罐時候大家都是為了怕壁掛爐水泵不夠大，串聯一個水泵也有并聯一個水泵的，但是效果并不好，內容請參照講解預告。

現在對于串聯和并聯有一個慨念就可以，基本上沒有直接連接的。耦合罐和混水的使用使得系統的動壓平衡變得完全不一樣了。@申國強做了不少的實驗。我最近也準備發兩臺爐子到格蘭富的工廠實驗室，驗證一下不同系統阻力條件下，水泵曲線和系統曲線的交點變化，看看有什么特別的影響沒有。現在地暖界一個觀點（@郭春雨），地暖必須混水（同時還強調現在混水都不行，我也不知道什么樣的混水行還是不行，但是我覺得可以用的就行）。我的觀點是需要邊界條件的。6-7個回路120-140平方米的完全沒有必要使用混水，大于這個的需要混水加外置水泵。制約唯一的一點就是水泵不夠大，天天扯溫度和負荷和效率那些事情的完全不對，溫度和負荷有關系嗎？啟停機頻繁也就是因為水泵不夠大，熱量散發不出去引起的，140平方米7個回路，6米（最好7米）水泵完全沒問題，有前提是 1.分水器離爐子近2.管子20不要超過85米，16不要超過75米，可以商榷 3.各回路長短均衡

@黃國倉@張保紅，壓力損失在哪里？其他人查查表，看看180和110升/銷售時候管長85米和75米的壓力損失？

說實話最讓人受不了的是分水器上面還加一個流量計，干啥用啊？

系統太大肯定需要混水和外置泵的，這點我從來都是承認需要，甚至必須。各位做地暖的，160平方米不要外置泵的有沒有？180平方米不用外置泵的有沒有？效果怎么樣？我覺得應該還是有的，至少還是可以熱的。要和別人觀點不一樣是我覺得蛋炒飯要會做，到做好。舒適性是相對的，熱和節能是硬道理。將來在講到系統的時候，特別是地暖系統的時候我們在多家一些系統圖和實例來闡明這個。也希望大家考慮一下，大師們講的高大上的內容你用的上嗎？我就覺得耦合罐簡單實用，加個外置泵（UP25-80）的解決大問題，有很多耦合罐后面加個15-70的水泵，我就覺得可加可不加，@申國強@梅工@萬和@老郭可以做點試驗。剛才打電話張保紅和黃國倉都不在辦公室，哪位可以查一下地暖的標準，看看阻力是多少？

第五篇：風機水泵壓縮機變頻調速節能技術講座

風機水泵壓縮機變頻調速節能技術講座

（一）國家電力公司熱工研究院自動化所 徐甫榮

前言

我國是能源消費和生產大國，一方面是資源相對不足，尤其是石油、天然氣資源匱乏；另一方面是能源利用效率低，且浪費嚴重，因而經濟增長的質量和效益不高，且環境問題日益嚴重。大量的調查表明我國存在巨大的節能潛力，總節能潛力約為目前能源消費總量的30%～40%，各行各業都存在大量的技術上和企業財力上都可行的節能項目，但絕大多數至今還沒有實施。

我國經濟持續高速增長了30年。經濟總量已達到世界第三位，國內生產總值、工業增長速度、固定資產投資都在高速增長。我國經濟持續高速發展帶動了能源工業的發展，而能源工業的發展，又成為經濟發展的動力，是經濟發展的基礎。但是也帶來了日益嚴重的環境問題，在世界144個國家和地區的“環境可持續發展指數”排序中，我國被排在133位，我國以煤碳為主的能源結構問題嚴重。由于向大氣層中排放CO2、SO2、氮氧化物，有時陰霾，有時下些酸雨，離開了藍天、白云、碧水、綠地的生態環境。能源的消耗帶來了嚴重的環境問題。

我國是“氣候變化框架公約”的重要簽約國，肩負著全球環境方面的責任，節能既解決能源緊張，相當于建設了能效電廠，又減少了污染，保護了環境，在降低能耗的同時，使我國的經濟由粗放型向節約型轉變，進而促進了經濟的發展，既節能又促進、優化了經濟、能源、環境。經濟（Economics）、能源（Energy）、環境（Environment）、節能（Energy Saving）是國民經濟發展的四個重要的方面，稱作4E。四者之間相互依存、相互需求、相互支持、相互制約，要求一個好的平衡。國民經濟的發展要求能源相應發展，能源工業的發展促進了經濟的發展，經濟的發展、能源的消耗又導致大量的CO2、SO2、氮氧化物排放到大氣層中，形成酸雨，溫室效應。除了建立電廠以外（熱電、水電、核電、風電、太陽能等，主要是熱電），節能是能源開發的最好補充，相當于建設了能效電廠。對比熱電，它潔凈，又不需要煤，不需要運力，不排放CO2、SO2、、氮氧化物等，因而我國政府確立了“開發和節約并重”的能源方針。

電動機系統節能工程是節能的重點工程之一。目前，我國各類電動機總裝機容量約4.2億kW，實際運行效率比國外發達國家低10%～30%。用電量占全國的總用電量的60%左右。“十一五”期間重點推廣高效節能電動機、稀土永磁電動機；在煤炭、電力、有色、石化等行業采用高效節能電動機，實施對風機、水泵、壓縮機系統的優化改造，推廣變頻調速、自動化系統控制技術，使運行效率提高2個百分點，年節電200億kW.h。

電動機系統變頻調速節能工程中，又首推負載為葉片式風機、水泵、壓縮機的調速節能技術，因為葉片式風機、水泵、壓縮機屬于平方轉矩型負載，即其軸上需要提供的轉矩與轉速的二次方成正比。風機、水泵、壓縮機在滿足流體力學的三個相似條件：即幾何相似、運動相似和動力相似的情況下遵循相似定律；對于同一臺風機（或水泵），當輸送的流體密度ρ不變，而僅轉速改變時，其性能參數的變化遵循比例定律：即流量與轉速的一次方成正比；揚程（壓力）與轉速的二次方成正比；軸功率則與轉速的三次方成正比。即：

Hn2Pn3pn2Qn?()?()；；；??()''''''''HnPnpnQn由于目前絕大部分風機水泵（壓縮機）都采用風門擋板（閥門）調節流量，造成大量的1 節流損耗，若采用轉速調節，具有巨大的節能潛力。直到上世紀七十年代，都采用機械調速或滑差電機調速，但這屬于低效調速方式，仍有較大的能量損耗，并且驅動功率受到限制；到上世紀80年代，開始采用液力耦合器調速，并且突破了驅動功率的限制，向大功率方向發展，但它與滑差電機調速一樣，屬于低效調速方式，仍有較大的能量損耗。直到上世紀90年代，隨著電力電子技術和計算機控制技術的發展，變頻器很快占領電動機調速市場，并向高壓、大容量領域發展，使采用高壓電動機驅動的風機、水泵、壓縮機進行變頻調速節能改造成為可能。進入新世紀以來，國產高壓變頻器生產企業如雨后春筍般的涌現，并且其質量和可靠性直逼進口產品，且價格低廉，服務周到，因此在很多領域大有取代進口產品的趨勢。風機、水泵、壓縮機變頻調速節能改造的發展前景一片大好。

隨著節能減排指標的層層落實，工業設備的節能改造已成為企業的自覺行動。為了幫助企業在確定節能改造項目時做到心中有數，使有限的改造資金取得最大的經濟效益，改造前根據設備參數和運行工藝數據進行的節能估算（能效審計）就顯得尤為重要；尤其是目前為了推動節能減排工作的全面推廣，國家鼓勵采用“合同能源管理”的模式實施節能改造工程，那么改造前的節能估算（能效審計）工作就成為重中之重了：因為它直接關系到“合同能源管理”實施企業的經濟利益，甚至關系到“合同能源管理”項目的成敗！

目前見到的變頻調速節能改造項目的節能計算多有偏頗不實之處，這主要是缺乏理論指導和實踐經驗，而教科書上又缺乏系統的內容，致使大家各行其是，無所適從。當然也不排斥有些節能廠商為了推廣其節能產品而誤導用戶，故意夸大節能效果；但是更多的則是由于沒有掌握節能計算方法。

所以，根據長期以來從事風機、水泵、壓縮機變頻調速節能工程的實踐，有責任將其總結成文，作為用戶在節能改造時參考；同時也希望引起大家的討論，以便形成共識。

第一講 風機變頻調速節能技術 概論

風機與水泵是用于輸送流體（氣體和液體）的機械設備。風機與水泵的作用是把原動機的機械能或其它能源的能量傳遞給流體，以實現流體的輸送。即流體獲得機械能后，除用于克服輸送過程中的通流阻力外，還可以實現從低壓區輸送到高壓區，或從低位區輸送到高位區。通常用來輸送氣體的機械設備稱為風機（壓縮機），而輸送液體的機械設備則稱為泵。風機的主要功能和用途

風機按工作原理的不同，可以分為葉片式（又稱葉輪式或透平式）和容積式（又稱定排量式）兩大類。葉片式風機又可以分為離心式風機、軸流式風機、混流式風機和橫流式風機；容積式風機又可以分為往復式風機和回轉式風機，而回轉式風機又可用分為羅茨風機和葉氏風機。

風機除按上述工作原理分類外，還常按其產生全壓的高低來分類：

(1)通風機：指在設計條件下，風機產生的額定全壓值在98Pa～14700Pa之間的風機。在各類風機中，通風機應用最為廣泛，如火力發電廠中用的各種風機基本上都是通風機。

(2)鼓風機：指氣體經風機后的壓力升高在14700Pa～196120Pa之間的風機。(3)壓縮機：指氣體經風機后的壓力升高大于196120Pa以上，或壓縮比大于3.5的風機。(4)風扇：指在標準狀況下，風機產生的額定全壓低于98Pa的風機。這類風機無機殼，故又稱自由風扇。風機的性能參數

風機的基本性能參數表示風機的基本性能，風機的基本性能參數有流量、全壓、軸功率、效率、轉速、比轉速等6個。(1)流量：以字母Q(q)表示，單位為（升）l/s、m/s、m/h 等。

(2)全壓：風機的全壓p表示空氣經風機后所獲得的機械能。風機的全壓p是指單位體積氣體從風機的進口截面1流經葉輪至風機的出口截面2所獲得的機械能。風機全壓的計算式為：

3p?(p2?11?v22)?(p1??v12)N/m2 22風機的全壓等于風機的出口全壓（出口靜壓和出口動壓之和）減去風機的進口全壓（進口靜壓和進口動壓之和）。

(3)軸功率：由原動機或傳動裝置傳到風機軸上的功率，稱為風機的軸功率，用P表示，單位為kW。

P?式中：Q——風機風量（m/s）；

P——風機全壓(kPa)；

ηr——傳動裝置效率；

ηf——風機效率；

ηd——電動機效率。電動機容量選擇：P?3

Q.p?r?f

Q.p?r?f?d

(4)效率：風機的輸出功率（有效功率）Pu與輸入功率（軸功率）P之比，稱為風機的效率或全壓效率，以η表示：

?f?PuQ.p? PP(5)轉速：風機的轉速指風機軸旋轉的速度，即單位時間內風機軸的轉數，以n表示，單位為r/min（rpm）或s-1（弧度/秒）。

(6)比轉速：風機的比轉速以ny表示，用下式定義：

ny?5.54nq

1.23/4(p)? 作為性能參數的比轉速是按風機最高效率點對應的基本性能參數計算得出的。對于幾何相似的風機，不論其尺寸大小、轉速高低，其比轉速均是一定的。因此，比轉速也是風機分類的一種準則。風機的性能曲線

圖1所示為300MW火電機組離心式一次風機性能曲線，該風機為進口導葉調節，圖中0為調節門全開位置，負值為調節門向關閉方向轉動的角度；圖中虛線為等效率線。圖

2o所示為300MW火電機組動葉可調軸流式送風機性能曲線，圖中虛線為等效率線，0代表設計安裝角，負值為動葉片從設計安裝角向關閉方向轉動的角度，正值則相反。

由圖

1、圖2可見，風機性能曲線呈梳狀，隨著風門（動葉片）開大，風機的出口風量和風壓都沿阻力曲線增大，其等效率曲線是一組閉合的橢元。這一點是與水泵的性能曲線不同的。

圖

2、圖4所示是典型的動葉可調軸流式風機的性能曲線。由圖2可見，動葉可調軸流o 3 式風機葉片的安裝角可在最小安裝角到最大安裝角之間從0～100％調節，隨著葉片安裝角的增大，風機沿阻力曲線方向風量和風壓同時增大，反之則同時減小。100％鍋爐負荷（B-MCR）

0時，葉片開度為70％左右，相對于安裝角＋5；100％汽輪機負荷（THB）時，葉片開度為

065％左右，相對于安裝角0；這兩個點應在風機的最高效率區內。但是在鍋爐設計時，由于無法精確計算鍋爐風道的阻力曲線（圖2中上面一條是雙風機運行時的阻力曲線，下面一條則是單風機運行時的阻力曲線），因此所選用的風機性能曲線不能保證B-MCR點和THB點在高效區內，從而就降低了風機的運行效率，有時甚至可達20％～30％！軸流式風機葉片的安裝角過大或過小，都會使風機的運行工況點偏離高效點，降低風機的運行效率。

為了將兩種風機的性能進行比較，圖5所示為定速軸流風機和離心風機性能曲線的重疊。由圖5可見，離心式風機的最高效率在進口調節門的最大開度處，等效率線和鍋爐阻力曲線接近垂直，效率沿阻力線迅速下降。能滿足TB點（鍋爐風機設計點），而100％MCR點（鍋爐滿負荷連續運行點）在低效率區，變工況時效率則更低，其平均運行效率比動葉可調的軸流風機要低得多。如采用轉速調節，可將風門開到最大，使風機在高效區運行，而通過改變風機的轉速達到控制風量的目的，風機將在很大的范圍內維持高效運行，從而達到節能的目的。

而動葉可調的軸流式風機的等效率線與鍋爐的阻力曲線接近平行，高效率范圍寬，且位置適中，因而調節范圍寬。鍋爐設計點（TB）與最大連續運行工況點（100％MCR）相比，流量約大15％～25％，壓力約高30％～40％。在滿足鍋爐設計點條件下，100％MCR工況點位于高效區，平均運行效率高，單風機運行時可滿足鍋爐60％～80％負荷。就運行效率而言，動葉可調的軸流式風機是除變轉速調節外的風機最佳調節方式。

圖1 某300MW機組離心式一次風機的性能曲線 圖2 某300MW機組動葉可調軸流式送風機的性能曲線

圖3 某600MW機組靜葉可調軸流引風機的性能曲線 圖4 某660MW機組動葉可調軸流式送送風機的性能曲線

圖5 定速軸流風機和離心風機性能曲線重疊比較

如采用轉速調節，可將風機的安裝角固定在高效區，而通過改變風機的轉速達到控制風量的目的，風機將在很大的范圍內維持高效運行，從而達到節能的目的，但是由于這時的調速范圍小，節能效果也就差。所以也可以將風機的安裝角調到最大，這樣雖然會降低一些運行效率，但是卻大大增加了調速范圍，而風機軸功率的下降是與轉速的三次方成正比的，所以功率的降低遠大于效率的下降，采用這種運行方式能取得更大的節能效果，詳見下面具體工程案例的計算結果。風機拖動系統的主要特點

葉片式風機水泵的負載特性屬于平方轉矩型，即其軸上需要提供的轉矩與轉速的二次方成正比。風機水泵在滿足三個相似條件：幾何相似、運動相似和動力相似的情況下遵循相似定律；對于同一臺風機（或水泵），當輸送的流體密度ρ不變僅轉速改變時，其性能參數的變化遵循比例定律：流量與轉速的一次方成正比；揚程（壓力）與轉速的二次方成正比；軸功率則與轉速的三次方成正比。即：

Hn2Pn3pn2Qn?()?()；；；??()H'n'P'n'p'n'Q'n'風機與水泵轉速變化時，其本身性能曲線的變化可由比例定律作出，如圖6所示。因管

＇＇路阻力曲線不隨轉速變化而變化，故當轉速由n變至n時，運行工況點將由M點變至M點。

應該注意的是：風機水泵比例定律三大關系式的使用是有條件的，在實際使用中，風機水泵由于受系統參數和運行工況的限制，并不能簡單地套用比例定律來計算調速范圍和估算節能效果。

當管路阻力曲線的靜揚程（或靜壓）等于零時，即HST=0（或PST=0）時，管路阻力曲線是一條通過坐標原點的二次拋物線，它與過M點的變轉速時的相擬拋物線重合，因此，＇＇M與M又都是相似工況點，故可用比例定律直接由M點的參數求出M點的參數。對于風5 機，其管路靜壓一般為零，故可用相似定律直接求出變速后的參數；而對于水泵，其管路系統的靜壓一般不為零，故對于每一個工作點，都要經過相似折算后，才能用比例定律的三個公式求出變速后的參數。

PH揚程P-qvP-q'vM'nMM'nn'HSTn>n'Mn'n>n'O

O

(a)

(b)圖6 轉速變化時風機（水泵）裝置運行工況點的變化

（a）風機（當管路靜壓Pst=0時）

(b)水泵（當管路靜揚程Hst≠0時），qvqv

作者簡介

徐甫榮（1946-）男，1970年畢業于西安交通大學電機工程系發電廠電力網及電力系統專業，后在西安電子科技大學攻讀碩士研究生。畢業后在國家電力公司熱工研究院自動化所工作，任總工程師，教授級高工，現為深圳市科陸變頻器公司工程技術總監，享受國家特殊津貼的專家。主要從事火電廠熱工自動化和交直流電機調速拖動及節能技術的研究工作，在國內外各類學術刊物上發表論文五十余篇，專著“高壓變頻調速技術應用實踐”等兩本。

參考文獻（略）