三、風(fēng)機變頻調(diào)速節(jié)能效果的計算方法

5 軸流式風(fēng)機的節(jié)能計算
軸流式風(fēng)機是采用葉片(靜葉或動葉)的安裝角來調(diào)節(jié)風(fēng)量的，靜葉調(diào)節(jié)的角度調(diào)節(jié)范圍較大(例如-70o～+30o)，而動葉調(diào)節(jié)的角度調(diào)節(jié)范圍較小(例如-30o～+20o)。葉片調(diào)節(jié)范圍一般是以0～100%的百分比開度表示的，應(yīng)折算成實際的葉片角度后，再在阻力曲線上查到工作點，就可以查到風(fēng)機的效率了。
5.1 動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機的節(jié)能計算
例5：某動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機參數(shù)如下，試計算其節(jié)能效果。
一次風(fēng)機及電動機參數(shù)如表7所示。

表7 一次風(fēng)機及電動機參數(shù)

由一次風(fēng)機性能曲線可以看出，一次風(fēng)機在鍋爐設(shè)計工況(b-mcr)點運行，葉片角度為＋00(開度60%)運行時效率最高，可達(dá)88%。通過變頻器調(diào)速運行，以滿足鍋爐風(fēng)量的要求。
下面是將風(fēng)機的葉片角度固定為＋00(開度60%)時，調(diào)速運行的節(jié)能計算：
(1)機組在額定負(fù)荷(600mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為53%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的91.0%，電動機電流為125a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的80%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為91.0%額定轉(zhuǎn)速，頻率為45.5 hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×125×0.86＝1117kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.80)×0.913/0.96＝1096kw
節(jié)約的電功率為：1117－1096＝21kw
節(jié)電率為：21kw/1117kw＝1.9%；
(2)機組在90%額定負(fù)荷(540mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為50%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的86.5%，電動機電流為118a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的74%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為86.5%額定轉(zhuǎn)速，頻率為43.3 hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×118×0.86＝1055kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝( pd1/0.74)×0.8653/0.96＝961kw
節(jié)約的電功率為：1055－961＝94kw
節(jié)電率為：94kw/1055kw＝8.9%；
(3)機組在80%額定負(fù)荷(480mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為47%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的81.5%，電動機電流為112a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的69%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為81.5%額定轉(zhuǎn)速，頻率為40.8 hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×112×0.86＝1001kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.69)×0.8153/0.96＝818 kw
節(jié)約的電功率為：1001－818＝183kw
節(jié)電率為：83kw/1001kw＝18.3%；
(4)機組在70%額定負(fù)荷(420mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為43%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的76.5%，電動機電流為108a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的64%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為76.5%額定轉(zhuǎn)速，頻率為38.3 hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×108×0.86＝965kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.64)×0.7653/0.96＝703kw
節(jié)約的電功率為：965－703＝262 kw
節(jié)電率為：262kw/965kw＝27.2 %；
(5)機組在60%額定負(fù)荷(360mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為39%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的70.2%，電動機電流為105a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的60%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為70.2%額定轉(zhuǎn)速，頻率為35.1 hz，則：工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×105×0.86＝938kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.60)×0.7023/0.96＝563kw
節(jié)約的電功率為：938-563＝375kw
節(jié)電率為：375kw/938kw＝40.0%；
若機組的平均負(fù)荷以75%額定負(fù)荷(450mw)計算，平均節(jié)電率按20%計算，兩臺一次風(fēng)機可節(jié)約電功率420kw；年運行時間以7000小時計算，可節(jié)約電能294萬kw.h，以上網(wǎng)電價0.35元/kw.h計算：
每年可節(jié)約電費103萬元，不到三年就可以收回全部改造投資。
為了獲得較高的節(jié)能效果，可將葉片角度開到最大(+200)，雖然會使風(fēng)機的效率有所降低 (約12%)， 通過變頻器調(diào)速運行可獲得較大的節(jié)電率，并滿足鍋爐風(fēng)量的要求。
(1)機組在額定負(fù)荷(600mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為53%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的66.7%，電動機電流為125a，由表6可查得功率約為最大風(fēng)量時的58%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為66.7%額定轉(zhuǎn)速，頻率為33.4hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×125×0.86＝1117kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝( pd1/0.58)×0.6673/0.96＝595kw
節(jié)約的電功率為：1117－595＝522kw
節(jié)電率為：522kw/1117kw＝46.7%；
(2)機組在90%額定負(fù)荷(540mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為50%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的63%，電動機電流為118a，由表6可查得功率約為最大風(fēng)量時的53%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為63%額定轉(zhuǎn)速，頻率為31.5hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×118×0.86＝1055kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.53)×0.633/0.96＝518kw
節(jié)約的電功率為：1055－518＝537kw
節(jié)電率為：537kw/1055kw＝50.9%；
(3)機組在80%額定負(fù)荷(480mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為47%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的60%，電動機電流為112a，由表6可查得功率約為最大風(fēng)量時的52%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為60%額定轉(zhuǎn)速，頻率為30hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×112×0.86＝1001kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.52)×0.603/0.96＝433kw
節(jié)約的電功率為：1001－433＝568kw
節(jié)電率為：568kw/1001kw＝56.7%；
(4)機組在70%額定負(fù)荷(420mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為43%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的55%，電動機電流為108a，由表6可查得功率約為最大風(fēng)量時的49%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為55%額定轉(zhuǎn)速，頻率為27.5hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×108×0.86＝965kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.49)×0.553/0.96＝341.3kw
節(jié)約的電功率為：965－341＝624kw
節(jié)電率為：624kw/965kw＝64.6%；
(5)機組在60%額定負(fù)荷(360mw)運行時，一次風(fēng)機葉片開度為39%，由表3可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的52%，電動機電流為105a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的47%，此時一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速為52%額定轉(zhuǎn)速，頻率為26hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×105×0.86＝938kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.60)×0.7023/0.96＝292kw
節(jié)約的電功率為：938-292＝646kw
節(jié)電率為：646kw/938kw＝68.8%；
若機組的平均負(fù)荷以75%額定負(fù)荷(450mw)計算，平均節(jié)電率按50%計算，兩臺一次風(fēng)機可節(jié)約電功率1060kw；年運行時間以7000小時計算，可節(jié)約電能742萬kw.h，以上網(wǎng)電價0.35元/kw.h計算：
每年可節(jié)約電費260萬元，不到二年就可以收回全部改造投資。
一次風(fēng)機運行參數(shù)及節(jié)能計算，如表8所示。

表8 一次風(fēng)機運行參數(shù)及節(jié)能計算

注：*葉片角度固定為＋00(開度60%)時
**葉片角度開到最大(+200)時

5.2 靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機的節(jié)能計算
例6：某靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機參數(shù)如下，試計算其節(jié)能效果。
引風(fēng)機及電動機設(shè)備參數(shù)，如表9所示。

表9 引風(fēng)機及電動機設(shè)備參數(shù)

由引風(fēng)機運行參數(shù)可以看出，機組在額定負(fù)荷運行時，兩臺引風(fēng)機工作，葉片開度已接近60%，角度為-10o，尚未達(dá)到設(shè)計高效點。若采用變頻調(diào)速，調(diào)整葉片開度為70%(角度為0o)，維持引風(fēng)機高效運行，通過變頻器調(diào)速運行，以滿足鍋爐風(fēng)量的要求。
下面是將風(fēng)機的葉片角度固定為+00(開度70%)時，調(diào)速運行的節(jié)能計算：
(1)機組在額定負(fù)荷(600mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為58%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的93.2%，電動機電流為284a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的91%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為93.2%額定轉(zhuǎn)速，頻率為46.6hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×284×0.83＝2450kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.91)×0.9323/0.96＝2270kw
節(jié)約的電功率為：2450－2270＝180kw
節(jié)電率為：180kw/2450kw＝7.35%；
(2)機組在90%額定負(fù)荷(540mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為52%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的89.7%，電動機電流為262a，由表1-6可查得功率約為額定風(fēng)量時的87%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為89.7%額定轉(zhuǎn)速，頻率為44.9 hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×262×0.83＝2260kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.87)×0.8973/0.96＝1953kw
節(jié)約的電功率為：2260－1953＝307kw
節(jié)電率為：307kw/2260kw＝13.6%；
(3)機組在80%額定負(fù)荷(480mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為47%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的87.2%，電動機電流為244a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的84%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為87.2%額定轉(zhuǎn)速，頻率為43.6hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×244×0.83＝2105kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.84)×0.8723/0.96＝1731kw
節(jié)約的電功率為：2105－1731＝374kw
節(jié)電率為：374kw/2105kw＝17.8%；
(4)機組在70%額定負(fù)荷(420mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為42%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的83.6%，電動機電流為228a，由表6可查得功率約為額定風(fēng)量時的80%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為83.6%額定轉(zhuǎn)速，頻率為41.8hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×228×0.83＝1966kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.80)×0.8363/0.96＝1496kw
節(jié)約的電功率為：1966－1496＝470kw
節(jié)電率為：470kw/1966kw＝23.9%；
(5)機組在60%額定負(fù)荷(360mw)運行時，單引風(fēng)機工作，葉片開度為68%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的98.8%，此時采用單引風(fēng)機變頻運行已無意義，不但達(dá)不到節(jié)能效果，可能反而會費能。電動機電流為316a，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×316×0.83＝2726kw
如果采用雙引風(fēng)機變頻運行，滿足100%風(fēng)量要求時，葉片開度為20%，單臺風(fēng)機的風(fēng)量為57%，兩臺的風(fēng)量為114%，完全能滿足要求。引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為57%額定轉(zhuǎn)速，頻率為28.5hz，則：
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.95)×0.573/0.96×2＝1108kw
節(jié)約的電功率為：2726－1108＝1618kw
節(jié)電率為：1674kw/2726kw＝59.4%；
由于機組在低負(fù)荷運行時穩(wěn)定性較差，采用雙引風(fēng)機變頻運行，可以增強機組應(yīng)對突發(fā)事故的能力，提高機組低負(fù)荷運行的穩(wěn)定性，同時還可以取得明顯的節(jié)能效果。
若機組的平均負(fù)荷以75%額定負(fù)荷(450mw)計算，平均節(jié)電率按20%計算，兩臺引風(fēng)機可節(jié)約電功率900kw；年運行時間以7000小時計算，可節(jié)約電能630萬kw.h，以上網(wǎng)電價0.35元/kw.h計算：
每年可節(jié)約電費220萬元，不到二年就可以收回全部改造投資。
為了獲得較高的節(jié)能效果，可將葉片角度開到最大(+300)，雖然會使風(fēng)機的效率有所降低(約4 %)， 通過變頻器調(diào)速運行可獲得較大的節(jié)電率，并滿足鍋爐風(fēng)量的要求。
(1)機組在額定負(fù)荷(600mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為58%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的81%，電動機電流為284a，由表6可查得功率約為最大風(fēng)量時的79%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為81%額定轉(zhuǎn)速，頻率為40.5hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×284×0.83＝2450kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝( pd1/0.79)×0.813/0.96＝1717kw
節(jié)約的電功率為：2450－1717＝733kw
節(jié)電率為：733kw/2450kw＝29.9%；
(2)機組在90%額定負(fù)荷(540mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為52%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的78%，電動機電流為262a，由表6可查得功率約為最大風(fēng)量時的78%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為78%額定轉(zhuǎn)速，頻率為39hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×262×0.83＝2260kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.78)×0.783/0.96＝1553kw
節(jié)約的電功率為：2260－1553＝707kw
節(jié)電率為：707kw/2260kw＝36.6%；
(3)機組在80%額定負(fù)荷(480mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為47%，由表2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的75.5%，電動機電流為244a，由表6可查得功率約為最大風(fēng)量時的76%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為75.5%額定轉(zhuǎn)速，頻率為37.8hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×244×0.83＝2105kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.76)×0.7553/0.96＝1245kw
節(jié)約的電功率為：2105－1245＝860kw
節(jié)電率為：860kw/2105kw＝40.8%；
(4)機組在70%額定負(fù)荷(420mw)運行時，引風(fēng)機葉片開度為42%，由表1-2可查得風(fēng)量為額定風(fēng)量的72.5%，電動機電流為228a，由表1-6可查得功率約為最大風(fēng)量時的74%，此時引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為72.5%額定轉(zhuǎn)速，頻率為36.3 hz，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×228×0.83＝1966kw
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.74)×0.7253/0.96＝1054kw
節(jié)約的電功率為：1966－1054＝912kw
節(jié)電率為：912kw/1966kw＝46.4%；
(5)機組在60%額定負(fù)荷(360mw)運行時，單引風(fēng)機工作，葉片開度為68%，由表2可查得風(fēng)量為最大風(fēng)量的50%，此時采用單引風(fēng)機變頻運行已無意義，不但達(dá)不到節(jié)能效果，可能反而會費能，因此必須雙風(fēng)機變頻運行。電動機電流為316a，則：
工頻運行時的電動機功率為：
pd1＝1.732×6×316×0.83＝2726 kw
如果采用雙引風(fēng)機變頻運行，滿足100%風(fēng)量要求時，葉片開度為20%，單臺風(fēng)機的風(fēng)量最大風(fēng)量的為57%，兩臺的風(fēng)量為114%，完全能滿足要求。引風(fēng)機轉(zhuǎn)速為57%額定轉(zhuǎn)速，頻率為28.5hz，則：
變頻運行時的電動機功率為：
pb1＝(pd1/0.95)×0.573/0.96×2＝1108kw
節(jié)約的電功率為：2726－1108＝1618kw
節(jié)電率為：1674kw/2726kw＝59.4%；
由于機組在低負(fù)荷運行時穩(wěn)定性較差，采用雙引風(fēng)機變頻運行，可以增強機組應(yīng)對突發(fā)事故的能力，提高機組低負(fù)荷運行的穩(wěn)定性，同時還可以取得明顯的節(jié)能效果。
若機組的平均負(fù)荷以75%額定負(fù)荷(750mw)計算，平均節(jié)電率按40%計算，兩臺引風(fēng)機可節(jié)約電功率1500kw；年運行時間以7000小時計算，可節(jié)約電能1050萬kw.h,以上網(wǎng)電價0.35元/kw.h計算：
每年可節(jié)約電費365萬元，不到一年就可以收回全部改造投資。
引風(fēng)機運行參數(shù)及節(jié)能計算，如表10所示。

表10 引風(fēng)機運行參數(shù)及節(jié)能計算

注：*葉片角度固定為＋00(開度70%)時
**葉片角度開到最大(+300)時

5.3 礦山通風(fēng)機的節(jié)能計算
礦山通風(fēng)機很多采用對旋式靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機，目的是采用低轉(zhuǎn)速的電(風(fēng))機，而產(chǎn)生高的風(fēng)壓，以滿足礦山通風(fēng)的要求。一般高壓風(fēng)機必須由高速電動機拖動，而高速運轉(zhuǎn)的機械其軸承容易磨損，增大了維護成本；采用對旋式軸流風(fēng)機，可采用低轉(zhuǎn)速的電(風(fēng))機，而產(chǎn)生高的風(fēng)壓，從而避免了機械磨損，延長了檢修周期，降低了維護成本，提高了設(shè)備運行的可靠性。
對旋式軸流風(fēng)機是裝在同一個風(fēng)筒內(nèi)的兩臺旋向相反的軸流風(fēng)機，也可以拆開單獨運行。采用不同的旋向主要是使風(fēng)機出口的氣流沿著軸向運動，從而減小阻力。對旋式軸流風(fēng)機是用兩倍的軸功率產(chǎn)生兩倍的風(fēng)壓，而風(fēng)量不變，就像是兩級壓縮機一樣。
對旋式軸流風(fēng)機在工頻運行時要求延時啟動，目的是減小電動機啟動電流對電網(wǎng)的影響。在采用變頻器拖動時，由于啟動時沒有過電流，所以不需要延時啟動，兩臺風(fēng)機可以同起同落；而往往對旋式軸流風(fēng)機的電動機功率都不大，所以可以采用“一拖二”的拖動方式：即用一臺變頻器同時拖動兩臺風(fēng)機運行，并且同起同落，同頻(速)運行，因為變頻器在運行中是不允許投切負(fù)載的。
礦山通風(fēng)機的節(jié)能計算可以按照上述靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機的方法進行。

6 羅茨風(fēng)機的節(jié)能計算
6.1 羅茨風(fēng)機的工作原理
羅茨風(fēng)機是利用兩個葉輪轉(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。這種壓縮機靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當(dāng)移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子依次交替工作，因此，它的流量與轉(zhuǎn)速成正比。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴(yán)密控制的間隙實現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。這種鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于中低壓力狀態(tài)下的氣力輸送泵和曝氣設(shè)備，也當(dāng)作真空泵使用。
羅茨風(fēng)機為容積式風(fēng)機，輸送的風(fēng)量與轉(zhuǎn)數(shù)成比例，三葉型葉輪每轉(zhuǎn)動一次由2個葉輪進行3次吸、排氣。與二葉型相比，氣體脈動性小，振動也小，噪聲低。風(fēng)機2根軸上的葉輪與橢圓形殼體內(nèi)孔面，葉輪端面和風(fēng)機前后端蓋之間及風(fēng)機葉輪之間者始終保持微小的間隙，在同步齒輪的帶動下風(fēng)從風(fēng)機進風(fēng)口沿殼體內(nèi)壁輸送到排出的一側(cè)。風(fēng)機內(nèi)腔不需要潤滑油，結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，性能穩(wěn)定，適應(yīng)多種用途，已運用于廣泛的領(lǐng)域。
6.2 羅茨風(fēng)機的特性
(1)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；
(2)葉輪和軸為整體結(jié)構(gòu)且無磨損，風(fēng)機性能持久不變，可以長期連續(xù)運轉(zhuǎn)；
(3)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；
(4)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；
(5)風(fēng)機油封選用進口氟橡膠材料，耐高溫，耐磨，使用壽命長；
(6)機種齊全，可滿足不同用戶不同用途的需要。
6.3 羅茨風(fēng)機的工頻運行方式
羅茨風(fēng)機的工頻運行方式是電機工頻全速運行，依靠出口放風(fēng)閥來調(diào)節(jié)所需風(fēng)量大小。通過出口放風(fēng)閥門調(diào)節(jié)風(fēng)量的方式存在如下弊端：
(1)出口放風(fēng)閥調(diào)節(jié)反應(yīng)滯后，調(diào)節(jié)速度慢，調(diào)節(jié)精度低，往往對現(xiàn)場所需風(fēng)量控制不到位，不能滿足現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝要求。
(2)出口放風(fēng)閥調(diào)節(jié)不經(jīng)濟，浪費資源，采用放風(fēng)閥調(diào)節(jié)雖然結(jié)構(gòu)簡單，投資少，但是由于采用出口放風(fēng)閥調(diào)節(jié)，人為的放掉了風(fēng)道的風(fēng)壓和風(fēng)量，大量的能源白白浪費被放風(fēng)閥放出，在能源日益緊缺的今天，顯然已經(jīng)不能適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，節(jié)能改造勢在必行。
(3)電機工頻全速運行時，電機軸承等機械部位磨損嚴(yán)重，另外，由于是轉(zhuǎn)子繞線式異步電機，轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時，其滑環(huán)上的碳刷磨損也相當(dāng)嚴(yán)重，更換周期短，設(shè)備維護量大。
(4)啟動過程復(fù)雜，轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻啟動方式附帶了很多二次回路，維護量大，使用效率卻不高，然而卻不可缺少，啟動方式屬于落后工藝。
綜上所述，要想徹底的改變現(xiàn)有工藝，就必須從源頭改進，即通過改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，以此來滿足現(xiàn)場工藝要求。
6.4 羅茨風(fēng)機的負(fù)載特性
由于羅茨風(fēng)機為容積式風(fēng)機，其負(fù)載特性與螺桿式壓縮機相似，羅茨風(fēng)機的負(fù)載特性屬于周期性沖擊負(fù)載，也可以說是“平均恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載”，軸功率與轉(zhuǎn)速的一次方成正比。在變頻調(diào)速節(jié)能計算時可按恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載計算。轉(zhuǎn)速的改變只改變風(fēng)量，而不改變出口壓力。
6.5 羅茨風(fēng)機的節(jié)能計算
由于羅茨風(fēng)機的工頻運行方式是電機工頻全速運行，依靠出口放風(fēng)閥來調(diào)節(jié)所需風(fēng)量大小，所以其消耗的電功率基本與風(fēng)量的大小無關(guān)，始終維持在較高的水平；既然羅茨風(fēng)機的負(fù)載特性屬恒轉(zhuǎn)矩性負(fù)載，其軸功率與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，其節(jié)電率的計算與采用液力耦合器調(diào)速相似，即：節(jié)電率=變頻器效率－轉(zhuǎn)速比。

圖11 羅茨風(fēng)機示意圖

作者簡介
徐甫榮(1946-) 男 1970年畢業(yè)于西安交通大學(xué)電機工程系發(fā)電廠電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)專業(yè)，后在西安電子科技大學(xué)攻讀碩士研究生。畢業(yè)后國家電力公司熱工研究院自動化所工作，任總工程師，教授級高工，現(xiàn)為深圳市科陸變頻器公司工程技術(shù)總監(jiān)，享受國家特殊津貼的專家。主要從事火電廠熱工自動化和交直流電機調(diào)速拖動及節(jié)能技術(shù)的研究工作，在國內(nèi)外各類學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文五十余篇，專著“高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實踐”等兩本。

參考文獻(略)
(未完待續(xù))

作 者：國家電力公司熱工研究院自動化所 徐甫榮