羅茨風機節(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)羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風機等機械設(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)品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅(qū)羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

羅茨風機作為工業(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。羅茨風機作為工業(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)的全過程中保持運行，有些情況下在生產(chǎn)停止后仍需繼續(xù)運行，這就導(dǎo)致羅茨風機的運行時間較長，且需要根據(jù)生產(chǎn)需要不斷對自身運行狀態(tài)進行調(diào)節(jié)，造成了較為嚴重的能耗問題，因此做好羅茨風機節(jié)能工作對我國工業(yè)生產(chǎn)有著積極的現(xiàn)實意義。本文主要針對羅茨風機的能耗問題，對羅茨風機節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用進行了簡要的分析與闡述。
2羅茨風機能耗問題的現(xiàn)狀
羅茨風機是一種將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能和動能的裝置，在實際工業(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。羅茨風機在工業(yè)生產(chǎn)中的持續(xù)運行時間一般較長，據(jù)統(tǒng)計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。羅茨風機在得到越來越廣泛應(yīng)用的同時，能耗問題也不斷凸顯，一方面由于生產(chǎn)企業(yè)對羅茨風機節(jié)能的重視程度不足，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)中羅茨風機輸出功率供大于求的現(xiàn)象十分普遍，造成了嚴重的能耗問題；另一方面羅茨風機在運行過程中，往往需要根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要對氣體的流量、壓力等進行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的擋風板等調(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羅茨風機節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用
3.1合理選擇羅茨風機
保證工業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)設(shè)備的安全平穩(wěn)運行時羅茨風機選擇的首要原則，一般需要選擇確定羅茨風機的型號、數(shù)量、桂格以及轉(zhuǎn)速等參數(shù)。羅茨風機選擇的合理與否，將直接影響羅茨風機的節(jié)能效果，一方面羅茨風機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，防止過負荷時可能造成的羅茨風機損壞，另一方面羅茨風機容量的余量也不應(yīng)過大，避免容量過剩帶來的不必要的能量損耗。一般來說，羅茨風機的選擇需要滿足以下原則：
一是選擇的羅茨風機在滿足工業(yè)生產(chǎn)所需的最大流量或最大揚程的基礎(chǔ)上，留有合理的余量，且盡可能使羅茨風機正常工作時的工況點靠近設(shè)計工況點，保證羅茨風機運行在設(shè)計高效區(qū)間內(nèi)；
二是盡量選用性能曲線不存在“駝峰”現(xiàn)象的羅茨風機，以保證羅茨風機運行時的穩(wěn)定性與可靠性，如果需要選擇具有“駝峰”現(xiàn)象的羅茨風機，則保證正常運行時的工況點位于駝峰區(qū)域的右側(cè)，且壓能低于零流量時的壓能，以便于羅茨風機的并聯(lián)運行；
三是在滿足工業(yè)生產(chǎn)流量、揚程需求時，盡量選用結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、重量較輕的羅茨風機，以保證羅茨風機的可靠性，在允許的條件下，盡量選用高轉(zhuǎn)速羅茨風機，同時注意考慮工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下羅茨風機的抗腐蝕能力。
3.2調(diào)節(jié)羅茨風機葉片
羅茨風機葉片的安裝角與羅茨風機運行時的性能曲線有著密切的聯(lián)系，當葉片安裝角增大時，羅茨風機的流量、揚程以及功耗都相應(yīng)增加，而當葉片安裝角減小時，羅茨風機的流量、揚程以及功耗都相應(yīng)減少。羅茨風機葉片安裝角的變化將使得羅茨風機的效率曲線也隨之發(fā)生改變，當安裝角過大時，羅茨風機的流量遠超實際工業(yè)生產(chǎn)需求，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速導(dǎo)致羅茨風機偏離效率最高的最佳工況，產(chǎn)生了嚴重的節(jié)流損耗，而當安裝角過小時，羅茨風機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)致羅茨風機運行在效率較低的狀態(tài)下，造成不必要的能量損耗。根據(jù)實際工業(yè)生產(chǎn)需求，調(diào)節(jié)羅茨風機葉片的安裝角度，保證羅茨風機在正常運行時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)實際需求對羅茨風機的輸出進行實時的調(diào)整。傳統(tǒng)的羅茨風機恒速調(diào)節(jié)方式是在保持羅茨風機恒速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過改變外部管網(wǎng)阻力特性，例如改變風門大小等方式調(diào)節(jié)羅茨風機的輸出，不僅控制的精度較差，并且造成了大量能量的不必要浪費。

傳統(tǒng)的羅茨風機變速調(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現(xiàn)，與羅茨風機恒速調(diào)節(jié)相比，變速調(diào)節(jié)改變了羅茨風機的轉(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)中異步電機是使用最為廣泛的電機類型，其轉(zhuǎn)速?c電源頻率成正比，因此通過改變電機電源頻率能夠?qū)崿F(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的精準控制，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現(xiàn)電機供電頻率的控制與調(diào)節(jié)，在選用變頻器時，需要根據(jù)實際工業(yè)生產(chǎn)需求以及羅茨風機的相關(guān)參數(shù)進行選取，一要保證變頻器的額定容量不小于羅茨風機的額定功率，并留有一定余量；二要保證變頻器額定電流大于羅茨風機的額定電流，避免變頻器燒毀；三要保證變頻器額定電壓高于羅茨風機的額定電壓，確保羅茨風機正常運行時變頻器能夠可靠穩(wěn)定地運行。

3.4其他節(jié)能措施
3.4.1減小羅茨風機阻力
為了提高羅茨風機的工作效率，應(yīng)當努力減小羅茨風機對輸出氣體的阻力，一方面要合理設(shè)計羅茨風機過流部件的幾何形狀，減小羅茨風機的風阻，另一方面還要保證羅茨風機的葉輪與導(dǎo)葉進口保持對正，進一步減少不必要的羅茨風機阻力。此外，做好羅茨風機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機阻力也有著積極的作用。
3.4.2提高羅茨風機氣密性
羅茨風機的氣密性是影響羅茨風機輸出性能的重要因素之一，當羅茨風機氣密性欠佳時，為了滿足實際生產(chǎn)對流量、氣壓等的需求，羅茨風機往往需要增加自身輸出，從而造成了不必要的能量損耗。為了提高羅茨風機的氣密性，需要在羅茨風機進氣口處加裝密封環(huán)，并對羅茨風機的漏損情況進行定期檢查，當軸封處、平衡板處等部位磨損較為嚴重時，應(yīng)當及時對磨損部件進行更換。
3.4.3減少羅茨風機機械損耗
羅茨風機運行過程中的機械損耗也是羅茨風機不必要損耗的重要產(chǎn)生原因，為了減少羅茨風機的機械損耗，一要配置大小適當?shù)妮S承，并定期加注潤滑油，當軸承磨損較為嚴重時應(yīng)及時進行更換；二要確保軸封處填料松緊適當，盡量采用機械密封方式；三要避免腐蝕性氣體的進入，防止葉輪及羅茨風機殼體內(nèi)壁發(fā)生腐蝕，保證羅茨風機內(nèi)表面的清潔光滑；四是采用開式泵腔設(shè)計回收部分葉輪損失能量，進一步提高羅茨風機的效率。

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