第5章 风机和水泵节电技术
（2）通过改变转速使风机容量适应负荷要求
改变转速能改变风机的特性。当风机转速由n1改变为n2时， 风量Q、静压力Hj及轴功率N将按以下关系式变化
Q 1 n1, Q 2 n2
H H jj1 2 n n1 2 2,
3
N N 1 2 n n1 2
式中各符号的下角数字表示从状态1到状态2。
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（4）减少或增加叶轮宽度
当原风机的压力能克服管道阻力，只是流量大于（或小于） 实际所需要的流量而又不能采用调速控制时，可以用减少 （或增加）叶轮宽度的办法来满足需要。因为加宽工艺复杂， 有时全部更换叶片，只利用原有的前后盘。
减少或增加叶轮宽度的尺寸，应按流量决定，有下面的近似
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这时风机输出的压力是HA，所需
轴功率是
NA
Qn H A
1000
（η为风机效率）
现在如果需要的流量只是 Q n ，
在管道阻力不变的情况下，实际 所需的压力只是HC，应比HA下降。 但是如果电动机转速不变，当流 量为 Q n 时，风机的输出压力反 而要增高到HB。这个压头差值就 是需要通过调节风门、增加管道 阻力，使管道特性由R（I）变成 R（II）来实现的。
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如果改用调速电机，则当需要 的流量减小时，电动机的转速 可随着降低，这样消耗的能量 会显著减少。来自右图绘出了风机类机械在不同
转速下的典型输出特性：
Hn1
Hn2
曲线R（I）和R（II）表示由输 送气体管道的阻力所决定的管 路特性曲线。
当机组的转速为n1、管道阻力为 R（I）时，输送的流量Qn由风 机的输出特性H（n1）和管路特 性R（I）的交点A决定。
这时风门上的损耗等于：
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这时风门上的损耗等于：
N fm Q n ( H B H C )/ Q n H fm /
如果不采用关小风门的办法，而 是把电动机转速下降到n2，使风 机的输出特性变成H（n2），则 随着风机的输出风量减少，在输 送同样流量的情况下，原来消耗 在风门上的功率Nfm就可以避免。
该实线与管道系统的阻 力曲线R的交点A，即 为工作点。这时每台风 机的流量为Q2/2，静压 力为Hj2。
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在进风口安装调节风门，其调节效果虽然不算很好，但比在出 口侧安装调节风门要好得多，目前多用于离心通风机上。
在子午加速轴流通风机上用的导流调节器，类似于轴流通风机 中进口静叶调节结构，其调节效果比离心通风机进口挡板为好。 它是轴流通风机静叶调节的一种最好型式。
改变风机转速，其节电效果最好，尤其是变频调速。
流量
Q 2Q 1(D 2/D 1)2
风压
H 2H 1(D 2/D 1)2
轴功率 N 2N 1(D 2/D 1)4 式中，D1、D2 —— 改造前、后的叶轮直径。
式中各符号的下角标表示改造前、后的量。
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改造后电动机的输入功率为 P1N d2t D2/D N 114dt kW
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（2）调换小容量叶轮
当风量减少超出20%时，由于叶轮叶片外径切削部分过大， 运转范围变狭，将会使风机效率下降。这时可以采用调换成 小容量的叶轮。
（3）减少多级增压风机叶轮的级数
当叶轮级数为2～3级的场合，可采取切短叶轮叶片的方法 减少风量；而当叶轮级数超过5～6级的场合，可采取抽去叶 轮级数的方法减少风量。要注意：当抽去高压侧级数时，主 要表现为压力降低；当抽去低压侧级数时，则压力和风量均 减小。
该实线与管道系统的阻力曲线 R的交点A，即为工作点。这 时每台风机的流量为Q2，静压 力为Hj2/2。
因为是由性能相同 的两台串联组成
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（2）风机并联运行特性 控制风机的并联台数是减小运行风机的轴功率的有效方法。 在不改变管道系统的情况下，将性能如下图中虚线所示的两 台风机并联时，其总静压力如图中实线所示。
（3）风机变频调速节电
风机与水泵负载一样，都是平方转矩负载。因此有关水泵变 频调速节电的内容同样适用于风机。
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2．风机叶轮改造节电
（1）切短或加长叶轮叶片
当使用中的风机流量比实际所需要的流量大（或小）而又不 能采用调速控制时，可将原有风机的叶片顶端切去（或加长） 一段。所切去或加长的尺寸，应由流量和直径的关系决定。 当加长或切短的叶片长度不超过原叶轮直径的20%时，风机 相对性能的改变，有下列近似关系式
因此，具有明显的节能效果。据 资料统计，可节电20%～30%。
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下图为采用不同调节方法时风机的功耗曲线。其中： ①出口采用风门挡板调节； ②进风口采用风门挡板调节； ③进口采用轴向导流器（用于离心式），进口采用静叶调 节器（用于轴流式）； ④可控硅串激调速，电磁离 合器调速，电机变极调速， 耦合器调速； ⑤变频调速。
关系式
b2
b1
Q2 Q1
式中，b1、b2——改造前、后的叶轮宽度。
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3．风机串、并联运行节电计算
风机可以根据实际需要的负荷情况，采取串联或并联运行方 式。串、并联后风机特性曲线将改变。
（1）风机串联运行特性
在不改变管道系统的情况下，将性能如下图中虚线所示的两 台风机串联运行时，总静压力如实线所示。
式
中，
η d
——
电动机效率，一般中小型电动机为
75%～85%，大型电动机为85%～94%，实际值以制造厂提
供的数据为准；
ηt —— 传动装置效率。
改造后的叶轮直径为 D2 D1 Q2/Q1
上述方法，通常在风量减少（或增加）10%～20%时采用， 若超出20%，则采用调换小容量（或大容量）的叶轮为宜。
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电力电子与电力传动专业
电气节能技术
第5章 风机和水泵节电技术
第5章风机和水泵节电技术原理
第一节 风机节电技术 风机节电技术主要有以下几种： 1．风机调速节电 （1）风机调速节电的基本原理 风机耗电量与机组转速的三次方成正比。 通常，设备是根据生产中可能出现的最大负荷条件，即最大 流量进行选择的。而实际生产需要的流量往往比设计的最大 流量要小得多。为此常常通过调节风门来控制，结果在风门 上造成很大的节流损耗。