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【摘 要】本文分析了对通风机节能设计中的常见问题，提出了选型设计的节能原则，以及风机设计与应用中的节能措施。
【关键词】通风机；应用；节能
1.通风机节能设计中存在的问题
1.1选型设计中常见问题分析
1.1.1通风机管网阻力计算不准确的影响。
（1）通风机管网阻力计算额定值不准确的原因：管网阻力计算的粗疏和采用阻力系数不够准确；不合理的配置系统有效半径；确定风机进气条件不真实；选型随意缺乏应有的准则；施工监理忽视施工过程中现场设计变更的影响等。都会使计算结果与实际损耗误差超过 30%甚至更多，导致选型的额定性能与实际运行性能不匹配，结果实际运行性能发生改变。如果计算阻力比实际需要过大时，离心通风机运行引起流量增大，就会使实耗功率显著增加，其结果是全压内效率降低，还使电机额定功率易超载，存在烧电机的危险，但对笔直倾斜的全压曲线流量变化影响较小；反之必然引起运行流量减少，实耗功率随之降低，风机内效率下降。与此同时，由于流量减少，引起除尘系统风管内流速降低，促使粉尘沉降。这两种情况都会造成风机长期处于轻载低效不节能运行状态。
（2）通风机选型全压额定值不准确的后果：处理高温炉窑所排出的废气，如选型引风机的负压过大时，会破坏炉内正常热平衡，由于加大了引风量，使炉内温度下降而影响燃烧或加热，导致热源损失的能量增加；当引风机排送含尘废气，污染源处保持足够密闭形成的负压状态，能够有效地防止有害污染物扩散。如风机的负压过大时，不仅使各点污染源处吸走过多的物料引起增加耗损，还增加除尘管道磨损和增大处理量，使负压除尘器的料斗内棚料，引起卸料困难。为此在运行中被迫停机间断定时排料；此外，除尘器灰斗下部法兰盘处若吸入雨水和湿气还会使灰斗料板结，造成排料堵塞。
1.1.2负荷波动的风机型式选择。
由于生产过程中工况能源和原料消耗的周期性变化，使炉内温度波动较大。因此引起出炉产生的烟气量变化达±20%～30%，引风机之所以不宜选用前向风机，是因为前向风机的功率曲线陡峭。当管网压力损失波动增大时，运行中的电机易超载，有被烧毁的危险，故应选用后向风机。
1.1.3装机电容量的配备风机选择配用电机功率裕量不宜过大或过小，过大会造成电机经常处于轻载运行，使电机的功率因数降低，从而浪费电耗；反之会使电机经常处于超载运行，导致电机升温过高，绝缘易老化，使用寿命缩短，与此同时还可能造成难以启动。
1.2载尘对通风机特性的影响
1.2.1粉尘对风机特性线的影响
通风机的流体载尘对风机的全压曲线走势无影响，由于风机载尘浓度和粉尘流量的影响，因而载尘风机实耗功率增大了。当两种气体含尘浓度不同流量相同比较中，风机载尘的功率曲线与风机清洁空气的功率曲线相比，前者走势明显上移使功率增大，与此同时载尘风机的全压效率曲线与清洁空气的全压效率曲线相比，前者走势显著下降而效率降低。
1.2.2粉尘对流体阻力的影响
由于流体载尘使管网压力损失增加，导致流体载尘使笔直倾斜的管网阻力特性线与无变化的载尘风机全压曲线相交点左移。与此同时载尘风机功率曲线平行在清洁空气功率曲线之上，致使载尘风机实耗功率不足而迫于减少，使效率下降，最终运行结果导致额定流量显著减少。
1.2.3功率与压力损失的附加问题讨论
通风机在管网中工作时，由于叶轮转速、风机导流器可调叶片或进口导叶节流调节、输气温度、大气压力的改变，因此引起通风机特性线改变。但是试验和实践证明：输气含尘浓度 Fjd>30g/Nm3的高载尘流量的增加会使通风机特性线发生急剧改变。
2.通风机的节能技术措施
2.1通风机选型设计的节能原则
2.1.1落实控制温室气体排放
除尘系统各分支管风量负荷要对称配置，以利管网阻力平衡；系统水平和垂直管道铺设必须使通风机站配在管网中心处于对称位置，可使系统有效输气半径缩短，以利拟选的通风机额定压力减低；高温气体的余热再利用，使风机进气达到tj≤300℃，既有效地降低了风机的风量负荷，又能节约电耗。最新国际保护环境指令，推翻以往确定工艺设备排风量越大越好，而是向大气限制排放量。
2.1.2强化节能与高效利用
除尘管道降低经济流速。简化烟气净化与除尘过滤工艺流程，只设两级粗净化和细净化，从而达到使气固分离或气体净化的合计管网压力损失不超过系统总压力损失的一半，达到节
能和预防管道堵塞。引风机进口装在除尘器之后，使通风机进气不载尘Fjd≤200mg/Nm3，从而提高风机内效率。大流量通风机应采用高效双吸入离心通风机，取代使用多台并联小型风机，达到提高风机运行效率；采用高效三元流动叶轮等新技术，可节约用电 10%～20%；采用可调的外旋电风机，可节约用电30%。
2.2制订通风机节能经济运行规程
（1）企业生产过程中，对已有通风工程设计的通风除尘系统不宜随意改变，以防造成系统阻力变化，使管网提高流速和增加管网压力损耗，这将会引起性能改变，使其风机内效率降低。
（2）加强完善通风系统的技术管理和设备定期维修，尽力维护管网的气密性，倘若负压管段漏风率超过 20%，将会造成风机性能改变，使风机运行的全压值和内效率均下降，风量和实耗功率增大，导致污染点源处抽风量减小，使通风效果变差。
（3）防止除尘管道堵塞。除尘风机运行要早开晚关，应将风机与工艺设备连锁控制。常温下的除尘风机应在工艺设备开动前启动风机，而风机停运应在工艺设备停止操作运行后5～10min 关闭；当风机运行中出现事故停车或抢修，与此同时应用压缩空气吹管及时清理管道内的降尘，以防多次沉积造成堵塞，影响系统正常运行。
（4）防止输气高温急剧下降，导致风机额定性能下降，应设连续监测气温变化的仪表。为保持负压输气管的气密性，必须经常维护和定期检修。
（5）根据生产工艺产能变化，应随时监视工艺生产的原料和能源消耗异常变化，所引起的除尘系统风机进气状态的改变，要及时采取影响风机性能下降的补救应对措施。
（6）按通風系统管道的使用年限：一般通风系统为20 年；一般除尘系统为 10 年；排除腐蚀气体或磨琢性粉尘的系统为5 年。所以应加强技术管理和计划维修管理，做到定期局部检修或全部更换。
2.3提高使用通风机的运行效率
通风机运行效率是评价节能效果指标的主要依据，由于工业生产过程中，风机运行管理不善，生产工艺不断提高产能，使风机进气条件改变效率降低，旧风机待改造或更换，导致生产使用中多数风机实际运行效率达不到70%，风机效率很低。只有通过风机节能技术改造，才能达到将使用通风机实现降低电耗 20%～30%。
3.结论
通风系统的管网压力损耗计算是必要的程序，通风机的正确选型与加强高效运行管理是最佳的节能措施。通风机应用中切实克服所产生的常见通病，必将达到通风机节能和正常稳定高效运行。通风机进气载尘实践证明：输气含尘浓度 Fjd>30g/Nm3的高载尘流量的增加，会使通风机特性线发生急剧改变，风机载尘耗电量是非载尘的2～5.6倍。高温含尘废气处理程序，首先应将高温气体余热利用或冷却；然后把粉尘净化回收，使气固分离设备的合计阻力损失，不应超过系统总压力损失的一半；最后使引风机进气 tj≤300℃，Fjd<200mg/Nm3，这是最经济的净化流程程序，必然使通风机达到节能、经济、稳定高效运行。 [科]
【参考文献】
[1]孙研.通风机选型实用手册[M].北京：机械工业出版社，2000.1.
[2]续魁昌.风机手册[M].北京：机械工业出版社，1999.5.
【关键词】通风机；应用；节能
1.通风机节能设计中存在的问题
1.1选型设计中常见问题分析
1.1.1通风机管网阻力计算不准确的影响。
（1）通风机管网阻力计算额定值不准确的原因：管网阻力计算的粗疏和采用阻力系数不够准确；不合理的配置系统有效半径；确定风机进气条件不真实；选型随意缺乏应有的准则；施工监理忽视施工过程中现场设计变更的影响等。都会使计算结果与实际损耗误差超过 30%甚至更多，导致选型的额定性能与实际运行性能不匹配，结果实际运行性能发生改变。如果计算阻力比实际需要过大时，离心通风机运行引起流量增大，就会使实耗功率显著增加，其结果是全压内效率降低，还使电机额定功率易超载，存在烧电机的危险，但对笔直倾斜的全压曲线流量变化影响较小；反之必然引起运行流量减少，实耗功率随之降低，风机内效率下降。与此同时，由于流量减少，引起除尘系统风管内流速降低，促使粉尘沉降。这两种情况都会造成风机长期处于轻载低效不节能运行状态。
（2）通风机选型全压额定值不准确的后果：处理高温炉窑所排出的废气，如选型引风机的负压过大时，会破坏炉内正常热平衡，由于加大了引风量，使炉内温度下降而影响燃烧或加热，导致热源损失的能量增加；当引风机排送含尘废气，污染源处保持足够密闭形成的负压状态，能够有效地防止有害污染物扩散。如风机的负压过大时，不仅使各点污染源处吸走过多的物料引起增加耗损，还增加除尘管道磨损和增大处理量，使负压除尘器的料斗内棚料，引起卸料困难。为此在运行中被迫停机间断定时排料；此外，除尘器灰斗下部法兰盘处若吸入雨水和湿气还会使灰斗料板结，造成排料堵塞。
1.1.2负荷波动的风机型式选择。
由于生产过程中工况能源和原料消耗的周期性变化，使炉内温度波动较大。因此引起出炉产生的烟气量变化达±20%～30%，引风机之所以不宜选用前向风机，是因为前向风机的功率曲线陡峭。当管网压力损失波动增大时，运行中的电机易超载，有被烧毁的危险，故应选用后向风机。
1.1.3装机电容量的配备风机选择配用电机功率裕量不宜过大或过小，过大会造成电机经常处于轻载运行，使电机的功率因数降低，从而浪费电耗；反之会使电机经常处于超载运行，导致电机升温过高，绝缘易老化，使用寿命缩短，与此同时还可能造成难以启动。
1.2载尘对通风机特性的影响
1.2.1粉尘对风机特性线的影响
通风机的流体载尘对风机的全压曲线走势无影响，由于风机载尘浓度和粉尘流量的影响，因而载尘风机实耗功率增大了。当两种气体含尘浓度不同流量相同比较中，风机载尘的功率曲线与风机清洁空气的功率曲线相比，前者走势明显上移使功率增大，与此同时载尘风机的全压效率曲线与清洁空气的全压效率曲线相比，前者走势显著下降而效率降低。
1.2.2粉尘对流体阻力的影响
由于流体载尘使管网压力损失增加，导致流体载尘使笔直倾斜的管网阻力特性线与无变化的载尘风机全压曲线相交点左移。与此同时载尘风机功率曲线平行在清洁空气功率曲线之上，致使载尘风机实耗功率不足而迫于减少，使效率下降，最终运行结果导致额定流量显著减少。
1.2.3功率与压力损失的附加问题讨论
通风机在管网中工作时，由于叶轮转速、风机导流器可调叶片或进口导叶节流调节、输气温度、大气压力的改变，因此引起通风机特性线改变。但是试验和实践证明：输气含尘浓度 Fjd>30g/Nm3的高载尘流量的增加会使通风机特性线发生急剧改变。
2.通风机的节能技术措施
2.1通风机选型设计的节能原则
2.1.1落实控制温室气体排放
除尘系统各分支管风量负荷要对称配置，以利管网阻力平衡；系统水平和垂直管道铺设必须使通风机站配在管网中心处于对称位置，可使系统有效输气半径缩短，以利拟选的通风机额定压力减低；高温气体的余热再利用，使风机进气达到tj≤300℃，既有效地降低了风机的风量负荷，又能节约电耗。最新国际保护环境指令，推翻以往确定工艺设备排风量越大越好，而是向大气限制排放量。
2.1.2强化节能与高效利用
除尘管道降低经济流速。简化烟气净化与除尘过滤工艺流程，只设两级粗净化和细净化，从而达到使气固分离或气体净化的合计管网压力损失不超过系统总压力损失的一半，达到节
能和预防管道堵塞。引风机进口装在除尘器之后，使通风机进气不载尘Fjd≤200mg/Nm3，从而提高风机内效率。大流量通风机应采用高效双吸入离心通风机，取代使用多台并联小型风机，达到提高风机运行效率；采用高效三元流动叶轮等新技术，可节约用电 10%～20%；采用可调的外旋电风机，可节约用电30%。
2.2制订通风机节能经济运行规程
（1）企业生产过程中，对已有通风工程设计的通风除尘系统不宜随意改变，以防造成系统阻力变化，使管网提高流速和增加管网压力损耗，这将会引起性能改变，使其风机内效率降低。
（2）加强完善通风系统的技术管理和设备定期维修，尽力维护管网的气密性，倘若负压管段漏风率超过 20%，将会造成风机性能改变，使风机运行的全压值和内效率均下降，风量和实耗功率增大，导致污染点源处抽风量减小，使通风效果变差。
（3）防止除尘管道堵塞。除尘风机运行要早开晚关，应将风机与工艺设备连锁控制。常温下的除尘风机应在工艺设备开动前启动风机，而风机停运应在工艺设备停止操作运行后5～10min 关闭；当风机运行中出现事故停车或抢修，与此同时应用压缩空气吹管及时清理管道内的降尘，以防多次沉积造成堵塞，影响系统正常运行。
（4）防止输气高温急剧下降，导致风机额定性能下降，应设连续监测气温变化的仪表。为保持负压输气管的气密性，必须经常维护和定期检修。
（5）根据生产工艺产能变化，应随时监视工艺生产的原料和能源消耗异常变化，所引起的除尘系统风机进气状态的改变，要及时采取影响风机性能下降的补救应对措施。
（6）按通風系统管道的使用年限：一般通风系统为20 年；一般除尘系统为 10 年；排除腐蚀气体或磨琢性粉尘的系统为5 年。所以应加强技术管理和计划维修管理，做到定期局部检修或全部更换。
2.3提高使用通风机的运行效率
通风机运行效率是评价节能效果指标的主要依据，由于工业生产过程中，风机运行管理不善，生产工艺不断提高产能，使风机进气条件改变效率降低，旧风机待改造或更换，导致生产使用中多数风机实际运行效率达不到70%，风机效率很低。只有通过风机节能技术改造，才能达到将使用通风机实现降低电耗 20%～30%。
3.结论
通风系统的管网压力损耗计算是必要的程序，通风机的正确选型与加强高效运行管理是最佳的节能措施。通风机应用中切实克服所产生的常见通病，必将达到通风机节能和正常稳定高效运行。通风机进气载尘实践证明：输气含尘浓度 Fjd>30g/Nm3的高载尘流量的增加，会使通风机特性线发生急剧改变，风机载尘耗电量是非载尘的2～5.6倍。高温含尘废气处理程序，首先应将高温气体余热利用或冷却；然后把粉尘净化回收，使气固分离设备的合计阻力损失，不应超过系统总压力损失的一半；最后使引风机进气 tj≤300℃，Fjd<200mg/Nm3，这是最经济的净化流程程序，必然使通风机达到节能、经济、稳定高效运行。 [科]
【参考文献】
[1]孙研.通风机选型实用手册[M].北京：机械工业出版社，2000.1.
[2]续魁昌.风机手册[M].北京：机械工业出版社，1999.5.