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风机系统的能耗测量及计算

2018-07-30 15:28:12 阅读()

       风机测试技术可分为实验室性能测试和现场使用工况下测试。实验室测试是在实验室环境条件下对风机进行性能测试,测试仪器齐备,条件较好,并且有国家测试标准,所以测试比较精确,困难较小。然而对于风机系统节能改造项目,主要是在现场对风机运行时进行测试,由于工况变化,气体多样,有的气体介质易燃、有毒,所以增加了测试的难度。但是风机现场测试对于风机系统节能改造以及节能改造项目的测量和验证具有重要意义。
       (一)能耗测量
       1.名词、符号解释及定义
       Q一一体积流量,单位时间内流过某一截面的气体的体积(旷Is)。
       V一一流速(即风速),气体流过某一截面的平均速度(m/s),流速和流量的关系为V=Q/A。
       Pst——静压,流动空间中任一点处流体压力称为该点静压,气体流经足够长的等截面直管时,同一截面上的各点静压相等。
       Pd一一动压,气体流动时所具有的速度压力, Pd=V2/(2g),由于同一截面上各点流速是不均匀的,从而各点动压不同,通常所指动压是截面平均动压。
       p一一总压,同一点的静压与动压之和为该点总压,通常使用的是平均总压,即平均静压和平均动压之和。
       Pu——风机有用功率,即风机输出功率(kW)。
       Pa——风机轴功率,即风机接受功率(kW)。
       Pd——电机输入功率,即电机接受功率(kW)。
       η一一风机效率,η=(Pu/Pa) X 100。
       ηy一一电能利用率,表示如下
       ηy=ηηdηc
  式中 ηc一一风机传动效率:
          ηd一一电机运转效率。
       2.现场测试记录数据
       (1)被测风机参数。被测风机参数包括:型号、风量、风压、轴功率、配功、效率。
       (2)被测风机电机参数。被测风机电机参数包括:型号、功率、功率因数、连接形式、电压、电流。
       (3)现场条件。现场条件包括:进口测点管径、出口测点管径、工作介质、环境温度、截面积圆环数、计算阻力所需的数据。
       (4)测量仪表型号和精度。测量仪表包括:风量计、毕托管、压力表、 温度计、电压表、电流表、功率表,并分别记录下它们的精度以及毕托管修正系数。
       (二)计算方法
       风机现场测试,除个别情况用流量计外,目前一般都采用毕托管测量动压,通过计算得出流量,求出有用功率,测出电机轴功率后,就可以计算出风机效率。
       1.气体密度计算气体密度计算公式为
 ρ=ρ0[293/(273 + t)][(Pa ±Pst/13.6)/760] kg/m3  
  式中 ρ0一一标准空气密度,ρ0=1.2kg/m3;
         t一一测点截面介质温度C);
         pa一一测试时大气压(mmHg);
         Pst一一测试断面静压(mmH2O)。
       2.风量计算
       (1)平均动压计算
  式中 Pd1、Pd2、...、Pdn由为断面测点1、2、…、n点动压值, mmH2O。
       (2)平均流速计算
            Vm=K(2gpd/ρ)1/2
  式中 K一一毕托管修正系数,对于标准型, K=1。
       (3)流量计算
            Q=3600AVmm3/h
  式中 A一一测点断面截面积(m2)。
       3.全压计算
       全压计算公式为
 
            
  式中P1、P2一一分别为风机进、出口全压(mmH20);
        Pst1、Pst2一一分别为风机进、出口静压(mmH20);
        Pd1、Pd2一一分别为风机进、出口动压(mmH20);
                      一一风机出口测点(静压)、引风机出口、法兰间阻力损失之和;
                    δ一一压缩修正系数,δ= 1-[(ε-1)/(2g)],ε= P2 / P1当ε<1.03时,ε取1。
       4.风机输出功率
       风机输出计算公式为
            Pu= Qp/(102x3600) kW
       5.风机效率
       风机效率计算公式为
            η=(Pu/Pa)x100%
  式中 Pu一一风机输出功率;
          Pa——风机轴功率。
       6.电能利用率
       电能利用率计算公式为
            ηy =(Pu/Pa)x100% =ηηdηc
  式中 Pu一一风机输出功率:
          Pd 一一电机输入功率;
          ηc——传动效率,根据风机与电机的传动方式,ηc的取值见表2-6。
      
       7.风机节电量
       功率节省量为
 
  式中 Pd1、Pd2一一分别为改造前、后电机输入功率;
            K1, K2一一分别为改造前、后系统阻力系数:
            ηy1、ηy2一一分别为改造前、后电能利用率;
            Q1、Q2一一分别为改造前、后风量。
            系统阻力系数计算公式为
                   K= p/Q2
       (三)  实例
       某单位改造前风机型号为9—27型,Q=12100~13100m3/h,H=855~835mmH2O,配电机J083-2,配功55kW,   n=2960rpm,对轮传动。
       改造后风机型号为9-26型,Q=12882~15029m3/h, H=814~899mmH2O,配电机y250M-2,配功55kW, n=2960rpm,风机与电机直连。
       改造后现场实测数据如下:
       进口测点动压Pd=93.9mmH2O;
       进口测点静压pst1=-335mmH2O;
       出口测点静压pst2=403mmH2O;
       当地大气压Pa=760mmHg;
       进出口管直径d=350mm;
       测点温度t=28°C;
       介质为空气:
       毕托管修正系数K=1;
       轴功率Pa=37.46kW;
       转速n=2974rpm;
       电机运行效率ηd=91.5% ;
       电机输入功率Pd=40.94kW。
       1.气体密度计算
               ρ=ρ0[293/(273 + t)][(Pa ± Pst/13.6)/760]
                =1.2 X [293/(273 + 28)][(760 - 335/13.6)/760]
               =1.135(kg/m3)
       2.风量计算
       动压测点记录见表2-7。
      
      平均动压为
     
      平均流速为
            Vm=K(2gpd Iρ)112 =40.204 (m/s)
       流量为
            Q = 3600AVm =3600x(π14)x0.352x40.204=13925 (m3/h)
       3.全压计算
       全压为
       
       4.风机输出功率
       风机输出功率为
            Pu = QP/(102x3600) =(13925 x 738)/(l02x 3600) = 27.99(kW)
       5.风机效率
            风机效率为η=(Pu/Pa)X 100%=(27.99/37.46)x 100%=74.7%
       6.电能利用率
            电能利用率为ηyηdηc=0.747xO.915x 1 =68.35%
       7.节电量
       改造前经测算数据如下:
       风量Q1=13603m3/h;全压P1=794 mmH2O;
       风机输出功率Pu1=29.41kW;风机效率η1=63.9%;
       电机运行效率ηd=91.5%;电能利用率:ηy1 =57.3%;
       风机轴功率Pa=46kW;电机输入功率Pd=51.3kW;
       改造前、后系统阻力系数分别为
            K1=P1 /​Q2 =7941 /(13603) 2=4.3 x 10-6
            K2=P2/Q; =7381 /(13925) 2=3.8x 10-6
       按照电测结果计算的功率节省量为
             
       按照风机现场测试数据计算的功率节省量为
            
=51.3 X [1一(3.8/4.3) • (0.573/0.6835) • (139253/136.33)]
=10.26(kW)
如果年工作时间户t=7200h,则每年节电量为
      

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