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濕簾風機_冷卻塔風機的節(jié)能及安全控制研究SWSI高效單吸單寬機翼

    冷卻塔風機是循環(huán)水系統(tǒng)的核心設備[1],玻璃鋼屋頂風機。北京燕山石化公司煉油廠目前擁有7套循環(huán)水裝置，循環(huán)冷卻水總設計處理量為4.665×104t/h；涼水塔風機105臺（其中4.7m 98臺，8.5m 7臺），總裝機功率為4060kW，同時開機情況下最大日耗電量達9.74×104kW·h。

    就循環(huán)水設備管理情況看，無論是從設備的數(shù)量、維修工作量、耗電量等哪個方面來講，冷卻塔風機都占有很大比重。風機臺數(shù)占車間通風設備總量的57％，維修工時占總量的60％，電耗占總量的22％。如何在節(jié)能降耗、減少勞動力的情況下來保證設備的長周期運行，必然要應用先進的科學技術及管理方法[2]。自1993年開始，筆者單位與中科院工程熱物理所合作，共同研制開發(fā)了風機節(jié)能自控和安全自控2套監(jiān)測系統(tǒng)，即“KR-933型風機節(jié)能控制器”、“KR-939型風機安全運行監(jiān)控器”。目前該系統(tǒng)已經(jīng)在循環(huán)水車間負壓風機哪家好得到了全面應用，并取得了理想的效果。

1 風機節(jié)能控制器的研究

    提出風機節(jié)能控制管理的目的，是實現(xiàn)風機運行閉環(huán)自動控制。根據(jù)生產(chǎn)的需要預先設定供水溫度，由氣候氣象環(huán)境對水溫的影響、系統(tǒng)換熱條件的改變對水溫的影響，用溫感探頭的實測值及時反應出來，最終通過調控降溫設備的能耗來穩(wěn)定供水溫度，實現(xiàn)自控節(jié)能。

    通常認為，“變頻調速技術”是完成上述過程的理想方法。但變頻調速技術在循環(huán)水冷卻塔風機控制上的運用存在如下局限性和缺陷：

    ①“變頻調速技術”可以做到很高的控溫精度，但這在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)卻不很重要。
    ②變頻器自身的能量損耗（平均運行效率不足90％）影響節(jié)能效果。
    ③變速運行造成風扇葉片攻角改變（迎風角），風機脫離工作點運行使效率降低。
    ④電機脫離額定轉速的低速運行，以及轉速、扭矩、功耗之間的非線性關系，也使電機的運行效率大為降低。
    ⑤變頻調速系統(tǒng)價格較為昂貴（每千瓦1000元左右），新建工程和老設備改造都需較大投入。
    ⑥設計上還必需考慮變頻調速器運行在某些特定轉速時的破壞性共振問題，和變頻調速器產(chǎn)生強電磁污染對其它儀表的干擾等問題。

     我們根據(jù)冷卻塔風機往往是以多臺并聯(lián)的機群形式工作，為此提出了根據(jù)測量供水溫度的變化，自動調節(jié)風機的開、停機數(shù)量達到控溫節(jié)能的目的。

    這是一種簡單易行、費用低廉的控制方法，但它又有別于常規(guī)的PID模擬調節(jié)方式。它是一種單變量離散控制閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)，既要保證有一定的控溫精度，又不允許風機頻繁啟停；既要保證風機能單臺工作，又要求多臺風機在時間和啟停次數(shù)上平衡運行。

    針對冷卻塔風機控制管理中實際遇到的問題，我們提出了“溫度測量范圍”、“測量精度”、“顯示分辯率”、“測量上下限”、‘測量校準值”、“執(zhí)行周期”、“溫度允差”、“溫度速率允差”等共18項基本設計要求進行研發(fā)制作，并于1993年3月首次在第三循環(huán)水場風機現(xiàn)場試用，該系統(tǒng)命名為“KR-933風機智能控制器”。

2 風機安全監(jiān)控器研究

    提出風機安全監(jiān)控管理的目的，是為了自動檢測出振動、油溫、油位的變化數(shù)值，并進行顯示和記錄，同時對檢測值超限的風機進行報警和停機，以求達到風機安全平穩(wěn)運行的目的，減少甚至杜絕風機損壞事故的發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場管理的實際情況，確定了“風機振動”、“滑油油溫”、“減速箱油位”3個參數(shù)是保證風機安全最重要的運行參數(shù)[3]。又確定了“測量范圍”、“測量精度”、“巡檢時間”等共15項設計參數(shù)進行研發(fā)制作。該系統(tǒng)于1993年9月在循環(huán)水場得到首次試用，命名為“KR-939風機安全監(jiān)控器”。


為了滿足風機的增壓需求，美國雙城研制SWSI高效單吸單寬機翼型葉片風機。

SWSI風機符合AMCA-211及AMCA-311的測試規(guī)范，經(jīng)測試認證的風機被授權使用AMAC的噪音及性能標識。

在美國雙城SWSI風機中，機殼是高強度、連續(xù)焊接結構,濕簾空調，不采用接縫或點焊的工藝。出口法蘭用于剛體或風管聯(lián)接。機殼合理固定防止振動或氣流沖擊的影響。

進風口為了具有良好空氣動力學性能的錐旋體或稱喇叭口，使氣流平穩(wěn)地流入機殼的內部，同時該進風口本身具有高度的剛性。

除采用Arr.3傳動形式的風機，ClassI和ClassII SIZE270或更小的風機為可旋轉式機殼設計，可安裝成8種標準的出口方向。

葉輪則配以非過載葉輪。精確旋制平滑的進風口使得風機在性能區(qū)間產(chǎn)生更高的效率。鋁葉輪的機翼型葉片為擠壓成形，標配于尺寸245以內的雙城風機。

所有中空葉片均在各邊緣連續(xù)焊接。所有葉輪均按照ANSI/AMCA-20標準運用準確的電子平衡機進行靜平衡和動平衡測試，使之達到G6.3級或更優(yōu)的水平。

SWSI離心風機軸的原材料為ANSI1040或1045熱輥鋼，經(jīng)過精密的轉、磨、拋光等處理，并以真圓度規(guī)測其精度。軸尺寸滿足其第一極限速度，至少為風機最大轉速的1.43倍。

軸承則選用高承載，優(yōu)質潤滑，耐磨滾球，自動對位軸承座。這些軸承的最低平均壽命在風機最大轉速運行的情況下，必須超過200000小時。

傳動方面，雙城風機的電機帶輪為鑄鐵制成，對于10HP及以下的應用，其節(jié)距為可調式。面對于15HP及以上的應用，其節(jié)距為不可調試,水簾空調。傳動件及輪帶安置于機殼之外。

選擇傳動件時，應按照當前要求電機功率的150%的能力來選型。修正涂裝除了軸部分，都需要剔除毛刺，除油清潔。然后再涂裝一層防銹底漆。

風機完整組裝后，整臺風機將噴涂面漆。風機軸應涂有一層油性防銹劑

當然，除了這些附件外，其他的各種附件，如皮帶輪罩，防雨罩，檢修門，配套法蘭，可調式前導器，出口風門，進氣箱，軸散熱件，軸封，進口網(wǎng)篩等，雙城風機都進行了測試和匹配，以保證風機性能責任的統(tǒng)一性。

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