风机的工作特性分析及优化方案推荐

国内大部分厂家生产的大功率风机采用液力耦合器调速，虽降低了电能消耗，但节能效果不佳；如果采用中压变频调速，通过网络通信及时判断工艺生产状态，进而改变风机转速来调节输出风量，这不但方便有效，还可节省大量的电能。

从风机的工作特性来看，调速控制与风门控制调节风量比较，有着更高的节能效果。风机的特性曲线如图5-1所示。在图5-1中，曲线1为风机在恒速（n₁）下的风压-风量（H-Q）特性，曲线2为管网风阻特性（风门开度全开）。设工作点为A，输出风量Q₁为100%，此时风机轴功率N₁与Q₁H₁的乘积，即和AH₁OQ₁所包围的面积成正比。

根据工艺要求，风量从Q₁降至Q₂有两种控制方法。一是风门控制，风机转速不变，调节风门（开度减小），即增加管网阻力，使管网阻力特性变为曲线3，系统工作点由A移到B。由图5-1可见，风压反而增加，轴功率N₂与面积BH₂OQ₂成正比，减少不多。

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图5-1 风机的特性曲线

另一种是调速控制，风机转速由n₁降到n₂，根据风机参数的比例定律，画出在转速n₂下的风压-风量（H-Q）特性，如曲线4，工作点由原来的A点移到C点。可见在相同风量Q₂的情况下，风压H₃大幅度降低，功率N₃与面积CH₃OQ₂成正比，显著减少，节省的功率损耗ΔN与Q₂ΔH的乘积成正比，节能效果是十分明显的。

由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。当风量减少，风机转速下降时，其消耗的功率降低很多。例如，风量下降到80%，转速也下降到80%，轴功率将下降到额定功率的51.2%。如果风量下降到50%，其轴功率将下降到额定功率的12.5%。考虑到附加控制装置效率的影响，这个节电效果也是很可观的。