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屋頂排風(fēng)機(jī)_風(fēng)機(jī)選型計(jì)算公式我國(guó)自行研發(fā)的數(shù)控勵(lì)磁調(diào)速技術(shù)日

風(fēng)機(jī)選型計(jì)算

一、風(fēng)機(jī)選型的基本知識(shí)：
1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：指風(fēng)機(jī)的進(jìn)口處空氣的壓力P=101325Pa，溫度t=20℃，相對(duì)濕度φ=50%的氣體狀態(tài)。
2、指定狀態(tài)：指風(fēng)機(jī)特指的進(jìn)氣狀況。其中包括當(dāng)?shù)卮髿鈮毫虍?dāng)?shù)氐暮０胃叨龋M(jìn)口氣體的壓力、進(jìn)口氣體的溫度以及進(jìn)口氣體的成份和體積百分比濃度。
3、風(fēng)機(jī)流量及流量系數(shù)
3.1、流量：是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的氣體容積。
用Q表示，通常單位：m3/h或m3/min。
3.2、流量系數(shù)：φ=Q/（900πD22×U2）
式中：φ：流量系數(shù) Q：流量，m3/h
D2：葉輪直徑，m
U2：葉輪外緣線速度，m/s（u2=πD2n/60）
4、風(fēng)機(jī)全壓及全壓系數(shù)：
4.1、風(fēng)機(jī)全壓：風(fēng)機(jī)出口截面上的總壓與進(jìn)口截面上的總壓之差。用PtF表示，常用單位：Pa
4.2、全壓系數(shù):ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全壓系數(shù)　 Kp:壓縮性修正系數(shù)　 PtF:風(fēng)機(jī)全壓,Pa 　ρ:風(fēng)機(jī)進(jìn)口氣體密度,Kg/m^3　u2：葉輪外緣線速度，m/s
5、風(fēng)機(jī)動(dòng)壓：風(fēng)機(jī)出口截面上氣體的動(dòng)能所表征的壓力，用Pd表示。常用單位：Pa
6、風(fēng)機(jī)靜壓：風(fēng)機(jī)的全壓減去風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓，用Pj表示。常用單位：Pa
7、風(fēng)機(jī)全壓、靜壓、動(dòng)壓間的關(guān)系：
風(fēng)機(jī)的全壓（PtF）=風(fēng)機(jī)的靜壓（Pj）+風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓（Pd）
8、風(fēng)機(jī)進(jìn)口處氣體的密度：氣體的密度是指單位容積氣體的質(zhì)量，用ρ表示，常用單位：Kg/m3
9、風(fēng)機(jī)進(jìn)口處氣體的密度計(jì)算式： ρ=P/RT
式中：P：進(jìn)口處絕對(duì)壓力，Pa　R：氣體常數(shù)，J/Kg·K。與氣體的種類及氣體的組成成份有關(guān)。
T：進(jìn)口氣體的開(kāi)氏溫度，K。與攝氏溫度之間的關(guān)系：T=273+t
10、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與指定狀態(tài)主要參數(shù)間換算：
10.1、流量：ρQ=ρ0Q0
10.2、全壓：PtF/ρ= PtF0/ρ0
10.3、內(nèi)功率：Ni/ρ= Ni0/ρ0
注：式中帶底標(biāo)“0”的為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的參數(shù)，不帶底標(biāo)的為指定狀態(tài)下的參數(shù)。
11、風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速計(jì)算式： Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中： Ns：風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速，重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，相似風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速均相同。 n：風(fēng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速，r/min　
Q0：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的流量，m3/s　Kp: 壓縮性修正系數(shù) 　PtF0: 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)全壓,Pa
12、壓縮性修正系數(shù)的計(jì)算式：
Kp=k/（k－1）×[（1+p/P）(k－1)/k－1]×(PtF/P)－1
式中:PtF:指定狀態(tài)下風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的絕對(duì)壓力,Pa　k:氣體指數(shù),對(duì)于空氣,K=1.4
13、風(fēng)機(jī)葉輪直徑計(jì)算式： D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2
式中:D2:葉輪外緣直徑,m　n:主軸轉(zhuǎn)速：r/min　Kp：壓縮性修正系數(shù) 　PtF0：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)全壓，單位：Pa
ρ0：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)進(jìn)口處氣體的密度：Kg/m3　ψt：風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù)
14、管網(wǎng)：是指與風(fēng)機(jī)聯(lián)接在一起的，氣流流經(jīng)的通風(fēng)管道以及管道上所有附件的總稱。
15、管網(wǎng)阻力的計(jì)算式：Rj=KQ2
式中: Rj:管網(wǎng)靜阻力,Pa
K:管網(wǎng)特性系數(shù)與管道長(zhǎng)度、附件種類、多少等因素有關(guān)，確定其值的方法通常采用：計(jì)算法，類比法和實(shí)際測(cè)定法。
Q：風(fēng)機(jī)的流量，m3/s
16、常見(jiàn)壓力單位間的換算關(guān)系：
1毫米水柱（mmH2O）=9.807帕(Pa)
17、大氣壓力與海撥高度間近似關(guān)系： P=101325－（9.4～11.2）H
式中:P：大氣壓力Pa　H：海撥高度：m
二、 選型實(shí)例（僅舉一例）
　　為2T/h工業(yè)鍋爐選擇一臺(tái)引風(fēng)機(jī)。已知最大負(fù)荷時(shí)所需風(fēng)機(jī)性能參數(shù)及相應(yīng)的進(jìn)氣條件，如下：
流量：Q=6800 m3/h ，進(jìn)口溫度：t1=200℃
全壓：PtF=2010 Pa　， 進(jìn)口絕對(duì)壓力P=96000 Pa
解：1、每秒鐘流量：Qs=6800/3600= 1.89 m3/s
　　2、指定條件下空氣密度：ρ=P/RT=96000/（287×（273+200））=0.707 Kg/m3
　　3、換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的全壓： PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa
　　4、選定風(fēng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速：n =2800 r/min
　　5、計(jì)算壓縮性修正系數(shù)：
　　　Kp=K/（K－1）[（1+PtF/P）((k－1)/k)－1]×(PtF/P)－1
　　　　=1.4/(1.4－1) ×[(1+2010/96000)(1.4－1)/1.4－1] ×(2010/96000)－1
　　　　=0.9926
　　6、計(jì)算所需風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速：
　　　Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
　　　　=5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4
　　　　=48
　　7、選用Y5－48型離心引風(fēng)機(jī)，查得該型風(fēng)機(jī)無(wú)因次特性曲線最高效率點(diǎn)參數(shù)為：
　　　流量系數(shù)：φ=0.1225　全壓系數(shù)：ψt=0.536　內(nèi)效率:η=0.835
　　8、計(jì)算葉輪外徑：
　　　D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2
　　　　=（27/2800）×[0.9926×3412/（2×1.2×0.536 ）]1/2
　　　　=0.497m
　　選用Y5－48－11№5C引風(fēng)機(jī)
　　9、校核內(nèi)功率：
　　Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
　　電機(jī)容量?jī)?chǔ)備系數(shù)取為1.3,帶傳動(dòng)機(jī)械效率取0.95,所需功率為:6.15KW
　　選用電機(jī)為:7.5KW－2極（型號(hào)：Y132S2－2）
近日，我國(guó)自主研發(fā)并獲得國(guó)家專利的數(shù)控勵(lì)磁調(diào)速技術(shù)日前在華潤(rùn)水泥企業(yè)日產(chǎn)5000噸新型干法水泥生產(chǎn)線2800KW窯尾高溫風(fēng)機(jī)上調(diào)試成功。該節(jié)能改造項(xiàng)目負(fù)責(zé)人告訴中國(guó)水泥網(wǎng)，這是國(guó)內(nèi)首例在2500KW以上高壓大功率電機(jī)上采用數(shù)控勵(lì)磁調(diào)速節(jié)能技術(shù)，據(jù)測(cè)算，僅風(fēng)機(jī)改造一項(xiàng)每年就可以為該企業(yè)節(jié)約電費(fèi)220余萬(wàn)元。
　　據(jù)悉，此次獲得成功應(yīng)用的數(shù)控勵(lì)磁調(diào)速技術(shù)是由北京紫御灣科技有限公司自主研發(fā)，并擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代電機(jī)節(jié)能技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)速節(jié)能技術(shù)，新一代數(shù)控勵(lì)磁調(diào)速技術(shù)更適合6KV以上高壓大功率繞線型電機(jī)的節(jié)能改造，尤其在水泥行業(yè)節(jié)能效果顯著。與傳統(tǒng)的電機(jī)節(jié)能技術(shù)相比，該技術(shù)對(duì)電網(wǎng)不產(chǎn)生高次諧波，并具有高效節(jié)能、性能穩(wěn)定可靠、運(yùn)行維護(hù)方便等特點(diǎn)。從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，在節(jié)能投入、節(jié)能效益、對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求、設(shè)備維護(hù)量及維護(hù)費(fèi)用等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。記者在采訪中還了解到，該技術(shù)自2005年起已成功應(yīng)用在多家水泥企業(yè)功率在400KW-2000KW的電機(jī)上，兩年來(lái)運(yùn)行平穩(wěn)，節(jié)電率在20%—50%之間。

　　近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，但單位GDP能耗一直居高不下，因此，節(jié)能減排工作越來(lái)越受到國(guó)家各級(jí)政府的重視。在剛剛結(jié)束的十七大上，黨中央明確提出要建設(shè)和發(fā)展生態(tài)文明，基本形成節(jié)約能源資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)方式、消費(fèi)模式。有關(guān)專家在接受記者采訪時(shí)表示，我國(guó)能源大多是以電能方式消耗的，而在國(guó)家總用電量中，有35%-40%是高壓電動(dòng)機(jī)消耗的。該專家進(jìn)一步指出，在水泥、石油、化工、電力、冶金等高耗能行業(yè)，大功率電機(jī)設(shè)備所占的比例較大，因此做好電機(jī)設(shè)備，特別是大功率電機(jī)設(shè)備的節(jié)能工作無(wú)疑成為這些行業(yè)乃至全國(guó)“節(jié)能減排”工作的“重中之重”。數(shù)控勵(lì)磁調(diào)速技術(shù)在高壓大功率電機(jī)上的成功運(yùn)用，標(biāo)志著我國(guó)高耗能企業(yè)高耗電的狀況有望得到改變，在為高耗能企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也將產(chǎn)生良好的社會(huì)效益！


 

一、概述
　　中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)一般分為三部分，即循環(huán)水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、采暖水系統(tǒng)。循環(huán)冷卻水多為開(kāi)式，冷凍水與采暖水為封閉式；目前，高層建筑或封閉式廠方的冷凍水與采暖水多為同一系統(tǒng)，在夏季走冷凍水，在冬季走采暖水。這三套循環(huán)水系統(tǒng)各有特點(diǎn)，但存在同一問(wèn)題：結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥，如不進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚瑒?shì)必會(huì)引起管道堵塞，腐蝕泄漏、傳熱效率大為降低等一系列問(wèn)題，影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的正常工作。

　　多年來(lái)，我們對(duì)中央空調(diào)用水情況作了廣泛的調(diào)查，綜合起來(lái)看現(xiàn)中央空調(diào)水系統(tǒng)的用水分為三類，即未經(jīng)過(guò)任何處理的自來(lái)水、軟化水和去離子水。水中對(duì)設(shè)備主要產(chǎn)生影響的因素分別為堿度、PH值、Cl-、氧含量等。自來(lái)水因地區(qū)不同而水質(zhì)變化較大，在水的循環(huán)過(guò)程中，硬度和堿度是造成結(jié)垢的主要因素，而Cl-、低PH值、溶解氧是造成腐蝕的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

    在自來(lái)水中這兩種危害同時(shí)存在，只是由于水質(zhì)差異，危害的主副性有所區(qū)別；相對(duì)腐蝕而言，結(jié)垢性離子Ca2+、Mg2+、堿度為保護(hù)性離子，軟化水正是由于去除了這些離子，增加了Na+、Cl-等腐蝕性離子，從而加重了設(shè)備的腐蝕，所以說(shuō)軟化水雖然避免了結(jié)垢問(wèn)題，卻加重了腐蝕，這種現(xiàn)象會(huì)隨著時(shí)間推移而顯露出來(lái)。如大港開(kāi)發(fā)區(qū)某空調(diào)系統(tǒng)一年就出現(xiàn)腐蝕穿孔現(xiàn)象，可見(jiàn)軟化水腐蝕性的強(qiáng)弱。去離子水相對(duì)地說(shuō)即去除了結(jié)垢因素，也去除了腐蝕因素，但實(shí)際上并非如此，同樣，去離子水中雖然不存在結(jié)垢性離子和腐蝕性離子，但卻并未除去水中的溶解氧，初始時(shí)，腐蝕速度較慢，有一個(gè)逐漸加速過(guò)程，最終會(huì)導(dǎo)致同前兩種水一樣的紅水現(xiàn)象（封閉式系統(tǒng)）。

　　空調(diào)水處理的必要性主要有以下三點(diǎn):

    一是延長(zhǎng)管線和設(shè)備的使用壽命。如果在主要管線和設(shè)備上發(fā)生的泄露時(shí)，或在敷設(shè)管道上發(fā)生了泄露時(shí)，更換維修，不但要花費(fèi)較大的費(fèi)用，而且，在實(shí)施時(shí)存在著許多困難�？照{(diào)系統(tǒng)水處理的必要性就在于使管線和設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)的使用壽命。下表中數(shù)據(jù)可說(shuō)明水處理的重要性；

    二是節(jié)能。當(dāng)結(jié)垢和腐蝕產(chǎn)生銹垢堆積物，都會(huì)導(dǎo)致傳熱效率下降，為達(dá)到設(shè)定效果，必須加大能量消耗同時(shí)還會(huì)造成縮短設(shè)備的使用壽命。在敞開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)中，采用水處理技術(shù)還會(huì)節(jié)省大量的補(bǔ)充水；

    三是創(chuàng)造穩(wěn)定舒適的工作和生活環(huán)境，保證中央空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定正常運(yùn)行;

           
 　　注：1：預(yù)防處理是指為預(yù)防危害發(fā)生而進(jìn)行水處理；事后處理是指危害發(fā)生后進(jìn)行水處理；實(shí)際使用年限指設(shè)備破舊而更換的時(shí)間。
　　　　2：本數(shù)據(jù)來(lái)自日本“建筑業(yè)協(xié)會(huì)”統(tǒng)計(jì)，而中國(guó)還未有有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

二、中央空調(diào)循環(huán)冷卻水處理

　　中央空調(diào)循環(huán)冷卻水基本使用自來(lái)水。多年來(lái)，由于水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕造成機(jī)組功能下降、使用壽命降低、能耗增加，業(yè)主長(zhǎng)期處于設(shè)備、管線維修的局面。為改變這種狀況，水磁化器被引入中央空調(diào)水系統(tǒng)。實(shí)踐證明，使用這種設(shè)備處理能力有限，不成功的報(bào)導(dǎo)很多。上世紀(jì)80年代中期在工業(yè)的冷凍水系統(tǒng)引入工業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)后非常成功，這就是循環(huán)冷卻水化學(xué)水處理技術(shù)。該技術(shù)是向水中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑——包括分散劑、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等。是通過(guò)化學(xué)方法，使水中結(jié)垢型離子穩(wěn)定在水中，其原理是通過(guò)螫合、絡(luò)合和吸附分散作用，使Ca2+、Mg2+穩(wěn)定地溶于水中，并對(duì)氧化鐵、二氧化硅等膠體也有良好的分散作用，本法是目前空調(diào)水處理使用最為普遍的一種方法，也是在工業(yè)循環(huán)水處理中應(yīng)用面最廣、技術(shù)最成熟的一種方法，實(shí)踐證明是有效而經(jīng)濟(jì)的方法。

    1.緩蝕阻垢處理

　　過(guò)去使用以聚磷酸鹽為主體的緩蝕劑，但是，如果冷卻水系統(tǒng)在水高濃縮倍數(shù)下進(jìn)行，由于磷酸鹽會(huì)大量的附著在金屬的表面上，反而引起結(jié)垢的危害，并且，聚磷酸鹽會(huì)水解生成正磷酸鹽，生成磷酸鹽垢。后有磷酸鹽和聚合物類阻垢劑的復(fù)合藥劑，即使冷卻水被高度濃縮，仍能充分發(fā)揮緩蝕和阻垢效果。最近幾年來(lái)新的合成藥劑不斷出現(xiàn)，效果越來(lái)越好，具體的使用與水質(zhì)條件有關(guān)，濃度一般為100ppm左右。

　　加藥劑處理后的有關(guān)國(guó)標(biāo)：

　　污垢熱阻<4.0×10-4mk/s

　　碳鋼緩蝕率<0.125mm/y

　　銅緩蝕率<0.005mm/y

    2.粘泥的處理

　　粘泥是水中藻類和細(xì)菌類增殖后，與從大氣中洗滌出的灰塵等雜質(zhì)構(gòu)成的具有粘著性的軟泥質(zhì)的物質(zhì)，這些粘泥物在管壁會(huì)影響水的流速、流量，附著在換熱器管壁就要影響熱交換能力，另外還會(huì)造成微生物對(duì)金屬器壁的腐蝕，所以必須進(jìn)行殺菌,整體廠房降溫通風(fēng)，粘泥抑制劑一般使用殺生劑。通常，殺生劑為氧化型與非氧化型殺生劑輪流交替使用，以防菌藻產(chǎn)生抗體。由于空調(diào)水系統(tǒng)多處于鬧市區(qū)人員集中，殺生劑使用要求較高，首先無(wú)味并對(duì)人體無(wú)毒且殺菌效果好，如氯氣就不能在空調(diào)系統(tǒng)中使用。

    3.水質(zhì)管理

　　3.1 濃縮倍數(shù)管理

　　對(duì)空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，貯水量相對(duì)循環(huán)量的數(shù)值太小，因?yàn)榭照{(diào)冷卻水設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷往往變動(dòng)較大，外界環(huán)境變化也大（如晝夜溫差、濕度等），即使進(jìn)行一定的強(qiáng)制排污，冷卻水的濃縮倍數(shù)仍在變化，甚至變化較大。所以現(xiàn)場(chǎng)控制難度較大，因此，在水處理時(shí)，為了使冷卻水的水質(zhì)維持一定的范圍內(nèi)，需要建立自動(dòng)濃縮和加藥管理系統(tǒng)。

　　由于水濃縮時(shí)，水中的各種離子隨之濃縮，而電導(dǎo)正是反應(yīng)水中離子濃度多少的數(shù)值，濃縮倍數(shù)與電導(dǎo)的增長(zhǎng)基本上成正比，當(dāng)水濃縮一倍時(shí)，電導(dǎo)濃縮0.93—0.98倍，所以一般采用濃縮倍數(shù)為3時(shí)水的對(duì)應(yīng)電導(dǎo)率作為控制值，電導(dǎo)儀與電磁閥相聯(lián)，同時(shí)與自動(dòng)計(jì)量泵相聯(lián)，當(dāng)水濃縮倍數(shù)過(guò)高時(shí)，則電磁閥啟動(dòng)進(jìn)行排污，同時(shí)加藥泵啟動(dòng)，補(bǔ)入相應(yīng)的被排污水帶走的藥量，這一套自動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)條件不同而需費(fèi)用為2—5萬(wàn)元不等，所以很快被用戶迅速接受。

　　自動(dòng)化的采用，使空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)管理大為簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作，只需每月進(jìn)行一次或兩次取樣分析，適當(dāng)調(diào)整控制條件，使現(xiàn)場(chǎng)操作準(zhǔn)確無(wú)誤，為進(jìn)行化學(xué)水處理提供了很好的條件。

　　3.2 藥劑濃度的管理：

　　平時(shí)，水處理藥劑若不維持在一定濃度上，則不能充分發(fā)揮效應(yīng)。而過(guò)量加藥造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，因此，加藥要及時(shí)適量。目前，空調(diào)水系統(tǒng)加藥一般分為兩類，一是采用自動(dòng)加藥裝置；二是根據(jù)計(jì)算量而采用連續(xù)滴加方式，這種方式也可保證水中藥量濃度在有效范圍內(nèi)。
 


在小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，蓄電池是重要的輔助設(shè)備之一。蓄電池在直流發(fā)供電系統(tǒng)中起著貯存電能和穩(wěn)定電壓的重要作用。

　　一、蓄電池容量的確定

　　蓄電池容量配置的是否合理，直接影響風(fēng)力發(fā)電的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。容量選的小了，多風(fēng)時(shí)發(fā)出的富余電量得不到充分儲(chǔ)存。容量選的太大，一則增加投資；二則蓄電池可能會(huì)長(zhǎng)期處于充電不滿狀態(tài)，將會(huì)影響蓄電池的效率和使用壽命。表一為蓄電池在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中所占投資情況。

　　一般常規(guī)充電是“兩階段恒電流充電”，此法既不浪費(fèi)電力，充電時(shí)間短，對(duì)延長(zhǎng)蓄電池使用壽命有利，同時(shí)計(jì)算蓄電池容量也容易得多。風(fēng)力發(fā)電的情況，則不同于常規(guī)充電。

　　由于風(fēng)速經(jīng)常變化，電機(jī)輸出的電流時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無(wú)，這樣蓄電池充電電流和所需充電時(shí)間就很難確定。針對(duì)這種實(shí)際情況，我們采用如下兩種計(jì)算方法來(lái)確定配置蓄電池容量。

　　1.電量平衡計(jì)算法。

　　計(jì)算步驟如下：

　　a.根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的風(fēng)速資料，以十天為一時(shí)度，逐旬分別統(tǒng)計(jì)風(fēng)機(jī)起始工作風(fēng)速至停機(jī)風(fēng)由范圍內(nèi)的不同風(fēng)速發(fā)生小時(shí)數(shù)。

　　b.根據(jù)選用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的P＝f(V)特性曲線和風(fēng)速資料，計(jì)算—臺(tái)機(jī)逐旬所能發(fā)出的電量，并繪出其全年發(fā)電量過(guò)程曲線。圖—是根據(jù)內(nèi)蒙察右后旗的風(fēng)速資料計(jì)算繪制的商都牧機(jī)廠ED1.5～100型風(fēng)機(jī)的年發(fā)電量過(guò)程線。計(jì)算得出該機(jī)在當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)況下，年發(fā)電量為276度。從過(guò)程線看出各旬的發(fā)電量變化很大，最多的四月下旬為19度，最少的二月下旬僅0.95度、相差近20倍，說(shuō)明配置蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)能調(diào)節(jié)是必要的。

　　C根據(jù)用電信況，計(jì)算出逐旬的用電量，并給出全年用電量過(guò)程線。附圖中虛線所示。

　　d.比較發(fā)電量和用電量過(guò)程線，以發(fā)電少于用電差值最大的時(shí)段(圖中斜線部分)的電量來(lái)確定所需蓄電池容量。圖中差值最大的電量為2。3度。需配置2300伏安時(shí)電池，實(shí)際選用12伏48安時(shí)蓄電池4塊�？�?cè)萘?304伏安時(shí)。

　　2.經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法

　　根據(jù)我們?cè)圏c(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)，在察右后旗、商都地區(qū)的風(fēng)況下，也可采用以下公式簡(jiǎn)便估算所需電池容量。即

　　式中：Q——所需配置蓄電池容量(安時(shí))；

　　　　 p——負(fù)載功率(瓦)；

　　　　 t——日用電小時(shí)數(shù)；

　　　　 U——標(biāo)準(zhǔn)蓄電池電壓(一般為12伏)；

　　　　 n——電池儲(chǔ)備周期系數(shù)；(根據(jù)風(fēng)況而確定，一般取3～8天)

　　　　 K——放電控制系數(shù)、(取0.75～0.8)

　　上式考慮了：①用電設(shè)備的額定功率，②當(dāng)?shù)貧庀笄闆r，即無(wú)風(fēng)期平均時(shí)間，⑧為了防止蓄電池過(guò)放電，放電應(yīng)控制在一定程度。

　　仍以察右后旗為例，安裝一臺(tái)100瓦機(jī)，供3戶用電，每戶裝設(shè)12伏15瓦的燈泡2只平均每天照明5小時(shí)，計(jì)算所需配置的蓄電池容量。(儲(chǔ)備系數(shù)取6，放電控制系數(shù)取0.8)代入公式得：

　　選用6塊l 2伏48安時(shí)蓄電池，總?cè)萘?88安時(shí)。

　　確定標(biāo)準(zhǔn)電池時(shí)，必須注意：蓄電油組的容量應(yīng)能安全接受風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的最大電流強(qiáng)度Imax。

　　二、蓄電池的運(yùn)行方式

　　1.全充全放制。即風(fēng)機(jī)集中安裝，集中充電，電瓶分散到戶，每戶兩塊電瓶輪換使用。

　　風(fēng)力發(fā)電是受風(fēng)制約的，尤其是對(duì)小型風(fēng)機(jī)更為明顯。在村內(nèi)風(fēng)小，風(fēng)機(jī)必須集中安裝在村外，架線又有困難的農(nóng)村、浩特，適合采取這種方式。風(fēng)機(jī)可以架設(shè)在風(fēng)能較佳的場(chǎng)地上，得以充分利用風(fēng)能。電瓶輪換使用能保證滿充滿放。缺點(diǎn)是：

　　①所需電瓶較多，增大投資和電度成本。②電瓶使用效率較低(約40%左右)。③電池的充放電輪換頻繁，使用壽命較短。　�、芙�(jīng)常來(lái)回搬運(yùn)電瓶給用戶造成麻煩，且容易碰壞電瓶；搬運(yùn)不慎，電解液容易外漏，會(huì)造成電瓶缺液或燒壞衣服。

　　2.半浮充電運(yùn)行方式。就是風(fēng)機(jī)(直流發(fā)電)和電瓶并聯(lián)供電的工作方式。不用電時(shí)(白天)，由風(fēng)機(jī)發(fā)電向蓄電瓶充電；無(wú)風(fēng)時(shí)，由蓄電池向負(fù)載供電；有風(fēng)時(shí)，由風(fēng)機(jī)發(fā)電浮充蓄電瓶并供電。這種方式多用于單機(jī)1～3戶使用，配置的莓電瓶容量較少，投資也相應(yīng)減少。采用半浮充制蓄電池的壽命一般此全充全放制長(zhǎng)些，蓄電池的使用效率約50%左右。

　　3.全浮充制。把電瓶集中安裝在充電間，將電池組和風(fēng)力發(fā)電機(jī)并接在負(fù)載回路上，使電池常期處于小電流充電中。風(fēng)機(jī)在向負(fù)載供電時(shí)，風(fēng)速波動(dòng)引起的電壓波動(dòng)，通過(guò)蓄電池組起到了穩(wěn)定作用，保證了正常供電。這種運(yùn)行方式電池使用壽命比以上兩種方式都長(zhǎng)，而且所需的蓄電池容量大為減少，電能效率提高，簡(jiǎn)化了電池維護(hù)，整個(gè)供電設(shè)備效率可達(dá)到60—70%。察右后旗韓勿拉風(fēng)力發(fā)電站就是采用這種方式進(jìn)行工作的。

　　三、蓄電池的類型選擇

　　蓄電池有多種類型，目前，風(fēng)力發(fā)電普通采用于荷鉛酸蓄電池。這種電池灌液后，經(jīng)過(guò)30分鐘，待液溫為l 5℃時(shí)即可使用，不需要進(jìn)行初充電,玻璃鋼屋頂風(fēng)機(jī)。對(duì)剛剛安裝風(fēng)力機(jī)，又不具備初充電條件的偏遠(yuǎn)地方，立即可以用電，是很優(yōu)越的。這種電池的缺點(diǎn)是體積和重量較大，搬運(yùn)不方便。市場(chǎng)銷售的鋁酸蓄電池多是機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)用電池，其極板結(jié)構(gòu)和制造特點(diǎn)，使用在風(fēng)力發(fā)電的充放運(yùn)行條件下，是不適合的，使用命短，一般只有2～3年左右。在容量較大的風(fēng)力發(fā)電站中，最好采用固定型防酸隔爆式鉛蓄電池，這種電池具有容量大，電液比重較低(15℃時(shí)約在1.21左右)，減少對(duì)極板和隔板的腐蝕，可延長(zhǎng)蒸發(fā)時(shí)間，還有防滲漏措施，減少了對(duì)地的放電。

　　堿性蓄電池體積小。重量輕，使用壽命可達(dá)15年左右，在我區(qū)也有少量使用。堿性電池壽命雖然比酸性電池長(zhǎng)5—7倍，但其價(jià)格卻高出酸性電池10幾倍。從經(jīng)濟(jì)上考慮，我們認(rèn)為在小型風(fēng)力發(fā)電中還是使用于荷鉛酸蓄電池較有利,鋼結(jié)構(gòu)屋頂風(fēng)機(jī)。

　　四、影響蓄電池使用壽命的原因

　　1.在充電過(guò)程中，隨著充電時(shí)間的增加，電池電動(dòng)勢(shì)E也相應(yīng)地在增大。到充電終期，若端電壓V充不變，電池電動(dòng)勢(shì)E達(dá)到與V充相等時(shí)，即電池內(nèi)阻Y池也降到很小，則I充也應(yīng)很小。這是電池本身所需要的正確充電方法。

　　而風(fēng)力發(fā)電在充電中，沒(méi)有穩(wěn)定的較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)充電電流，不能按照一定的充電率進(jìn)行充電，而是由風(fēng)的大小來(lái)主宰著充電電壓的高低，甚至在充電終期會(huì)出現(xiàn)電流過(guò)大，不僅要多損耗發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能，而且由于電液強(qiáng)烈沸騰，冒氣過(guò)甚，電液溫度太高，會(huì)使電池極板活性物質(zhì)受到?jīng)_擊而加速脫落，從而減少蓄電池的使用壽命。

　　2.由于用戶缺乏有關(guān)知識(shí)，對(duì)電池的正確使用與維護(hù)較差，充放電程度掌握不好，常發(fā)生過(guò)充過(guò)放現(xiàn)象，且添補(bǔ)蒸餾水不及時(shí)，造成部分極板硫化�；蛟诩右簳r(shí)不注意液溫(灌注新電瓶時(shí))，使電池液溫升很高，產(chǎn)生過(guò)大的冒泡沸騰，運(yùn)動(dòng)速度加快，動(dòng)能增加，將封口膠沖裂，導(dǎo)致極板活性物質(zhì)過(guò)早的脫落，這些是影響壽命的主要原因。

　　3.電瓶制造質(zhì)量差，其結(jié)構(gòu)和電氣性能不適合風(fēng)力發(fā)電使用條件的要求，也要降低使用壽命。

　　五、蓄電池的正確使用維護(hù)

　　在小型風(fēng)力發(fā)電個(gè)，蓄電池造價(jià)占總造價(jià)的24～46%，年折舊費(fèi)占成本總額的50%以上，這是由于蓄電池價(jià)格高，使用壽命短所致。因此加強(qiáng)對(duì)蓄電池的使用維護(hù)，延長(zhǎng)其壽命，是十分重要的問(wèn)題。計(jì)算分析說(shuō)明，電池壽命延長(zhǎng)一年，每度電的成本就可以降低0.13元以上。

　　為了提高蓄電池的使用效率和延長(zhǎng)其壽命，在使用中必須做到以下各點(diǎn)：

　　1.要了解鉛酸電池的特點(diǎn)，嚴(yán)格按產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行使用和維護(hù)

　　2.電液必須用化學(xué)純硫酸與合格的蒸餾水配制，在寒冷的地方，液溫在15℃時(shí)比重應(yīng)為1.285。

　　3.電池液面應(yīng)高出極板10—15毫米。使用時(shí)，發(fā)現(xiàn)液面過(guò)低就要及時(shí)添加蒸餾水。

　　4.接線前，嚴(yán)格檢查電池正負(fù)極標(biāo)志是否正確及單格電池有無(wú)反極現(xiàn)象。

　　5.電池首次注液后使用前，最好進(jìn)行3～4小時(shí)充電，對(duì)其使用性能將更有利。非干荷電池必須進(jìn)行初充電后方可使用。

　　6.電液溫度應(yīng)保持在20℃左右，即使在充電過(guò)程中電液溫度也不得超過(guò)35℃。特別在冬季要注意防凍。據(jù)資料介紹，當(dāng)電液溫在10一35℃的變化范圍內(nèi)，每升高或降低1℃時(shí)，蓄電池的容量約相應(yīng)增大或減小額定容量的0.8%。

　　7.灌液后，在12小時(shí)內(nèi)未使用，或在使用后又長(zhǎng)時(shí)間閑置，須按規(guī)定充電后再恢復(fù)使用。

　　8.經(jīng)常旋上注液口膠塞，但要使通氣孔暢通，使汽體能夠逸出。要保持電瓶干燥清潔，避免電池外自放電。

　　9.電液比重下降到1。175時(shí)，應(yīng)立即停止使用并進(jìn)行充電。

　　10.應(yīng)使用與電池極注相同材質(zhì)的電線卡子，若采用銅質(zhì)材料卡子時(shí)，應(yīng)涂以薄層凡士林或黃油，防止腐蝕。

　　11.電池上嚴(yán)禁放置金屬物件和工具，防止極間短路。

　　12.充電間不許有明火和裝設(shè)能產(chǎn)生電火花的電器設(shè)備，防止發(fā)生火災(zāi)。



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