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為什麽很多大功率變流器(整流器、變頻器)的散熱風道口處用離心風機,而不用軸流風機?

軸流式風機與離心式風機性能比較

1.軸流式風機如采用動葉片角度可調節,則效率較高。並可使風機在高效率區域內工作,因此,運行費用較離心式風機明顯降低。軸流式風機效率最高可達90%,機翼型葉片的離心式風機效率可達92.8%,兩者在設計負荷時的效率相差不大。但是當機組帶低負荷時,動葉片角度可調節軸流式風機(以下簡稱動調風機)的效率要比具有入口導向裝置調節的離心式風機高許多(見表1)。當機組負荷在55%左右時,軸流式風機的效率將比離心式高2倍以上。

附表1?軸流式送風機與離心式送風機運行效率與軸功率對比表

機組容量風機類型 220MW 375MW

離心式 軸流式 離心式 軸流式

性能對比 風量(m3/?min) 7400 7400 11380 11380

風壓kpa 7.80 7.80 8.75 8.75

轉速(r/min) 1150 1150 1160 1750

軸功率(kw) 1100 1100 1858 1815

電動機功率(kw) - - 2100 2000

風機效率% 機組負荷100% 84 86 34 86

機組負荷81% 69 83.5 - -

機組負荷54% 28 71 - -

機組負荷50% - 25 70

通過表1可以看出,當機組負荷為100%時,軸流風機和離心風機的效率分別為80%與84%,當機組負荷降到54~50%時,軸流風機效率將比離心風機高2.53~2.81倍。

2.軸流式風機對風道系數風量變化的適應性優於離心式風機。尤其是運行中鍋爐煙道積灰等阻力變化,以及煤種變化引起風機風量和壓頭的變化。為了考慮克服以上因素,在選擇離心式風機的裕量要大壹些,因此效率會顯著的下降。而軸流式風機可以采用動葉片角度調節來適應風量、風壓的變化,而對風機的效率影響卻很小。

3.軸流風機基礎重量及飛輪效應等方面都比離心式風機優越,軸流風機比離心式風機的重量輕,所以支撐風機和電動機的結構亦較輕。而且還可節約基礎重量。軸流式風機結構緊湊,外形尺寸小,占據空間亦少。如相同性能風機作對比,則軸流風機所占空間尺寸比離心式風機小30%。

軸流風機有低的飛輪效應值(kg.m2),這是由於軸流風機允許采用較高的轉速和較高的流量系數。所以在相同的風量、風壓參數下軸流風機的轉子重量較輕,即飛輪效應較小,使得軸流風機的啟動力矩大大地小於離心風機的啟動力矩。壹般軸流式風機的啟動力矩只有離心式風機啟動力矩的14.2%~27.8%,因而可明顯地減少電動機功率裕量對電動機啟動特性的要求,降低電動機的投資。而離心風機由於受到材料強度的限制,葉輪的圓周速度也受到限制。而轉速低,使離心風機的轉子大而重,飛輪效應值顯著增大,會使風機的啟動帶來困難,電動機功率要比正常運行條件下所需的功率大得多,這樣在正常運轉時,電動機又經常在欠載運轉,增加電動機的造價,降低電機的效率。

4.軸流風機的轉子結構要比離心風機轉子復雜,旋轉部件多,制造精度要求高,葉片材料的質量要求也高。再加上軸流風機本身特性,運行中可能要出現喘振現象。所以軸流風機運行可靠性比離心風機稍差壹些。但是動葉可調的軸流風機由於從國外引進技術,從設計、結構、材料和制造工藝上加以改進提高,使目前軸流風機的運行可靠性可與離心風機相媲美。

5.軸流風機如與離心風機的性能相同的話,則軸流風機的噪聲強度比離心風機高,因為軸流風機的葉片數往往比離心風機多2倍以上,轉速也比離心風機高,因此軸流風機的噪聲頻率位於較高倍的頻程頻帶。國外資料報導,不裝設消聲器的軸流送風機的噪聲水平可達110~130dB,離心送風機噪聲水平約在90~110dB。然而,對於性能相同的兩種風機,把噪聲消減到允許的噪聲標準(85dB),在消聲器上所花費的投資相差不大。軸流式風機而言,又可分為動葉片角度可調節和入口靜葉片可調節兩種形式的風機。