羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)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)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。

羅茨風(fēng)機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)工業(yè)設(shè)備，在鋼鐵、有色金屬、石油、煤炭、化工等諸多工業(yè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。羅茨風(fēng)機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)流程中的基礎(chǔ)型設(shè)備，通常需要在工業(yè)生產(chǎn)的全過程中保持運(yùn)行，有些情況下在生產(chǎn)停止后仍需繼續(xù)運(yùn)行，這就導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間較長，且需要根據(jù)生產(chǎn)需要不斷對自身運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，造成了較為嚴(yán)重的能耗問題，因此做好羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能工作對我國工業(yè)生產(chǎn)有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要針對羅茨風(fēng)機(jī)的能耗問題，對羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析與闡述。
2羅茨風(fēng)機(jī)能耗問題的現(xiàn)狀
羅茨風(fēng)機(jī)是一種將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能和動能的裝置，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中通常用于氣體的壓縮與輸送，在工業(yè)生產(chǎn)的諸多環(huán)節(jié)都得到了廣泛的應(yīng)用。羅茨風(fēng)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間一般較長，據(jù)統(tǒng)計(jì)其耗電量約占全國發(fā)電總量的三分之一左右，能耗總量十分可觀。羅茨風(fēng)機(jī)在得到越來越廣泛應(yīng)用的同時(shí)，能耗問題也不斷凸顯，一方面由于生產(chǎn)企業(yè)對羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能的重視程度不足，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)中羅茨風(fēng)機(jī)輸出功率供大于求的現(xiàn)象十分普遍，造成了嚴(yán)重的能耗問題；另一方面羅茨風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，往往需要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要對氣體的流量、壓力等進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的擋風(fēng)板等調(diào)節(jié)方式通過人為增加氣體阻力的方式得到預(yù)期的氣體流量，造成了大量不必要的能耗。
3羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用
3.1合理選擇羅茨風(fēng)機(jī)
保證工業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)選擇的首要原則，一般需要選擇確定羅茨風(fēng)機(jī)的型號、數(shù)量、桂格以及轉(zhuǎn)速等參數(shù)。羅茨風(fēng)機(jī)選擇的合理與否，將直接影響羅茨風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果，一方面羅茨風(fēng)機(jī)的選擇要在滿足工業(yè)生產(chǎn)需求的基礎(chǔ)上，留有一定的余量，防止過負(fù)荷時(shí)可能造成的羅茨風(fēng)機(jī)損壞，另一方面羅茨風(fēng)機(jī)容量的余量也不應(yīng)過大，避免容量過剩帶來的不必要的能量損耗。一般來說，羅茨風(fēng)機(jī)的選擇需要滿足以下原則：
一是選擇的羅茨風(fēng)機(jī)在滿足工業(yè)生產(chǎn)所需的最大流量或最大揚(yáng)程的基礎(chǔ)上，留有合理的余量，且盡可能使羅茨風(fēng)機(jī)正常工作時(shí)的工況點(diǎn)靠近設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，保證羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行在設(shè)計(jì)高效區(qū)間內(nèi)；
二是盡量選用性能曲線不存在“駝峰”現(xiàn)象的羅茨風(fēng)機(jī)，以保證羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性與可靠性，如果需要選擇具有“駝峰”現(xiàn)象的羅茨風(fēng)機(jī)，則保證正常運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)位于駝峰區(qū)域的右側(cè)，且壓能低于零流量時(shí)的壓能，以便于羅茨風(fēng)機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行；
三是在滿足工業(yè)生產(chǎn)流量、揚(yáng)程需求時(shí)，盡量選用結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、重量較輕的羅茨風(fēng)機(jī)，以保證羅茨風(fēng)機(jī)的可靠性，在允許的條件下，盡量選用高轉(zhuǎn)速羅茨風(fēng)機(jī)，同時(shí)注意考慮工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下羅茨風(fēng)機(jī)的抗腐蝕能力。
3.2調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)葉片
羅茨風(fēng)機(jī)葉片的安裝角與羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的性能曲線有著密切的聯(lián)系，當(dāng)葉片安裝角增大時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)的流量、揚(yáng)程以及功耗都相應(yīng)增加，而當(dāng)葉片安裝角減小時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)的流量、揚(yáng)程以及功耗都相應(yīng)減少。羅茨風(fēng)機(jī)葉片安裝角的變化將使得羅茨風(fēng)機(jī)的效率曲線也隨之發(fā)生改變，當(dāng)安裝角過大時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)的流量遠(yuǎn)超實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)需求，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)偏離效率最高的最佳工況，產(chǎn)生了嚴(yán)重的節(jié)流損耗，而當(dāng)安裝角過小時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)的流量無法滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，增加轉(zhuǎn)速同樣會導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行在效率較低的狀態(tài)下，造成不必要的能量損耗。根據(jù)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)需求，調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)葉片的安裝角度，保證羅茨風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)保持在效率較高的區(qū)域內(nèi)，對減少不必要的能量損耗有著重要的積極意義。
3.3采用變頻調(diào)節(jié)
在工業(yè)生產(chǎn)中，對氣體流量、壓力等的要求往往不是一成不變的，這就需要在生產(chǎn)流程中根據(jù)實(shí)際需求對羅茨風(fēng)機(jī)的輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。傳統(tǒng)的羅茨風(fēng)機(jī)恒速調(diào)節(jié)方式是在保持羅茨風(fēng)機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過改變外部管網(wǎng)阻力特性，例如改變風(fēng)門大小等方式調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)的輸出，不僅控制的精度較差，并且造成了大量能量的不必要浪費(fèi)。

傳統(tǒng)的羅茨風(fēng)機(jī)變速調(diào)節(jié)方式主要通過轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)電阻以及改變定子電磁特性等方式實(shí)現(xiàn)，與羅茨風(fēng)機(jī)恒速調(diào)節(jié)相比，變速調(diào)節(jié)改變了羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少了不必要的能量損耗，但引入電阻元件后又產(chǎn)生了額外的能量損耗。由于工業(yè)生產(chǎn)中異步電機(jī)是使用最為廣泛的電機(jī)類型，其轉(zhuǎn)速?c電源頻率成正比，因此通過改變電機(jī)電源頻率能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)控制，即變頻控制。由于電網(wǎng)中電能頻率保持恒定，因此需要利用變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)供電頻率的控制與調(diào)節(jié)，在選用變頻器時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)需求以及羅茨風(fēng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行選取，一要保證變頻器的額定容量不小于羅茨風(fēng)機(jī)的額定功率，并留有一定余量；二要保證變頻器額定電流大于羅茨風(fēng)機(jī)的額定電流，避免變頻器燒毀；三要保證變頻器額定電壓高于羅茨風(fēng)機(jī)的額定電壓，確保羅茨風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)變頻器能夠可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。

3.4其他節(jié)能措施
3.4.1減小羅茨風(fēng)機(jī)阻力
為了提高羅茨風(fēng)機(jī)的工作效率，應(yīng)當(dāng)努力減小羅茨風(fēng)機(jī)對輸出氣體的阻力，一方面要合理設(shè)計(jì)羅茨風(fēng)機(jī)過流部件的幾何形狀，減小羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)阻，另一方面還要保證羅茨風(fēng)機(jī)的葉輪與導(dǎo)葉進(jìn)口保持對正，進(jìn)一步減少不必要的羅茨風(fēng)機(jī)阻力。此外，做好羅茨風(fēng)機(jī)過流部件的防銹蝕工作也十分必要，保持內(nèi)表面光明清潔對減小羅茨風(fēng)機(jī)阻力也有著積極的作用。
3.4.2提高羅茨風(fēng)機(jī)氣密性
羅茨風(fēng)機(jī)的氣密性是影響羅茨風(fēng)機(jī)輸出性能的重要因素之一，當(dāng)羅茨風(fēng)機(jī)氣密性欠佳時(shí)，為了滿足實(shí)際生產(chǎn)對流量、氣壓等的需求，羅茨風(fēng)機(jī)往往需要增加自身輸出，從而造成了不必要的能量損耗。為了提高羅茨風(fēng)機(jī)的氣密性，需要在羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口處加裝密封環(huán)，并對羅茨風(fēng)機(jī)的漏損情況進(jìn)行定期檢查，當(dāng)軸封處、平衡板處等部位磨損較為嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對磨損部件進(jìn)行更換。
3.4.3減少羅茨風(fēng)機(jī)機(jī)械損耗
羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中的機(jī)械損耗也是羅茨風(fēng)機(jī)不必要損耗的重要產(chǎn)生原因，為了減少羅茨風(fēng)機(jī)的機(jī)械損耗，一要配置大小適當(dāng)?shù)妮S承，并定期加注潤滑油，當(dāng)軸承磨損較為嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換；二要確保軸封處填料松緊適當(dāng)，盡量采用機(jī)械密封方式；三要避免腐蝕性氣體的進(jìn)入，防止葉輪及羅茨風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)壁發(fā)生腐蝕，保證羅茨風(fēng)機(jī)內(nèi)表面的清潔光滑；四是采用開式泵腔設(shè)計(jì)回收部分葉輪損失能量，進(jìn)一步提高羅茨風(fēng)機(jī)的效率。

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