摘要：节能是国家能源战略的主要组成部分，各行各业都在挖掘系统和设备的节能潜力，部分火电企业对离心风机叶轮车削技术的应用取得了良好的节能效果。其主要应用原理是根据系统的压力和流量的要求，用切割定律，把叶片切割的到最佳位置，达到节能的效果。
关键字：离心风机 节能 切割定律 效率 比转速
1前言
离心风机在发电厂中应用非常广泛，在节能降耗方面有很大的潜力，离心风机的节能措施很多，这里主要根据该公司密封风机实例来介绍离心风机的切割技术的应用，简述离心风机切割的主要方法和注意事项。
2、离心风机节能的主要因素
离心风机是将流体径向进入叶轮叶片后，主要沿径向流动，叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，提高流体的压能和动能，叶轮旋转中心形成真空，从而使流体连接吸入排出。
离心风机工作的主要几个要素：
2.1转速：是风机性能的关键因素，具体转速的选择必须考虑叶片和叶轮的强度，转速越高的风机性能更强。
2.2叶片：根据风机压头与流量来进行选择大小及数量，叶片分前弯式、后弯式、径向式，后弯式是最经济的一种，弯曲角度在18度左右。
2.3叶轮：叶轮的直径直接关系到风机的出力，叶轮越大出力越大，一般改变风机的出力主要就是通过改变转速和叶轮直径来实现。
2.4流体：流体的特性也是风机选型时不得不考虑的问题，流体的黏度、密度等都会对风机产生影响。
2.5离心风机工作的主要效果的反映在：静压、动压、流量、效率。
风机的效率主要与风机运行产的机械损失、容积损失和流动损失有关，如果考虑风机的节能方案，必须从这三个损失着手。但对于流动损失最大，节能一般从流动损失着手。
3离心式风机的主要节能技术
离心风机在低工况点运行的节能措施有以下几个方面：
3.1用降低风机转速来达到节能效果，如变频调速和液力偶合器调速。
3.2.在风机入口加大阻力来减少风机流量达到节能效果，如入口调节门来控制风机出力。
3.3切割叶片长度，降低风机的压力的流量，达到节能效果。
以上三种节能措施各有好处，第一种节能效果最好，可以适用于不同的工况点。但变频器的费用极高，故障率也高，一般采用在长期运行而且工况变化大的风机。第二种，节能效果最差，但费用极低，一般离心风机安装时就会带用入口调节风门。第三种节能效果好，但不能改造工况点，适用于固定工况下的风机使用。
4密封风机叶轮切割实例
某热电有限责任公司4台密封风机都是由于选型太大，风机实际工作点偏离它的最佳工况点。
该公司密封风机型号为：MF6N4.3D155，全风为9Kpa,流量为10m3/s,转速为1480r/min,叶轮直径1550mm,但实际运行时发现全风压达到11Kpa,而且入口调节门的开度只有30%，就此现象反映出系统的实际流量比10m3/s小，造成风机出口压力上升现象，根据风机的性能曲线查出，压力为11KPA时的流量为6.7m3/s，如图4-1所示，并且该公司要求风机的压力只要大于6.5KPA就满足系统要求。
如果采用变频方式来调节速度的方法，改造费用高，而且会增加变频器的电耗，该厂密封风机的压力和流量没有大的变化，运行工况的变化不大，所以采用叶片切割的方法来达到节能的效果。
采用叶片切割定律对风机叶片进行切割，首先必须确定切割的长度及方法。
由于叶轮的出口直径变化使风机的性能曲线平移，首先必须计算风机的比转速，根据公式计算为：
Ns=N×Q0.5÷P全0.75=1480×100.5÷90000.75=4.96
得出风机的比转速为4.96，属于低比转速的风机，由低比转速风机出口速度三角形切割后相近。可以得出切割前后压力的变化和叶片直径的变化的平方相等，切割后的流量变化和叶片直径的变化的平方相等，再根据现实际压力11KPA，叶轮外径为1550mm,再利用切割定律计算改造应达到的流量和压力对应的切割量。
P1/P2=(D1/D2)2
11000÷6500=(1550÷D2)2
D2=1364 （mm）
根据切割定律最后定为切割后叶片的直径为1370mm。按原来叶轮尺寸设计出加工图4-2所示：
虽然切割尺寸已经出来，但如何去切割，应该注意的事项有哪些才能保证切割后的叶轮能正常正作，切割后的叶轮常见问题有以下几种：
4.1 叶轮切割往往破坏叶轮的动、静平衡，所以切割后的叶轮必须做动平衡试验。
4.2 叶轮切割时要注意切割后叶片的形状，工作面恢复原来的叶片出口角度，叶片的背面可扩大叶轮出口有效面积，使流量增加。
4.3 对于低比转速的风机切割时，只切割叶片，保留前后盖板。
4.4 叶片切割后效率会下降，所以叶片的切割量不能超过允许的最大切割量，低比转速风机切割量不能超过20%，比转速相应更换的风机切割量也越小，而且对风机的效率影响更大。
4.5 叶片上车床上切割后，必须做金属检验。必要时消除叶轮的应内力。
该公司采用了用车床切割的方法,保留叶轮前后盖板,加工后做动平衡实验.利用电厂停炉的机会,完成了密封风机叶轮的车削工作,共有时5天.
密封风机改造后运行电流从原来的245A降为165A，风机运行正常，在满足系统流量的情况下，全风压为7KPa,风机的水平、垂直振动值都在0.02mm以内，轴向振动在0.03mm以内，项目改造费用为4.6万元，单台风机节约43KW/h,两台机组每年节省的电为63万度电，合计人民币：24.48万元。
结 论
离心风机在最佳工况点偏离的情况下，切割叶片是投资少、见效快、易实施的一种节能措施，如果风机是在固定工况下，比采用变频器还节省电耗，而且故障率低。
参考文献
【1】杨诗成，王喜魁编著，《泵与风机》，中国电力出版社，2006
【2】续魁昌主编，《风机手册》 机械工业出版社，1999
【3】吴达人主编，《泵与风机》，西安交通大学出版社，1989
论文作者:黄振刚
论文发表刊物:《科技中国》2017年11期
论文发表时间:2018/5/2
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