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文章摘要： 0 前言為落實國家“開發與節約并重”的能源方針，促進經濟、生產和社會環境的協調發展，長期以來我們堅持廠校合作，針對國內一些企業的空調通風管網系統組織不合理或設備陳舊，造成能源浪費并危害環境，分析和尋找問題的癥結，尤其是對相關企業的空調通風系統與設備的節能技術改進和方案分析，說明能否從加快技術改造著手，達到對癥下藥、合理匹配和高效運行是大型耗能企業節能技術改造的關鍵問題之一。 1 系統技術改造分析 1.1 空調通風管網系統的合理設計 隨著我國各行業生產規模的不斷擴大、各類大型空調通風耗能設備相繼投產，使其進一步成為......

0 前言

為落實國家“開發與節約并重”的能源方針，促進經濟、生產和社會環境的協調發展，長期以來我們堅持廠校合作，針對國內一些企業的空調通風管網系統組織不合理或設備陳舊，造成能源浪費并危害環境，分析和尋找問題的癥結，尤其是對相關企業的空調通風系統與設備的節能技術改進和方案分析，說明能否從加快技術改造著手，達到對癥下藥、合理匹配和高效運行是大型耗能企業節能技術改造的關鍵問題之一。

1 系統技術改造分析

1.1 空調通風管網系統的合理設計

隨著我國各行業生產規模的不斷擴大、各類大型空調通風耗能設備相繼投產，使其進一步成為典型的耗能大戶。如以國內某石化腈綸廠為例，其年耗電近千萬度，其中不但存在由于空調通風管網匹配不合理，使設備低效運行而造成的損耗，同時還會影響其空氣處理和凈化效果并污染環境。例如在有害氣體高囪排放系統中，各車間大多采用多臺并聯運行方式，實際運行中往往出現多臺同時啟動，系統的通風效率無明顯區別，不能滿足大風量工況的要求，這與系統總體設計不盡合理有極大關系。

如圖1所示，上述石化腈綸廠的通風系統中配用了多臺容量為40KW的排風機并聯運行，系統運行的耗電量約為300萬度/年，圖中R為系統阻力特性曲線，P1－Q為單機運行特性曲線，P2－Q、P3－Q 、P4－Q 、P5－Q 、P6－Q ……Pn－Q，分別為n臺機并聯時的運行特性曲線。例如，假設六臺機并聯的流量為Q6，此時相應單機流量為QB，可見，并聯臺數越多則增益就越小，由于通風管網匹配不合理會導致單機運行工況點遠離高效運行區域，使運行效率從原來高效區的η’下降至低效區的η”。 據查此類空調通風設備的運行效率一般為80％左右，而此系統中單機的實際運行效率通常只能達到原來高效值的30％，由于低效運行所造成的電力浪費約為一至二百萬度/年，同時帶來空氣污染問題。

即使這種高囪排放能將有害氣體的排放濃度控制在不超過國家有關衛生標準規定[1] 的范圍內，但畢竟仍將大量未凈化或凈化不完全的有害氣體直接排入了大氣層。因此，目前國內外均不推薦這種排放方法。同時高囪的建設投資大，且目前采用的幾臺甚至十幾臺排風機并聯運行，會帶來空調通風管網系統的低效運行和環保問題。只有通過針對性的系統技術改造,才能改善這種能源浪費和環境污染問題。以將這類并聯系統改造成獨立通風除塵和空氣凈化系統為例，系統中單套排風和除塵凈化裝置約為3～4萬元，整套技術改造投資在50萬元左右，投資回收期為半年左右的時間.

圖1 通風機并聯運行特性曲線 圖2 兩種調節方式的特性比較

1.2 紡織空調系統除塵凈化風機的節能技術改造

國內紡織行業用于粗紗工序中含塵粒、纖維的空氣處理系統中，廣泛采用半開式離心葉輪，這種產品有利于防止細長織物被吸至風機進口纏繞與前盤上，但所帶來的問題是這種半開式離心葉輪的效率往往偏低，實際使用中又由于管網匹配不盡合理等因素，更是大大降低了國內紡織行業所使用的粗紗機吸塵風機的運行效率，經對部分紡織行業現役粗紗工序通風機的現場檢測，其運行效率大多僅為20～30％左右。

在此，我們以某紡機公司所生產的專用通風機為對象，討論我們進行的節能技術改造工作，根據對某型紡織粗紗機吸塵風機具體運行使用條件的分析，鑒于其進口風箱前設有能夠阻擋較大塵粒和纖維的網絲為40目的擋塵網，因此采用閉式葉輪設計方案完全能夠滿足細小塵粒和纖維的順利排除，同時在兼顧效率和改善積灰條件的前提下，盡量采用機翼型葉片，此外還通過增設蝸殼和出口擴散導流器，減少了動壓損失。表1為我們對原始裝置的風機改進后所進行的現場測試結果的比較。

表1 改進前后實際測試結果對比

根據測試結果可計算得出改進后的風機效率達到原機效率的三倍，如以原機型達到改進后的風機性能來進行相似換算，則原機型需要5.2kW，相差約3kW。該企業目前在國內紡織行業的粗紗紡機銷售量為500臺/年，假設運行時間為24h×300天/年，以工業用電0.5元/度計算，則可節約540萬元/年。

1.3 電機改造和調速技術的應用

工業系統中電機的應用量和耗電量極大，約占整個工業系統總耗電量的60％以上，統計表明目前正在運行中的產品存在著電機與負載匹配不合理，采用比較落后的阻力調節方式，負載的經濟運行效率較差且尚有不少屬于低效率的老型號產品。如圖

2所示，由于額定流量和功率是按照系統的高負荷來設計的，而系統的負荷卻常常是隨著工藝過程的需求而變化的。所以，在許多情況下，設備都運行在額定容量以下，因此需要采用各種工況調節手段。用普通閥門通過增加流阻來調節工況，必然會消耗大量能源，同時存在調節范圍狹窄、閥門開度與流量成非線性關系，不利于自動控制等缺點。而采用電機調速技術，使運行特性曲線由n1趨向于n2，工況點則由1趨向于3。圖2所示普通閥門調節比應用調速技術所增加的揚程（壓頭）損失為H2－H3。目前的調速技術中有變頻調速、液壓耦合調速、電磁耦合調速和串級調速等，可根據設備的經濟運行狀況合理選用，以應用變頻調速技術為

例，系統的節能效果一般可達到30～40％左右，且變頻調速具有效率高、調速范圍廣、速度變化平滑等特點，并可不用更換電機、影響正常生產。

隨著工業系統的結構調整，目前電機總裝機容量有了進一步的增加，新增加部分一般都采用了新型號產品，同時對于運行工況需要進行調節的場合大多采用了調速技術，負載的經濟運行效率較高，取得了比較好的節電效果。表2為金山石化近年耗電設備節能技術改造數據統計表，充分說明企業節能技術改造的潛力是非常巨大的。的經濟運行狀況合理選用，以應用變頻調速技術為

表2 金山石化通風凈化動力設備節能技術改造數據表

2 結束語

企業空調通風與除塵凈化系統的節能技術改造是一個龐大的系統工程，是一個多學科、多層次的長期工作。如上所述僅是近年來我們堅持走產、學、研道路所取得的一些應用性技術成果。對于空調通風與除塵凈化等動力設備的節能技術改造應堅持從管網系統合理設計與匹配、設備改造更新和調節、調速技術的提高等多方面同時入手，才能取得更大的社會和經濟效益。

參考文獻

1. GB3095-82 大氣環境質量標準.北京:中國標準出版社,1982

2. 茅清希. 工業通風. 上海：同濟大學出版社，1998

3. B．埃克. 通風機. 北京：機械工業出版社，1993

4. 揚詩成,王喜魁. 泵與風機. 北京：中國電力出版社，1990