风机风门开度与电机用电率的计算

风门开度与风量的关系：

风机的风门开度(叶片角度)与风量之间的关系是非线性的，不同类型的风机的风门开度(叶片角度)与风量之间的关系也是不一样的。离心式风机在不同风门开度时的特性曲线之间的间隔是不均匀的，也就是说其线性度很差；

离心式风机各个风门开度、风量及风压的关系数据列于下表1，离心式风机的风门开度+风量曲线的线性度很差：小风门时，随着风门的开大，风量增大很快：当风门开度大到50％ 以上时，风量增大的速度明显放慢，当风门开度大到75％以上时，风量增大已不太明显了。

在知道了不同工况的风门开度时，就可以用查表的方法求出风量和风压值，并以此作为节能计算的依据。

表1 离心式风机风门开度与风量，风压和节电率的关系

风门开度（度）风门开度（%） 风量（%）      风压（%）       节电率

10。     11.1％    25．O％  10．O％    9O％

15。     16．7％   35．0％  l5．0％    80％

20。     22 2％    45．0％  22.O％     70％

25。     27．7％   55．O％  32．0％    60％

30。     33_3％    61．7％  42．O％    50％

35。     38 9％    68.3％   50．0％    40％

40。     44．4％   76．7％  60．0％    30％

45。     50．0％   81．7％  68．0％    20％

50。     55 6％    83．3％  75 0％     16％

55。     61．1％   85．5％  80．0％    l3％

60。     66．7％   88.3％   84．0％    10％

65。     72．2％   90．8％  87。3％    7％

70。     77，8％   93.1％   90。4％    5％

75。     83．3％   95．1％  93。3％    3％

80。     88．9％   96.7％   95.8％     2％

85。     94．4％   98．8％  98．O％    0％

90。     1O0．0％  1O0．O％  100．O％  一4％

2 不同风量和不同控制方式时的轴功率

由于现场数据调查表中提供的风机轴功率一般不是风机的额定轴功率，而是电动机的额定输出功率；而用风机的额定风量、风压和效率来计算风机的额定轴功率，又因为没有风机效率数据以及给出的风量和风压数据明显有误，所以也不是风机真正的额定轴功率：即使有风机的额定轴功率数据，由于锅炉(窑炉)的阻力曲线也不能精确计算，所以当风门全开时的风机轴功率与其额定轴功率也会有出入：如风道的阻力过大，则因为风压增大，会使风机的轴功率超过其额定轴功率；反之如风道的阻力过小，则因为风压减小，而会使风机的轴功率低于其额定轴功率等等!因为工程中不乏这样的案例：有的风机在风门全开运行时，其电动机的电流还远远小于额定电流；而有的风机在风门开度尚不到50％时，其电动机已因过载而跳闸了。

那么到底应当如何计算当风门全开时的风机轴功率呢?这个数据对于节能计算来说又是至关重要的!很多的节能计算出现较大误差的原因主要就是不能精确的计算出当风门全开时的风机轴功率。工程上有一种计算方法算出的风门全开时的风机轴功率较为准确，即根据某一风门开度时的电动机运行功率来反推风门全开时的风机运行功率(包括电动机的损耗)。

 

3 调速范围的确定

当风机采用转速调节时，其风量和风压可用比例定律计算，在确定调速范围时应兼顾风量和风压的要求，一般这时将风门开到最大，仅用转速来调节风量，并留有一定的风压裕量。所以一定要知道生产工艺所要求的最小风压，作为确定最低转速的根据。当然， 当最小风压要求低于最小风量要求时，可以风量要求为准。注意：这只是最低转速，不能作为节能计算的转速依据；节能计算时应以中心调节频率为准，中心调节频率则为最低频率和额定频率(50Hz)的中心值。如最低调速频率为3OHz，则中心调节频率为40Hz，为额定转速的80％。

 

4 节能效果的计算

风机的调速节能效果计算比较简单，由于风机系统一般不存在反压，所以风机调速运行时消耗的电功率可以直接用比例定律求得。注意使用的工频运行电功率应

为采用风门调节时风机实际消耗的电功率，而不是电动机的额定电功率。而转速也应为中心调节频率(转速)，而不是最低(频率)转速。关键的是要根据风门开度数据测算出准确的风量数据，才能准确算出节电率来。最准确的是根据各种工况下的风量、风压和电动机电流数据进行计算：其次是根据风机的特性曲线以及风门开度和电流数据进行计算，风门开度决定节电率，而电动机电流的大小则决定节电量；最后就只能根据风门开度数据用查表法和函数逼近法算出风量来，然后根据风量与转速的一次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比进行计算了。不论用哪种方法计算，风门开度的准确性都是致关重要的!其次就是风量的计算尤为关键，它对计算结果的影响可谓是：“失之毫厘，差以千里”!例如在表4中，开平方法和查表法相比，在45。(50％)风门开度时，其风量的数值相差1 1％!算出的节电率分别为45．9％和16．5％，相差29．4％!而函数法和查表法相比，在40。(44．4％)风门开度时，其风量的数值相差12．4％!算出的节电率分别为57．4％和27．7％ ，相差29．7％!当然这是最大误差，但是对于节电率来说，就是相差3％～5％都是非常敏感的，更别说是30％了!对节电量和节约电费以及投资回报来讲，则更是有天壤之别了。所以说“失之毫厘，差以千里”是一

点也不过分的。

所以风量的计算一定要慎之又慎!

某电站锅炉为75t／h循环流化床锅炉，其送风机(一次风机)为离心式风机，设计裕量较大，在满负荷时入口风门开度仅为70％(出口风门全开)，每天运行时间为8h：80％ 负荷时风门开度为55％ ，每天运行时间为10h；60％负荷时风门开度为45％(低于44％开度时风压报警)，每天运行时间为6h。试计算变频调速节能改造后的节能效果。

风机参数： 额定风压：2 20 00P a，

运行风压： ≥10000Pa，≤10000Pa~警：

额定风量：66000m ／h，满负荷运行风量：55000m ／h。

电动机参数：额定功率：560kW ，额定电压：6000V：

额定电流：65．4A，满负荷运行电流：42A；

额定转速：1486r／min；功率因数：0．85；

额定效率：95％。

解：首先确定调速范围，风机采用变频调速时，风门全开，全速运行时输出额定风压22000Pa，根据比例定律，为保证最低风压10000Pa时的转速为额定转速的67．49％，为了留有风压裕量，最低转速取额定转速fl~J70％(1036 r／min)，

变频器的最低输出频率为35Hz。

(a)满负荷时风门开度为70％ ，由表1可查得风量约为90％ ，变频调节时可在90％转速下(45Hz)运行，此时的风压为17820Pa，满足最低风压要求。由表5可查得此时的电动机功率为全风量功率的80％。风机在满负荷时的运行电流为42A，电动机的功率为：Pd=1．732×6000X42X0．85=37lkW ：当风机在94％转速运行时，其消耗的电功率为：Pb=37 1 kW ／0．80× O．90 ／0．96=352kW ．

节省电功率：A P=Pd—Pb=371kW 一352kw=l9kw

节电率为：A P／Pd=5．12％。

(b)80％负荷时风门开度为55％ ，由表1可查出风量约为83％ ，变频调节时可在83％转速(41．5Hz)T运行，此时的风压为15150Pa，满足最低风压要求。由表5可查得此时的电动机功率为全风量功率的73％ 。风机在80％负荷时的运行电流为40A，电动机的功率为：Pd=1．732× 6000 X 40 X 0．85=353kW ：当风机在87％转速运行时，其消耗的电功率为：Pb=353kW ／0．73 X 0．83 ／0．96=288kW ：

节省电功率：A P=Pd—Pb=353kW 一288kW=65kW ：

节电率为：65kW／353kW=18．4％。

(c)60％负荷时风门开度为45％ ，由表1可查出风量约为77％ ，变频调节时可在77％转速(38．5Hz)下运行，此时的风压为13000Pa，满足最低风压要求。由表5可查得此时的电动机功率为全风量功率的68％。风机在60％负荷时的运行电流为38A，电动机的功率为：Pd=1．732 X 6000 X 38×0．85=335．6kW ：当风机在83％转速运行时，其消耗的电功率为：Pb=335．6kW ／0．68×0．77 ／0．96=234．7kW ：

节省电功率：A P=Pd—Pb=335．6kW 一234．7kW=100．9kW；

节电率为：100．9kw／335．6kW=30．06％。

日节电量为：(19kWX 8h+65kW X 10h+100．9kWX6h)=1407．4kW．h。

年节电量为：1407．4kW．hX330天=46．44万kW．h。