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從“十三五”時期經(jīng)濟環(huán)境和政策趨勢分析，“十三五”風(fēng)機行業(yè)的發(fā)展應(yīng)該從風(fēng)機節(jié)能方面考慮，盯緊國家節(jié)能減排項目，實施風(fēng)機產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新，滿足國家節(jié)能降耗的需求，為用戶提供高效、可靠的各類風(fēng)機，才能使風(fēng)機行業(yè)各企業(yè)取得更好的經(jīng)濟效益。
1.節(jié)能減排技術(shù)升級與改造
通用機械產(chǎn)品中的通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、壓縮機是量大面廣的耗能產(chǎn)品，大力發(fā)展高效節(jié)能通用機械產(chǎn)品，不斷提高產(chǎn)品技術(shù)水平，對我國節(jié)能降耗，提高能源利用率，為國民經(jīng)濟各部門實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)都具有非常重要的現(xiàn)實和長遠意義。
（1）根據(jù)國家《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2021~2020年）》的通知，煤電行業(yè)要加快燃煤發(fā)電升級與改造，努力實現(xiàn)供電煤耗、污染排放、煤炭占能源消費比重“三降低”和安全運行質(zhì)量、技術(shù)裝備水平、電煤占煤炭消費比重“三提高”。因此30萬千瓦亞臨界機組、60萬千瓦亞臨界機組、百萬千瓦超超臨界機組、燃煤電站煙氣脫硫脫硝的技術(shù)與裝備是未來煤電發(fā)展重點。研發(fā)鍋爐用送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機、增壓風(fēng)機和煙氣再循環(huán)風(fēng)機等的技術(shù)升級改造，是提高煤電機組風(fēng)機可靠性和降低能耗的必經(jīng)之路。我國特色大型電站對風(fēng)機的要求，風(fēng)機性能參數(shù)能滿足300~1200MW及以上火電發(fā)電機組需求（250~900m3/s，5.0~12kPa）；壓力系數(shù)更高；配有多種適應(yīng)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（特別是變頻調(diào)節(jié)）的可調(diào)節(jié)自身性能的風(fēng)機；適應(yīng)小汽輪機驅(qū)動的動、靜調(diào)風(fēng)機機組；風(fēng)機最高效率不低于89%，可靠運行范圍更寬，性能調(diào)節(jié)更廣，低負荷效率更高，噪聲更低的風(fēng)機產(chǎn)品。
（2）開拓余熱、余壓能量回收市場。針對水泥、玻璃、鋼鐵、石化等行業(yè)的工業(yè)用汽和余熱發(fā)電研制能量回收新產(chǎn)品。利用透平膨脹能量回收系統(tǒng)、螺桿膨脹能量回收系統(tǒng)、液力透平能量回收系統(tǒng)對過程余熱、余壓回收與余能綜合利用技術(shù)與裝備。在冶金工業(yè)過程的燒結(jié)余熱、高爐煤氣余熱余壓回收與熱能的綜合利用中，高爐、轉(zhuǎn)爐、焦?fàn)t等煤氣發(fā)電以及利用蒸汽輪機發(fā)電技術(shù)與裝備，如大型高爐用離心鼓風(fēng)機。石油、石化、煤炭等行業(yè)生產(chǎn)中排放的廢氣回收再利用的高性能大型壓縮機成套技術(shù)與設(shè)備。
?。?）石油、石化、煤炭等行業(yè)生產(chǎn)中排放的工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水、醫(yī)療污水以及城市生活污水處理需要大量使用各類新型風(fēng)機研發(fā)或風(fēng)機技術(shù)改造。如近年來發(fā)展起來的磁懸浮鼓風(fēng)機的應(yīng)用。
?。?）煤層氣、頁巖氣的回收利用技術(shù)與成套機組的開發(fā)。
?。?）鋼鐵燒結(jié)機煙氣脫硫、脫硝技術(shù)與裝備。
（6）石油伴生氣增壓回收技術(shù)與裝備。
（7）MVR市場中蒸汽壓縮機/鼓風(fēng)機的廣泛應(yīng)用。MVR工藝主要用在蒸發(fā)濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶和低溫蒸發(fā)工藝當(dāng)中，其應(yīng)用領(lǐng)域包括環(huán)保行業(yè)中的工業(yè)廢水、垃圾滲濾液；化工行業(yè)中的化工產(chǎn)品生產(chǎn)、氯堿、部分蒸汽能源回收、海水淡化、有機添加劑的濃縮和結(jié)晶、香料提純；食品、制藥行業(yè)的蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶等。
2.以實現(xiàn)國家重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化為目標(biāo)，堅持發(fā)展高端裝備
在自主研發(fā)方面，重點開發(fā)世界級新產(chǎn)品并形成系列，開展重大技術(shù)攻關(guān)。通過自主研發(fā)、技術(shù)合作與并購整合，使風(fēng)機行業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計、制造、服務(wù)和成套能力達到國際先進水平。
可滿足150萬噸/年大型乙烯三機、110萬噸/年P(guān)TA、2000萬噸級煉油、天然氣管網(wǎng)加壓、輸送用20MW及以上的大型天然氣長輸管線（長輸管線3萬kW燃氣輪機驅(qū)動的壓縮機組、2萬kW以上電機驅(qū)動的壓縮機組）、2×180萬噸/年甲醇、10~15萬m3/h等級空分設(shè)備(軸流 離心空壓機、高壓氧氣壓縮機、膨脹機等、7~8萬m3/h空分多軸空壓機、多軸增壓機等)；大型液化天然氣LNG（550萬噸/年LNG裝置用MR1混合冷劑離心壓縮機、MR2混合冷劑離心壓縮機、設(shè)計壓力10~14MPa高壓板翅式換熱器)、浮式液化天然氣（FLNG）等裝置的需要。
3.重點發(fā)展能源領(lǐng)域重要產(chǎn)品
天然氣發(fā)電機或天然氣鍋爐增壓；油田石油催化裂解；輕烴氣回收及煉化中氣體分餾裝置中的各類壓縮機；加氫精制，潤滑油脫臘，丙烷脫瀝青的各類壓縮機；化工流程中的增壓、輸送、回收的各類壓縮機；煤層氣(瓦斯氣)的回收的各類壓縮機；頁巖氣的開采與利用等所需的各類壓縮機。研制合成橡膠中的三元乙丙、丁基橡膠/溴化丁基橡膠、ABS橡膠等工藝所需的壓縮機。EO/EG（環(huán)氧乙烷/乙二醇）、丙烯酸及VAM（氯乙烯）用壓縮機。
高溫氣冷堆核電主氦風(fēng)機和氦氣壓縮機關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)。包括高效基本級；機殼結(jié)構(gòu)靜動力強度分析及抗地震優(yōu)化技術(shù)，壓縮機通流部分設(shè)計技術(shù)；熱停堆技術(shù)研究；密封性研究。
滿足第三代核電技術(shù)的關(guān)鍵核級、非核級風(fēng)機及核電暖通空調(diào)系統(tǒng)的自主研發(fā)。
海洋工程用氣體分離設(shè)備技術(shù)研究（海洋環(huán)境下的低溫空氣分離設(shè)備、常溫氣體分離設(shè)備研發(fā)）。
4.突破大型透平壓縮機關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)
?。?）大型壓縮機組(1000kW以上)減振降噪關(guān)鍵技術(shù)研究。
（2）空分設(shè)備核心技術(shù)和產(chǎn)品的研究：空分設(shè)備節(jié)能降耗技術(shù)研究、能效評估技術(shù)研究、工程成套設(shè)計技術(shù)研究、精準(zhǔn)性設(shè)計、建立仿真模型、精細化設(shè)計技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)化、空分設(shè)備及系統(tǒng)安全性設(shè)計研究。
（3）風(fēng)洞系統(tǒng)及核心部件壓縮機系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究。在0.3m低溫跨聲速風(fēng)洞壓縮機研制成功的基礎(chǔ)上結(jié)合低溫跨聲速風(fēng)洞進行深入模型級試驗研究、樣機各種工況的綜合性能試驗研究。建設(shè)大型力矩秤、高精度轉(zhuǎn)子高速動平衡試驗臺、真空超速試驗臺等用于轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究、風(fēng)洞系統(tǒng)、低溫及風(fēng)機結(jié)構(gòu)研究、低溫材料應(yīng)用研究、壓縮機氣動性能研究和大型軸流壓縮機制造技術(shù)研究，用以保證研制的大型風(fēng)洞壓縮機滿足各種工況的運行需要。
?。?）離心壓縮機技術(shù)發(fā)展難點包括：高壓比超臨界二氧化碳或硫化氫之類工質(zhì)的壓縮機；寬高效區(qū)離心壓縮機系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運行技術(shù)研究；高密度氣體離心壓縮機的研究；融合軸流和離心壓縮機技術(shù)；為應(yīng)用于每個領(lǐng)域的離心壓縮機配置一個合適的擴壓器。
一體機將是未來我國透平壓縮機企業(yè)努力的重點方向。一體機采用了高速電機和磁力軸承，用于管線輸送和海底等特殊場合。國際上著名壓縮機生產(chǎn)企業(yè)如GE、曼透平、西門子、德萊賽蘭公司都先后推出了一體機。一體機機型結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，高可靠性，維護簡單，零泄漏，低噪聲。如GE的ICL一體機功率達到15MW，壓力高達103bar，流量30000m3/h。曼透平HOFIM型一體機最高流量達m3/h，最高壓力達300bar。
（5）隨著石化、空分等裝置的大型化以及重型燃氣輪機技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，軸流壓縮機朝著大型、高效、高負荷的方向發(fā)展。對內(nèi)流機理的研究不斷深入，基于非定常流動理論的設(shè)計方法越來越多的應(yīng)用。為了使機組小型化，單級壓比不斷提高，航空工業(yè)中使用的跨音速、超音速葉柵設(shè)計技術(shù)正應(yīng)用在固定式軸流壓縮機中。此外，為了拓寬壓縮機穩(wěn)定工作范圍，進行旋轉(zhuǎn)失速、喘振機理的研究，使用機匣處理技術(shù)來擴大軸流壓縮機穩(wěn)定工作裕度。
?。?）高端壓縮機高效可靠及智能化控制研究。高端壓縮機能源消耗在中國流程工業(yè)能源總消耗的比重非常高，高端壓縮機的高效、可靠運行對于節(jié)能減排、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。
綠色化、智能化、信息化是高端壓縮機發(fā)展方向。研究重點包括：高端壓縮機自動故障預(yù)測與健康管理；高端壓縮機效率監(jiān)測；高端壓縮機故障自愈化調(diào)控技術(shù)；高端壓縮機與過程匹配適應(yīng)智能調(diào)控技術(shù)；智能高端壓縮機技術(shù)；高端壓縮機在役再制造關(guān)鍵技術(shù)。
高端壓縮機綠色化、智能化發(fā)展需要創(chuàng)新設(shè)計，首先面臨的設(shè)計規(guī)范方面的挑戰(zhàn)；再者，對于創(chuàng)新設(shè)計高端壓縮機產(chǎn)品，用戶的選型應(yīng)用也面臨著挑戰(zhàn)。
5.基礎(chǔ)理論學(xué)科的發(fā)展重點
流體機械內(nèi)部損失機理和非穩(wěn)態(tài)流動的數(shù)值、理論及試驗研究；壓縮系統(tǒng)動力學(xué)特性及穩(wěn)定性、檢測與診斷的分析研究；流體機械的噪聲及氣動聲學(xué)的模擬分析；用大渦模擬方法來預(yù)測、分析和解決風(fēng)機噪聲；壓縮機反設(shè)計方法；壓縮機風(fēng)機旋轉(zhuǎn)失速和喘振的控制方法；壓縮機試驗方面，未來將深入研發(fā)提高整機的效率，大量采用探針測量壓縮機內(nèi)部流場，分析壓縮機內(nèi)部葉輪的匹配性能，定子與轉(zhuǎn)子的匹配性能，達到提高整機的最高效率。來進一步對壓縮機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。未來壓縮機一體機的發(fā)展成為主流，所有壓縮機的測量技術(shù)也相應(yīng)要求提高，如要增加對電能參數(shù)的測量。
6.智能制造、新工藝技術(shù)的發(fā)展方向
未來風(fēng)機的制造將迎來智能制造時代，數(shù)字化、電子自動化、信息化、機器人是智能制造的基本元素，這些技術(shù)的應(yīng)用必將促進風(fēng)機制造水平的提升，穩(wěn)定可靠地提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率，并能大大降低操作工人的勞動強度。
隨著新一代信息技術(shù)、智能制造、新材料、新工藝等技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)控加工將獲得突破性的發(fā)展。高效、高精、智能，制造方法的多樣性將是葉輪、葉片這些流體機械心臟部件的未來加工的常態(tài)。針對復(fù)雜葉輪葉片的數(shù)控電加工技術(shù)、葉輪自動焊接技術(shù)以及基于增材制造的3D打印技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)這種科技變革，隨之對應(yīng)的材料研究會成為將來制約制造加工效率和技術(shù)關(guān)鍵所在，對其研究刻不容緩。
7.通風(fēng)機發(fā)展方向是由中低端向高端發(fā)展
一要加強通風(fēng)機的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，進一步提升整體性能（達到或超過國家一級能效標(biāo)準(zhǔn)），在保證可靠性的前提下降低成本。二要在耐高溫、防粘附、防腐、耐磨、降噪、新材料應(yīng)用等方面突出產(chǎn)品特色。三要加強對用戶系統(tǒng)的運行分析，提高風(fēng)機設(shè)計選型的準(zhǔn)確性，提升用戶系統(tǒng)運行能效。在運行中的調(diào)節(jié)節(jié)能方面，除了采用較先進的動葉可調(diào)、雙速電動機、液力耦合器及交流電動機的各種方法調(diào)速外，對大型通風(fēng)機又出現(xiàn)了調(diào)速節(jié)能的新裝置——多級液力變速傳動裝置。
8.鼓風(fēng)機重點發(fā)展單級高速鼓風(fēng)機全系列產(chǎn)品
單級高速鼓風(fēng)機向高、中、低各種壓比的全系列產(chǎn)品目標(biāo)發(fā)展。以高效、可靠、無油、寬覆蓋為目標(biāo)，以系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化為抓手，提高產(chǎn)品綜合性能。未來將會大力開展節(jié)能型鼓風(fēng)機的研制工作。通過改進葉輪型線、通流部件、進口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)來提高產(chǎn)品效率。并且在鼓風(fēng)機主軸的另一端設(shè)有尾氣透平，回收尾氣排放時的膨脹功，也是一種節(jié)能趨勢。
9.實現(xiàn)中央空調(diào)風(fēng)機傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級換代
要求風(fēng)機能效更高、體積更小、質(zhì)量更輕、噪聲更低、外觀更美。很多空調(diào)廠家將靜音風(fēng)機設(shè)為一項重要研發(fā)課題，從電機和風(fēng)機整體提高機組效率。
10.羅茨鼓風(fēng)機
國內(nèi)外羅茨風(fēng)機技術(shù)的主要發(fā)展方向：一是利用先進的設(shè)計制造技術(shù)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及性能，特別是葉輪結(jié)構(gòu)和葉型的優(yōu)化，以提高鼓風(fēng)機效率，同時提升產(chǎn)品可靠性；二是羅茨鼓風(fēng)機的高速小型化、集成化、配套件的優(yōu)化、監(jiān)控智能化等，并輔以先進的隔聲、降噪設(shè)計，開發(fā)出運行維護周期長的節(jié)能輕便型羅茨機組，使鼓風(fēng)機操作維護更簡便、快捷；三是羅茨應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，如以各種工業(yè)氣體增壓輸送為主的特型羅茨技術(shù)以及MVR用羅茨式壓縮機的發(fā)展。
原標(biāo)題：羅茨鼓風(fēng)機永磁調(diào)速改造
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認可。此類產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、污水處理、環(huán)保、化工、鋼鐵、建材、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)。
當(dāng)前在冶金行業(yè)中，羅茨鼓風(fēng)機類負載占了很大一部分比例，而在羅茨鼓風(fēng)機系統(tǒng)中，特別是一些大功率羅茨鼓風(fēng)機，大部分時間都不是運行在最佳工作點，設(shè)備運行大部分也是手動操作，存在相當(dāng)大的改造和節(jié)能空間，設(shè)備和系統(tǒng)運行中存在著以下諸多問題，亟待更完善的調(diào)速設(shè)備來實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速節(jié)能且避免不必要的副作用。
1）流量通過擋板調(diào)節(jié)，工作效率低，能量損失大；
2）羅茨鼓風(fēng)機與電機之間為硬聯(lián)結(jié)：振動相互傳遞，相互影響，振動大；
3）電機帶負載啟動，啟動電流大，時間長，對電網(wǎng)有沖擊；
4）風(fēng)門擋板磨損嚴(yán)重，增加系統(tǒng)故障率和維護成本。
針對羅茨鼓風(fēng)機類離心負載調(diào)速節(jié)能，永磁調(diào)速是一個不錯的選擇。它具有高可靠性、高效節(jié)能、低故障率、可在惡劣環(huán)境下運行、無剛性連接、減少羅茨鼓風(fēng)機系統(tǒng)維護、減少羅茨鼓風(fēng)機系統(tǒng)振動和延長設(shè)備適用壽命等特點。特別是永磁調(diào)速在運行中不產(chǎn)生高次諧波的優(yōu)良調(diào)速特性而使該技術(shù)成為羅茨鼓風(fēng)機類設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造的首選。
1、永磁調(diào)速的結(jié)構(gòu)組成及工作原理
1.1永磁調(diào)速器
永磁調(diào)速器是通過氣隙來傳遞扭矩的設(shè)備，所以電機與負載之間沒有機械性連接，電動機旋轉(zhuǎn)時帶動導(dǎo)磁盤在永磁盤產(chǎn)生的磁場中切割磁力線，這樣就在導(dǎo)磁盤中產(chǎn)生了渦電流，進而產(chǎn)生感應(yīng)磁場形成強力磁轉(zhuǎn)矩，拉動永磁盤產(chǎn)生相對運動，從而實現(xiàn)電機與負載之間的柔性傳動。
其基本結(jié)構(gòu)如下：
1）永磁轉(zhuǎn)子：內(nèi)嵌永磁體（強力稀土磁鐵）的鋁盤，連接于負載軸；2）導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子：導(dǎo)磁盤，與電動機軸連接；3）氣隙調(diào)節(jié)機構(gòu)：調(diào)節(jié)永磁盤與導(dǎo)磁盤之間氣隙大小的設(shè)備。
永磁調(diào)速的工作原理基于楞次定律：當(dāng)磁體N極靠近導(dǎo)體板時，在導(dǎo)體板上會產(chǎn)生一個與N極磁場來抵抗磁體N極接近的磁場，該磁場由逆時針旋轉(zhuǎn)的感應(yīng)電流所產(chǎn)生，這就是著名的楞次定律。同理當(dāng)磁體N極平行與導(dǎo)體板移動時，導(dǎo)體板上會產(chǎn)生抵抗磁體N極前進的磁場，即產(chǎn)生兩個相反方向的磁場，在前進的磁體N極前方產(chǎn)生N極磁場阻礙磁體前進，在前進的磁體N極后方產(chǎn)生S極磁場吸引磁鐵棒向后，并且磁體和導(dǎo)體板距離越近時，導(dǎo)體板上阻礙磁體相對運動的力量越大。
1）對于磁體和導(dǎo)體板，靜止不動時不起作用；2）當(dāng)有相對運動時，導(dǎo)體板中會產(chǎn)生渦電流，從而產(chǎn)生感應(yīng)磁場，進而產(chǎn)生扭矩；3）和兩者之間的相對距離和相對運動有密切關(guān)系，越遠離時，磁力線密度越松散，感應(yīng)效應(yīng)越弱，扭矩越??；相對運動越慢，轉(zhuǎn)差越小，產(chǎn)生扭矩越小；反之亦然；4）永磁調(diào)速器通過氣隙調(diào)節(jié)機構(gòu)使永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子之間的氣隙改變，即改變磁場的耦合度，進而改變磁轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)速。氣隙越小，磁轉(zhuǎn)矩越大，負載轉(zhuǎn)速越高，反之亦然。
1.2永磁調(diào)速系統(tǒng)
永磁調(diào)速系統(tǒng)一般由負載、電機和永磁調(diào)速器三部分組成，永磁調(diào)速器的永磁體和負載連接，永磁調(diào)速器的導(dǎo)磁體和電機連接，這兩個設(shè)備之間的氣隙通過一個執(zhí)行器來進行調(diào)整。執(zhí)行器主要由伺服電機組成。通過執(zhí)行機構(gòu)推動氣隙調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)兩個轉(zhuǎn)子之間氣隙，實現(xiàn)負載輸出速度和扭矩的控制。
永磁調(diào)速器可處理設(shè)備信號，并與PLC系統(tǒng)相連接。壓力等控制信號被PLC系統(tǒng)響應(yīng)，然后給執(zhí)行器信號。進而調(diào)節(jié)兩個轉(zhuǎn)子之間的氣隙，從而負載速度得到調(diào)節(jié)。
1）傳感器可檢測負載流量、溫度等受控制量；2）通過PLC將受控量進行PID調(diào)制，成為4～20mA模擬量信號以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，進而推動氣隙調(diào)節(jié)器響應(yīng)信號；3）通過人機界面客戶可設(shè)定和監(jiān)視負載輸出量；4）該系統(tǒng)為全自動控制，當(dāng)PLC故障時，可手動調(diào)節(jié)氣隙；5）通過PLC可實現(xiàn)遠程“四遙”；
2、永磁調(diào)速系統(tǒng)的節(jié)能原理
2.1特性曲線節(jié)能分析
在羅茨風(fēng)機系統(tǒng)中，整個羅茨鼓風(fēng)機系統(tǒng)的效率=調(diào)節(jié)風(fēng)壓設(shè)備的效率*電機效率*輸送管道的效率*羅茨鼓風(fēng)機效率。當(dāng)其他效率不變時，系統(tǒng)效率決定于調(diào)節(jié)風(fēng)壓設(shè)備的效率。風(fēng)力擋板調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)擋板開度大小來實現(xiàn)輸出風(fēng)壓的調(diào)節(jié)，羅茨鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速自始至終沒有發(fā)生變化。在風(fēng)門擋板沒有全開或調(diào)節(jié)器為彎通型時，氣體經(jīng)過風(fēng)門擋板時能量損失非常大，同時風(fēng)門擋板兩端產(chǎn)生壓差也很大，尤其是羅茨鼓風(fēng)機出口的風(fēng)壓變大，致使羅茨鼓風(fēng)機偏離了最佳運轉(zhuǎn)效率點，綜上所述，擋板開度變小時，電機輸入功率變化不大，這樣造成了很大的能量浪費。
羅茨鼓風(fēng)機在實際運行中，工作點是管網(wǎng)H-Q曲線與羅茨鼓風(fēng)機H-Q曲線的交匯點。羅茨鼓風(fēng)機在A點正常工作，當(dāng)風(fēng)量由Q1調(diào)至Q2，采用擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量時，管網(wǎng)特性曲線發(fā)生改變（由R1改變?yōu)镽2），其工作點也發(fā)生改變（由A調(diào)至B），進而其功率也發(fā)生微小的變化（由OQ1AH1所圍成的面積改變?yōu)镺Q2BH2`所圍成的面積），從上圖可看出羅茨鼓風(fēng)機功率變化微小，而其效率降低很大；當(dāng)采用永磁調(diào)速調(diào)節(jié)時，可按需要調(diào)整羅茨鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速，改變羅茨鼓風(fēng)機系統(tǒng)的特性曲線，圖中n1到n2，其工作點由A調(diào)至C，使其風(fēng)量滿足工藝要求，其功率變?yōu)镺Q2CH2所圍成的面積，而其效率沒有大的改變，依然在高效區(qū)工作。節(jié)能量ΔP=（H2`-H2）*Q2。
采用永磁調(diào)速器技術(shù)，可以代替原來的風(fēng)門擋板，通過調(diào)節(jié)兩個轉(zhuǎn)子之間的氣隙進而調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。實現(xiàn)流量或壓力的連續(xù)控制，達到上述節(jié)電效果。
2.2節(jié)能調(diào)節(jié)公式
實際計算中，經(jīng)常依據(jù)流體機械的相似定律（Affinity Law）做近似計算。對于離心羅茨鼓風(fēng)機負載有：流量變化與轉(zhuǎn)速變化成正比（Q1/Q2=n1/n2）；壓力變化與轉(zhuǎn)速變化的平方成正比（H1/H2=（n1/n2）2）；負載功率變化與轉(zhuǎn)速變化的立方成正比（P1/P2=（n1/n2）3）。 上述公式因轉(zhuǎn)速變化范圍不同而有相當(dāng)?shù)恼`差。然而，由于設(shè)備的實際運行數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確獲取，節(jié)能計算一般來說均為大致計算。所以，計算中使用這些公式造成的誤差可以容忍。
又因負載功率P=Kp*T*n（功率=扭矩*轉(zhuǎn)速），則P1/P2=（T1/T2）*（n1/n2），與P1/P2=（n1/n2）3聯(lián)立得：T1/T2=（n1/n2）2（負載轉(zhuǎn)矩變化與轉(zhuǎn)速變化的平方成正比）。
對于永磁調(diào)速系統(tǒng)，工作過程中電機輸出到永磁調(diào)速器的轉(zhuǎn)矩和永磁調(diào)速器輸出到負載的轉(zhuǎn)矩相等。負載轉(zhuǎn)速改變，但電機轉(zhuǎn)速保持不變，電機轉(zhuǎn)速減去負載轉(zhuǎn)速即為永磁調(diào)速器上的滑差。理論上，永磁調(diào)速屬滑差調(diào)速。
電機輸出功率Pe=K*T*ne（功率=扭矩*轉(zhuǎn)速）；因電機轉(zhuǎn)速保持不變，容易推導(dǎo)出Pe1/Pe2=T1/T2=（n1/n2）2；即Pe1/Pe2=（n1/n2）2（電機輸出功率變化與轉(zhuǎn)速變化的平方成正比）。
從上圖可得出結(jié)果，當(dāng)輸出風(fēng)量減少時，按照相似定律，負載所需功率減少顯著，從而電機輸出功率下降明顯，對能源節(jié)約量很大。當(dāng)輸出風(fēng)量僅僅減少20%時，需要的能源已經(jīng)降低了38%。
3、永磁調(diào)速節(jié)能實際應(yīng)用
下面是某冶金企業(yè)采用永磁調(diào)速技術(shù)對一臺羅茨鼓風(fēng)機進行節(jié)能改造的案例。
3.1羅茨鼓風(fēng)機技術(shù)參數(shù)
3.2節(jié)能效益計算
1）目前實際功耗：電機功率=1.732*6（kV）*30（A）*0.84=261kW
2）加裝永磁調(diào)速器后功耗估算：50-30%風(fēng)門開度下，從經(jīng)驗曲線查?。簩嶋H流量與羅茨鼓風(fēng)機額定流量平均比為60%。
由相似定律可知，轉(zhuǎn)速與流量為正比關(guān)系，將擋板全開后，羅茨鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速下降至60%即可輸出所需要的風(fēng)量，為維持必要的富余量以75%估算，則羅茨鼓風(fēng)機輸入功率與轉(zhuǎn)速平方成正比，加計永磁調(diào)速器效率（97%）修正，所以理論功耗將降為：280*（75%）2/0.97=162kW（280kW為羅茨鼓風(fēng)機滿負荷制動功率）。
3）加裝永磁調(diào)速器與未裝前相比的節(jié)電情況
3.3改造結(jié)果對比
4、結(jié)論
根據(jù)該項目的實施情況，永磁調(diào)速技術(shù)節(jié)電效果良好。該技術(shù)可以根據(jù)羅茨鼓風(fēng)機風(fēng)量的變化實行平滑變速調(diào)節(jié)，該項技術(shù)具有以下技術(shù)特點：
1）電機和負載沒有直接的物理連接，不會傳遞振動，對于沖擊型負載和有可能堵轉(zhuǎn)的過程具有通過滑差實現(xiàn)緩沖和自動保護功能，大大減少故障的發(fā)生。
2）電機完全是空載啟動，啟動電流得到大幅降低。
3）諧波污染消除，不傷害電機，不影響電網(wǎng)。
4）容忍較大的對中誤差（5mm），安裝調(diào)試過程得到簡化。
5）該項技術(shù)在現(xiàn)場應(yīng)用中需要一定的技術(shù)條件。改造羅茨鼓風(fēng)機需要有連軸器，同時電機和羅茨風(fēng)機之間要有適當(dāng)?shù)陌惭b空間。
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進口羅茨風(fēng)機(進口風(fēng)機品牌)
進口羅茨風(fēng)機簡介
Brief Introduction of Imported Roots Fan
進口羅茨風(fēng)機屬容積式風(fēng)機，葉輪端面、風(fēng)機前后端蓋。原理是利用兩個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機。這種鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧、污水處理曝氣、水泥輸送，更適用于低壓力場合的氣體輸送和加壓，也可用作真空泵。
進口羅茨風(fēng)機 特性
Characteristics of imported Roots blower
由于采用了三葉轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式及合理的殼體內(nèi)進出風(fēng)口處的結(jié)構(gòu)，所以風(fēng)機振動小，噪聲低。
葉輪和軸為整體結(jié)構(gòu)且葉輪無磨損，風(fēng)機性能持久不變，可以長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。
風(fēng)機容積利用率大，容積效率高，且結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方式靈活多變。
軸承的選用較為合理，各軸承的使用壽命均勻，從而延長了風(fēng)機的壽命！
本公司風(fēng)機采用機械式密封，不用油封，沒有易損件，使用壽命長。
機種齊全，可滿足不同用戶不同用途的需要。
進口羅茨風(fēng)機 特點：
Characteristics of imported Roots blower:
1、密封可靠在長周期的運行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100；
2、使用壽命長一般可達5～6年或更長時間，在化工介質(zhì)中通常也能達3年以上；
3、摩擦功率消耗小機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；
4、軸或軸套基本上不受磨損；
5、維修周期長端面磨損后可自動補償，一般情況下，毋需經(jīng)常性的維修；
6、抗振性好 對旋轉(zhuǎn)軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感；
7、適用范圍機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。
進口羅茨風(fēng)機的性能及系統(tǒng)等要求：
進口羅茨風(fēng)機技術(shù)性能要求
Technical Performance Requirements for Imported Roots Fans
1. 所有羅茨風(fēng)機均配帶底座，將羅茨風(fēng)機和電機組裝在同一底座上。
2. 羅茨風(fēng)機風(fēng)機帶有底座，包括地腳螺栓
進口羅茨風(fēng)機葉輪與潤滑系統(tǒng)
1. 旋向：面向風(fēng)機帶輪（聯(lián)軸器），左側(cè)逆時針方向旋轉(zhuǎn)為正方向；右側(cè)順時針方向旋轉(zhuǎn)為正方向。所有羅茨風(fēng)機附件包括底座、傳動裝置、進出口*、壓力表、安全閥、撓性接頭、止回閥、減震墊、地腳螺栓及其連接件等。
2. 采用三葉輪及帶螺旋線形的箱體，兩根平行的軸上設(shè)有三葉形葉輪，葉輪與橢圓形機箱內(nèi)孔面及各葉輪三者之間始終保持微小的間隙，各支葉輪始終由同步直齒輪保持正確的相位，不會出現(xiàn)相互碰觸現(xiàn)象。
3. 葉輪為球墨鑄鐵QT500-7、軸為45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼。葉輪型線為復(fù)合型，運轉(zhuǎn)時泄漏更少。軸在冷狀態(tài)時，葉輪內(nèi)徑過盈0.04mm再經(jīng)加熱后，經(jīng)液壓裝置緩慢的壓到固位置，在高速運轉(zhuǎn)時軸與葉輪間保持著過盈0.01mm,使葉軸在高速運轉(zhuǎn)時不松動。
4. 羅茨風(fēng)機同步齒輪采用直齒輪結(jié)構(gòu)，傳動平穩(wěn)，浸油潤滑，噪聲更低。
5. 羅茨風(fēng)機一端軸承采用飛濺潤滑，另一端軸承采用黃油潤滑。雙油箱的風(fēng)機兩端均采用飛濺潤滑。
6. 羅茨風(fēng)機冷卻方式為水冷卻/空冷卻，傳動方式為直聯(lián)傳動/皮帶輪，風(fēng)機為單級風(fēng)機。
7. 電動機與羅茨風(fēng)機的機構(gòu)特征、工作條件、環(huán)境條件相適應(yīng)，電機的絕緣等級為F級，防護等級為IP54, 380V,50HZ。
8. 潤滑油規(guī)格：齒輪潤滑油牌號：N220、軸承潤滑油牌號：鋰基潤滑脂 ZL-3
羅茨風(fēng)機正常帶負荷持續(xù)運轉(zhuǎn)：
?、乓笾鸩骄徛卣{(diào)節(jié)，帶上負荷直至額定負荷，不允許一次即調(diào)節(jié)至額定負荷。
?、扑^額定負荷，系指進、排氣口之間的靜壓差，按銘牌上的標(biāo)定壓力值。在排氣口壓力正常情況下，須注意進氣口的壓力變化，以免超負荷。
⑶羅茨風(fēng)機正常工作中，嚴(yán)禁完全關(guān)閉進、排氣口閥門，應(yīng)注意定期觀察壓力情況，超負荷時安全閥是否動作排氣，否則應(yīng)及時調(diào)整安全閥，不準(zhǔn)超負荷運行。
⑷由于羅茨風(fēng)機的特性，不允許將排氣口的氣體長時間地直接回流入羅茨風(fēng)機的進氣口（改變了進氣口的溫度），否則必將影響機器的安全，如需采取回流調(diào)節(jié)，則必須采用冷卻措施。
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風(fēng)機機殼內(nèi)裝有2組三葉葉輪，由一堆**齒輪帶動做相反方向往復(fù)運轉(zhuǎn)進風(fēng)口容積V1因葉輪的轉(zhuǎn)動形成低壓，同事吸入空氣容積為V2由出風(fēng)口阻力變大產(chǎn)生高壓氣體，從而送出空氣；由于葉輪之間，葉輪與機殼之間有一定間隙，無摩擦，故可長期運轉(zhuǎn)。
德國BACH羅茨鼓風(fēng)機特性：
由于采用了三葉轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式及合理的殼體內(nèi)進出風(fēng)口處的結(jié)構(gòu)，所以風(fēng)機振動小，噪聲低。
葉輪和軸為整體結(jié)構(gòu)且葉輪無磨損，風(fēng)機性能持久不變，可以長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。
風(fēng)機容積利用率大，容積**，且結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方式靈活多變。
軸承的選用較為合理，各軸承的使用壽命均勻，從而延長了風(fēng)機的壽命！
風(fēng)機油封選用進口氟橡膠材料，耐高溫，**，使用壽命長。
羅茨風(fēng)機的風(fēng)壓是不受風(fēng)機轉(zhuǎn)速限制的，不論轉(zhuǎn)速變化如何其風(fēng)壓可以保持不變。而風(fēng)量則與風(fēng)機轉(zhuǎn)速成正比的，即Q=KN
Q：表示風(fēng)量 N：表示風(fēng)機轉(zhuǎn)速 K：為系數(shù)
從公式可知，風(fēng)量調(diào)節(jié)，由變頻器改變電機頻率達到無級變速，起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的效果。根據(jù)**應(yīng)用工藝風(fēng)機的較低頻15HZ，通常在35HZ左右，有個別時刻50HZ滿風(fēng)量運行，由于立窯工藝基本是一致的，因此在不同的立窯風(fēng)量調(diào)節(jié)量是基本相同的，凡立窯應(yīng)用變頻技術(shù)都可以獲40%左右的節(jié)能效果。
羅茨鼓風(fēng)機個恒轉(zhuǎn)矩負載，其節(jié)電率與轉(zhuǎn)速降成正比即N%=△N%，雖然不同于一般風(fēng)機、水泵節(jié)電率*高，但因它的功率較大，而且只要爐墻不壞，是連續(xù)24小時工作的，并開動時間亦很長。因此節(jié)電潛力大，節(jié)電費用高。
羅茨鼓風(fēng)機進行技術(shù)改造后，改變了過去以調(diào)節(jié)出口（進口）閥門開度方式來調(diào)節(jié)風(fēng)壓或風(fēng)量的生產(chǎn)方式，勞動強度減輕，調(diào)節(jié)的及時性好，提高了產(chǎn)品的合格率，單耗明顯下降。
德國BACH羅茨風(fēng)機運行條件：
1、輸送介質(zhì)的進汽溫度通常不得大于 40℃。
2、介質(zhì)中微粒的含量不得*過 100mg/m3，微粒較大尺寸不得*過較小工作間隙的一半。
3、運轉(zhuǎn)中軸承溫度不得** 95℃，潤滑油溫度不** 65℃。
4、使用壓力不得**銘牌上規(guī)定的升壓范圍。
5、羅茨鼓風(fēng)機葉輪與機殼、葉輪與側(cè)板、葉輪與葉輪間隙出廠時已調(diào)好，重新裝配時要保證該間隙。
6、羅茨鼓風(fēng)機運行時，主油箱、副油箱油位必須在油位計兩條紅線之間。
7、檢查進出口聯(lián)接部位有無忘記堅固的地方，配管的支承件是否完備。需用冷卻水的鼓風(fēng)機、真空泵要檢查冷卻水的安裝是否符合要求。
德國BACH注意事項與調(diào)試：
注意事項：
1、不應(yīng)把風(fēng)機安裝在人經(jīng)常出入的場所，以防受傷和燙傷。
2、不應(yīng)把風(fēng)機安裝在易產(chǎn)生易燃、易爆及腐蝕性氣體的場所，以防火災(zāi)和中毒等事故。
3、根據(jù)進排氣口方向和維修需要，基礎(chǔ)面四周應(yīng)留有適當(dāng)寬裕的空間。
4、風(fēng)機安裝時，應(yīng)察看地基是否牢固，表面是否平整，地基是否高出地面等。
5、風(fēng)機室外配置時，應(yīng)設(shè)置防雨棚。6、風(fēng)機在不大于40℃的環(huán)境溫度下可長期使用，*過40℃時，應(yīng)安裝排氣扇等降溫措施，以提高風(fēng)機使用壽命。
7、當(dāng)輸送空氣沼氣**氣等介質(zhì)，其含塵量一般不應(yīng)*過100mg/m3。
調(diào)試
1、檢查各部位的緊固情況及定位銷是否有松動現(xiàn)象。
2、鼓風(fēng)機機體內(nèi)部無漏油現(xiàn)象。
3、鼓風(fēng)機機體內(nèi)部不能有結(jié)垢、生銹和剝落現(xiàn)象存在。
4、注意潤滑和散熱情況是否正常，注意潤滑油的質(zhì)量，經(jīng)常傾聽鼓風(fēng)機運行有無雜聲，注意機組是否在不符合規(guī)定的工況下運行，并注意定期加黃油。
5、鼓風(fēng)機的過載，有時不是立即顯示出來的，所以要注意進、排氣壓力，軸承溫度和電動機電流的增加趨勢，來判斷機器是否運行正常。
6、拆卸機器前，應(yīng)對機器各配合尺寸進行測量，做好記錄，并在零部件上做好標(biāo)記，以保證裝配后維持原來配合要求。
7、新機器或大修后的鼓風(fēng)機，油箱應(yīng)加以清洗，并按使用步驟投入運行，建議運行8小時后*換全部潤滑油。
8、維護檢修應(yīng)按具體使用情況擬訂合理的維修制度，按期進行，并作好記錄，建議每年大修一次，并*換軸承和有關(guān)易損件。
9、鼓風(fēng)機大修建議由BACH*維修人員進行檢修。
德國BACH羅茨風(fēng)機選型：
羅茨鼓風(fēng)機按照其工作方式的不同可以粗略分為單級與雙級之分，其中只有一個壓縮級的鼓風(fēng)機，我們稱之為單級鼓風(fēng)機，而將兩臺單級鼓風(fēng)機串聯(lián)起來，對氣體連續(xù)進行兩次壓縮的鼓風(fēng)機我們稱之為雙級鼓風(fēng)機。
按葉輪頭數(shù)分：兩葉羅茨鼓風(fēng)機和三葉羅茨鼓風(fēng)機；
按用途分：立窯鼓風(fēng)機、氣化鼓風(fēng)機、曝氣鼓風(fēng)機等；
按介質(zhì)種類分：空氣鼓風(fēng)機、煤氣鼓風(fēng)機、氫氣鼓風(fēng)機、二氧化硫鼓風(fēng)機等；
按傳動方式分：直聯(lián)鼓風(fēng)機和帶聯(lián)鼓風(fēng)機等；按冷卻方式分：空冷鼓風(fēng)機、水冷鼓風(fēng)機和逆流冷卻鼓風(fēng)機等；
按結(jié)構(gòu)型式分：立式鼓風(fēng)機、臥式鼓風(fēng)機、豎軸式鼓風(fēng)機、密集成組鼓風(fēng)機等；
按密封型式分：迷宮密封、漲圈密封、填料密封和機械密封等各種型式的鼓風(fēng)機。
服務(wù)體系：
BACH品質(zhì)：
BACH公司注重產(chǎn)品質(zhì)量及使用壽命，全部采用**制造技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，并堅持不懈研發(fā)新產(chǎn)品，為確保不間斷的全過程質(zhì)量控制，在生產(chǎn)過程中采用(SPC)過程控制和(TQM)全面質(zhì)量管理；BACH的嚴(yán)格規(guī)范實現(xiàn)了不讓品質(zhì)拖節(jié)，有效保障產(chǎn)品每個細節(jié)達到的性能指標(biāo)。
BACH*：
掌握**的流體控制技術(shù)，提供市場良好的產(chǎn)品、服務(wù)和解決方案，幫助用戶提率，帶來至關(guān)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。
BACH服務(wù)：
我們與用戶緊密合作，支持一系列系統(tǒng)使用技術(shù)和文件報告，提供售前、售中、售后服務(wù)和技術(shù)支持，有了您的信任與支持，我們將*完善、*提供閥門流體技術(shù)方案。
BACH中國：
上海意蝶閥門有限公司為BACH公司在中國的總代理，是中國一擁有BACH代理權(quán)及銷售權(quán)，主要為中國地區(qū)客戶提供服務(wù)與技術(shù)支持，同時，意蝶人員也積較參與總部技術(shù)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，并不斷掌握產(chǎn)品原理、實際運作、工程技術(shù)做為基石，完善對中國地區(qū)客戶需求。
關(guān)于錦工：
德國BACH（錦工）水泵**有限公司是亞太地區(qū)流體控制領(lǐng)域的主要生產(chǎn)和供應(yīng)商之一，公司總部位于杜塞爾多夫，擁有一支有經(jīng)驗的研發(fā)隊伍，實行全球統(tǒng)一設(shè)計，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在水泵領(lǐng)域內(nèi)處于世界良好地位。在許多個國家均有生產(chǎn)水泵基地，中國由意蝶閥門（上海）負責(zé)中國市場各項業(yè)務(wù)與技術(shù)支持*，同時向中國市場銷售。
德國BACH（錦工）產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于市政給排水、建筑、石油、化工、液化氣、食品、制藥、發(fā)電、冶金、礦產(chǎn)、鍋爐蒸汽系統(tǒng)、壓力容器、原子能、航空、火箭等各領(lǐng)域，以及人們?nèi)粘Ｉ钪小?/p>
德國BACH（錦工）主要生產(chǎn)產(chǎn)品：管道泵、離心泵、隔膜泵、磁力泵、真空泵、潛水泵、排污泵、計量泵、衛(wèi)生級泵、羅茨風(fēng)機等系列產(chǎn)品
German BACH (BACH) pump international co., LTD is the Asia Pacific area fluid control domain one of main production and suppliers, the company headquarters is located in Dusseldorf, has an experienced r &d team, a global unified design, unified standards, is a world leader in water pump field. Have pump production base in many countries, sponsored by China butterfly valve door (Shanghai) is responsible for the Chinese market the business and technical support center, at the same time to the Chinese market sales.
Germany BACH (BACH) products has been widely used in municipal water supply and drainage, construction, petroleum, chemical industry, the liquid gas, food, pharmaceutical, power generation, metallurgy, mining, steam boiler system, pressure vessels, nuclear power, aviation, the rockets in various fields, such as, and in People’s Daily life.
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