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摘要：本文介紹了風光高壓變頻器在漢源錦泰礦業(yè)有限公司沸騰焙燒爐羅茨鼓風機中的應用情況。現(xiàn)場運行情況表明，采用高壓變頻器對沸騰焙燒爐羅茨鼓風機進行調(diào)速節(jié)能，節(jié)能效果是明顯的。
關(guān)鍵錦工：高壓變頻器,沸騰焙燒爐,羅茨鼓風機,節(jié)能
1用戶簡介
漢源錦泰礦業(yè)有限公司是一家股份制民營企業(yè)，具有日處理鉛鋅礦石4000噸，年產(chǎn)0號、1號鋅錠50000噸、硫酸62000噸、鋅焙砂54000噸，日處理電解鋅廢渣200噸的生產(chǎn)能力；總投資已達12億多元人民幣，已發(fā)展成集鉛鋅礦開采、浮選、焙燒制酸、冶煉和廢渣綜合利用為一體的集團化公司，是我國西部地區(qū)設(shè)備、工藝和技術(shù)較先進、產(chǎn)品質(zhì)量最好、生產(chǎn)能力較大、銷量較大的鉛鋅生產(chǎn)企業(yè)之一。漢源錦泰礦業(yè)有限公司有一座40m2沸騰焙燒爐，而羅茨鼓風機又是沸騰焙燒爐的心臟設(shè)備，在2014年設(shè)備節(jié)能改造中，對羅茨鼓風機采用變頻調(diào)速技術(shù)，取得了較好效果。現(xiàn)場羅茨鼓風機參數(shù)如下表1、表2所示。
表1 電機參數(shù)
型號
YKK560 2-10
額定電壓
10kV
額定電流
31.9A
功率因數(shù)
0.78
轉(zhuǎn)速
594r/minr
冷卻方式
IC611
廠家
錦工電機廠有限責任公司
表2 鼓風機
型號
L105WP 3
流量
669m3/min
主軸轉(zhuǎn)述
580r/min
升壓
29.4kP
電機功率
10-400kW
執(zhí)行標準
JB/T8941.1～2-1999
廠家
四川省鼓風機制造有限責任公司
2沸騰焙燒爐
2.1沸騰焙燒爐介紹
沸騰焙燒以流態(tài)化技術(shù)為基礎(chǔ)。固體顆粒在氣流的作用下，構(gòu)成流態(tài)化床層似沸騰狀態(tài)，被稱作流態(tài)化床或沸騰床。這樣礦石可在沸騰狀態(tài)下進行加熱還原，有利于提高焙燒礦質(zhì)量。焙燒過程有反應熱放出，產(chǎn)生含有二氧化硫的氣體主要用來制造硫酸，礦渣則用作冶金原料。硫化礦沸騰焙燒技術(shù)是50年代初聯(lián)邦德國的巴登苯胺純堿公司和美國的多爾公司分別開發(fā)的。沸騰焙燒爐結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1結(jié)構(gòu)示意圖
沸騰焙燒爐爐體（見圖1）為鋼殼內(nèi)襯保溫磚再襯耐火磚構(gòu)成。為防止冷凝酸腐蝕，鋼殼外面有保溫層。爐子的最下部是風室，設(shè)有空氣進口管，其上是空氣分布板。空氣分布板上是耐火混凝土爐床，埋設(shè)有許多側(cè)面開小孔的風帽。爐膛中部為向上擴大的圓錐體，上部焙燒空間的截面積比沸騰層的截面積大，以減少固體粒子吹出。沸騰層中裝有廢熱鍋爐的冷卻管，爐體還設(shè)有加料口、礦渣溢流口、爐氣出口、二次空氣進口、點火口等接管。爐頂有防爆孔。
2.2沸騰焙燒爐工作原理
沸騰焙燒爐工作原理是利用流態(tài)化技術(shù)，是參與反應或熱、質(zhì)傳遞的氣體和固體充分接觸，實現(xiàn)他們之間最快的傳質(zhì)，傳熱賀棟梁傳遞速度，獲得最大的設(shè)備生產(chǎn)能力。
（1）流化床的形成
當流體的氣流速度繼續(xù)增大到一定值，床層開始膨脹和變松，全部顆粒都懸浮在向上流動的流體中，形成強力攪渾流動。這種具有流體的某些表觀特征的流-固混合床成為流化床。在氣-固流化床中，形成顆粒強烈翻滾，故又稱為沸騰床。
（2）流態(tài)化范圍與操作速度
從臨界速度開始流態(tài)化，到帶出速度下流化床開始破壞這一速度范圍成為流態(tài)化范圍。它是選擇操作流態(tài)化速度的上下極限。流態(tài)化范圍越寬，流化床的操作越穩(wěn)定。這一范圍大小可以用帶出速度與臨界速度的比來表示。理論和實際證明，顆粒月細則流態(tài)化范圍越小，不規(guī)則的寬篩分物料的流態(tài)化范圍比球形粒子的要小。
實際上多數(shù)工業(yè)流化床內(nèi)粒級分布較寬，所以合理的操作速度應是絕大部分顆粒正常流態(tài)化而又不大于某一指定粒級的帶出速度。一般根據(jù)林杰流態(tài)化速度并利用流態(tài)化指數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定操作氣流速度。
3沸騰焙燒爐變頻節(jié)能原理
沸騰焙燒爐是利用流態(tài)化技術(shù)的熱工設(shè)備，已廣泛應用于鋅精礦的焙燒。它具有氣-固相間傳熱質(zhì)速度快、層內(nèi)溫度均勻、產(chǎn)品質(zhì)量好、沸騰層與冷卻水套之間傳熱系數(shù)大、生產(chǎn)率高、操作簡單、便于實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化和自動化等優(yōu)點。
鋅精礦的主要物相組成為ZnS，約占70%以上。在沸騰焙燒爐內(nèi)焙燒時主要化學反應式為：ZnS+O2→ZnO+SO2，該反應屬放熱反應，放出的熱量除用于維持爐內(nèi)的焙燒溫度，大部分由高溫煙氣及冷卻水帶走。沸騰爐空氣需要量為20000Nm3/h。通過對沸騰爐層及管網(wǎng)阻力損失的計算，爐子正常生產(chǎn)時，空氣壓力為12500-13500Pa。但考慮到開爐及處理異常情況時的工藝要求，所選風機的富裕量達50%以上，這樣使風機的能力不能充分發(fā)揮。
由于沸騰爐羅茨鼓風機的風量和風壓的余量很大，正常工作時必須將其調(diào)至合理的工況，另外隨著爐子的產(chǎn)量和鋅精礦成分的變化，風機的工況也須調(diào)整。為了調(diào)節(jié)送風量在送風管上放風，調(diào)節(jié)范圍雖大，但浪費極大，風機放空噪音很大，嚴重影響了周圍居民的生活；較好的辦法是采用變頻調(diào)速裝置。電動機的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率f來改變同步轉(zhuǎn)速而實現(xiàn)調(diào)速的，在調(diào)速中從高速到低速都可以保持較小的轉(zhuǎn)差率，因而消耗轉(zhuǎn)差功率小，效率高，是電動機最為合理的調(diào)速方法。風機的轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系式為n＝60f/p（1-s），可見，通過調(diào)節(jié)電流頻率可調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速，從理論上講，風機的流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此，調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速時可以調(diào)節(jié)風機的流量、壓力，軸功率的變化就更明顯。
漢源錦泰礦業(yè)有限公司領(lǐng)導基于節(jié)約能源降低成本，和降低風機運行噪音兩方面考慮，決定選用變頻器對原設(shè)備進行改造。經(jīng)過反復對比決定采用山東新風光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-450F（450kW/10kV）高壓變頻器對沸騰焙燒爐羅茨鼓風機進行變頻改造。
4新風光JD-BP38系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)特點
風光牌JD-BP38系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心，采用無速度矢量控制技術(shù)、功率單元串聯(lián)多電平技術(shù)，屬高-高電壓源型變頻器，其諧波指標遠小于IEEE519-1992的諧波標準，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不必采用輸入諧波濾波器、功率因數(shù)補償裝置和輸出濾波器；不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，可以使用普通的異步電機。產(chǎn)品2003年被列為國家重點新產(chǎn)品，高壓提升機變頻調(diào)速系統(tǒng)2005年被列為國家火炬計劃項目，獲科技部中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項目資助。2007年，高壓變頻器被評為中國名牌產(chǎn)品，是國內(nèi)高壓變頻器行業(yè)為數(shù)不多的兩個名牌產(chǎn)品之一。具體來說，風光高壓變頻器除具有一般普通變頻器的性能外，還具有以下突出特點：
(1)采用高速DSP作為中央處理器，運算速度更快，控制更精準。
(2)矢量控制技術(shù)，通過測量和控制交流電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對交流電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制交流電動機轉(zhuǎn)矩的目的。啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應快，調(diào)速精度高，帶負載能力強。
(3)快速飛車啟動功能。能夠識別電機的速度并在電機不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動。在變頻器受到負載沖擊保護后可對其自動復位，然后再自動啟動，即可避免重要場合（如水泥廠高溫風機）變頻保護停機造成的損失。快速飛車啟動技術(shù)可實現(xiàn)變頻器在0.1s之內(nèi)從保護狀態(tài)復位重新帶載運行。
(4)工頻/變頻無擾切換技術(shù)。現(xiàn)在的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般設(shè)置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時能使高壓電機轉(zhuǎn)至工頻運行，旁路切換有手動旁路和自動旁路切換兩種型式，手動旁路需人工操作，適應于無備用裝置或不重要的運行工況，自動旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動轉(zhuǎn)換至工頻運行。新風光公司提供的自動旁路切換柜，不僅可實現(xiàn)變頻故障情況下自動由變頻轉(zhuǎn)換至工頻運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻運行的功能，整個轉(zhuǎn)換過程不會對用戶設(shè)備的運行造成任何影響。
(5)電網(wǎng)瞬時掉電重啟技術(shù)，電網(wǎng)瞬間掉電可自動重啟，可提供最長60s的等待時間。
(6)線電壓自動均衡技術(shù)（星點漂移技術(shù)）。變頻器某相有單元故障后，為了使線電壓平衡，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動均衡技術(shù)通過調(diào)整相與相之間的夾角，在相電壓輸出最大且不相等的前提下保證最大的線電壓均衡輸出。
(7)振蕩抑制技術(shù)，電機輕載或者空載的時候會出現(xiàn)局部不穩(wěn)定現(xiàn)象，這時電流幅值波動很大，電流的振蕩有可能會導致系統(tǒng)因為過流或過壓而觸發(fā)保護。新風光公司采用優(yōu)越的電流算法，有效地抑制電流的振蕩，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。
(8)多機主從控制技術(shù)，變頻器具備主從控制功能，多臺變頻器之間可通過數(shù)據(jù)總線組成主從控制網(wǎng)絡。將其中的一臺設(shè)為主機，其他設(shè)為從機，主機實時采集各從機的狀態(tài)信息，同時發(fā)送給各從機頻率、轉(zhuǎn)矩指令，實現(xiàn)各臺變頻器的功率平衡和綜合控制。該技術(shù)適用于皮帶機、摩擦式提升機等需要功率平衡控制的場合。
(9)輸出電壓自動穩(wěn)壓技術(shù)，變頻器實時檢測各單元母線電壓，根據(jù)母線電壓調(diào)整輸出電壓，從而實現(xiàn)自動穩(wěn)壓功能。避免電網(wǎng)波動對輸出電壓的影響。
(10)故障單元熱復位技術(shù)，若單元在運行中故障，且變頻器對其旁路繼續(xù)運行，此時可在運行中對故障單元進行復位，不必等變頻器停機。
（11）單元直流電壓檢測：實時顯示檢測系統(tǒng)的直流電壓，從而實現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制，降低諧波含量，保證輸出電壓的精度，提升系統(tǒng)控制性能，并可使保證運行維護人員實現(xiàn)對功率單元運行狀況的全面把握。
（12）具備突發(fā)相間短路保護功能。如果由于設(shè)備原因及其他原因造成輸出短路，此時如果變頻器不具備相間短路保護功能，將會導致重大事故。變頻器在發(fā)生類似問題時能夠立即封鎖變頻器輸出，保護設(shè)備不受損害，避免事故的發(fā)生。
（13）限流功能：當變頻器輸出電流超過設(shè)定值，變頻器將自動限制電流輸出，避免變頻器在加減速過程中或因負載突然變化而引起的過流保護，最大限度減少停機次數(shù)。
（14）多種控制方式，可選擇本機控制、遠控盒控制、DCS控制支持MODBUS、PROFIBUS等通訊協(xié)議頻率設(shè)定可以現(xiàn)場給定、通訊給定等支持頻率預設(shè)、加減速功能。
5高壓變頻器主回路控制方案
高壓變頻器設(shè)備安裝在風機值班室內(nèi)，原高壓柜至電機的高壓電纜用做改造時電機至變頻器連接電纜，變頻器至高壓柜電纜重新敷設(shè)，同時敷設(shè)集控室至高壓變頻器的控制電纜用于變頻器的遠程控制，采集現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)信號，實現(xiàn)設(shè)備的實時調(diào)節(jié)及信號反饋。此外還需敷設(shè)一根高壓柜至變頻器的控制電纜，用于高壓柜合閘允許和高壓柜緊急分閘控制。
一次接線如圖2所示。
圖2手動旁路柜
圖2旁路柜中，共有3個高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動機構(gòu)，實現(xiàn)電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，電機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調(diào)試。
旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時，絕對不允許操作旁路隔離開關(guān)與變頻輸出隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。
故障分閘：將變頻器“高壓分斷”信號與旁路柜“變頻投入”信號串聯(lián)后，并聯(lián)于高壓開關(guān)分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，當變頻器出現(xiàn)故障時，分斷變頻器高壓輸入；旁路投入狀態(tài)下，變頻器故障分閘無效。
保護：保持原有對電機的保護及其整定值不變。
6焙燒爐風機改造運行情況
沸騰焙燒爐羅茨鼓風機高壓變頻器2014年4月一次正式投入運行，至今運行正常。改造達到了預期目的。羅茨鼓風機電機電流大大減小，風機運行噪聲大大降低。變頻運行后，送風管上防風管關(guān)閉，根據(jù)焙燒爐生產(chǎn)量的大小，隨時調(diào)節(jié)羅茨鼓風機的風量大小，滿足生產(chǎn)沸騰爐的工藝要求，而且現(xiàn)場人員操作非常方便。
6.1節(jié)能計算
2014年5月漢源錦泰公司節(jié)能服務中心隨機對羅茨鼓風機高壓變頻器進行了測試，記錄數(shù)據(jù)如表3所示。
表3 工頻、變頻時運行情況
工頻運行電流
額定電流
工頻放風閥門開度
變頻頻率
變頻放風風門開度
變頻輸入電流
變頻輸出電流
沸騰焙燒爐羅茨鼓風機
22.3A
31.9A
40%
26Hz
0%
7.2A
20.5A
根據(jù)表3，沸騰焙燒爐羅茨鼓風機工頻運行時，功率因數(shù)取0.8，電源電壓10.20kV，計算每小時耗電為：315.2kW。沸騰焙燒爐羅茨鼓風機變頻運行時，功率因數(shù)為0.97，變頻輸入電壓10.20kV，計算每小時耗電為：123.4kW。較工頻運行時每小時節(jié)約電量191.8kW。每年運行300d，每天運行24h，那么年節(jié)約電量：191.8kW×24h×300d=138.096萬kW?h。
通過以上變頻運行數(shù)據(jù)，在與生產(chǎn)工況基本相同的工頻運行相比，電機電流、消耗功率大大減小，節(jié)能效果是非常明顯的。
6.2間接效益
（1）提高控制精度，安裝變頻器后，引入壓力反饋信號，采用變頻器的PID閉環(huán)控制或DCS控制轉(zhuǎn)速自動保持生產(chǎn)所需風壓，從而提高了壓力控制精度，而且與閥門相比更直觀，方便調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速來滿足生產(chǎn)需要。
（2）有效地改善了現(xiàn)場運行環(huán)境。采用變頻調(diào)速后，大大減少了風機管道震動頻率和噪音。消除了風機的旁路放空噪聲，解決了風機擾民問題，改善了工人的工作環(huán)境。
（3）減少了維護工作量和維護費用，延長了設(shè)備的使用壽命。
由于采用了變頻調(diào)速技術(shù),電機啟動、調(diào)速平穩(wěn),不存在啟動電流沖擊,減少了羅茨鼓風機出口壓力瞬間提高對風機和電網(wǎng)的沖擊,而且羅茨鼓風機和驅(qū)動電機都處于相對額定轉(zhuǎn)速較低的轉(zhuǎn)速上，因而其零部件的機械磨損減少,降低了維護費用，延長了風機使用壽命。
7結(jié)束語
綜合看來，漢源錦泰礦業(yè)有限公司沸騰焙燒爐羅茨鼓風機采用高壓變頻器進行改造后，提高了沸騰焙燒爐風機的運行效率，降低了鋅錠的生產(chǎn)成本，對保證沸騰焙燒爐的安全運行起著重要的作用。
參考文獻
[1]山東新風光電子使用手冊[Z]山東新風光電子科技發(fā)展有限公司
作者簡介
徐西甲，技術(shù)支持工程師，供職于山東新風光電子科技發(fā)展有限公司。
張建忠，高級工程師，漢源錦泰礦業(yè)有限公司鋅焙砂廠廠長。
羅茨鼓風機的壓力可以達到2公斤的壓力嗎？今天有位朋友咨詢我們錦工風機，想選用2公斤壓力的羅茨鼓風機，羅茨鼓風機的可以達到兩公斤的壓力嗎？
1、單級升壓
羅茨鼓風機單級升壓可以達到98kpa，單級升壓的羅茨鼓風機達不到2公斤的壓力，單級升壓的羅茨鼓風機有三葉型的，也有二葉型的，壓力都是在98kpa以下。
2、雙級升壓
雙級升壓可以達到2公斤的壓力，需要兩臺風機串聯(lián)起來使用，所升壓的空氣需要通過水冷管進行冷卻，高壓力的風機一般采用雙級串聯(lián)。
3、其他種類風機可以實現(xiàn)嗎？
其他類型的風機有很多可以實現(xiàn)，比如螺桿壓縮機、往復式壓縮機等，此類壓縮機的升壓能力較高，風量范圍受限。
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：羅茨鼓風機
不同型號的熔噴機配置的羅茨風機的型號不同，具體的需要看我們的機型多大，一般來說，熔噴機配置的風機壓力不小于70kpa，這就需要羅茨風機能夠達到70kpa以上的壓力，還需要能夠保證風量足夠。
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2、常用的風機型號
在熔噴布風機使用中，羅茨風機常使用的型號有：125型號風機、175型號風機、200型號風機，壓力可以從9.8kpa做到200kpa。
3、溫馨提示
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1、調(diào)節(jié)范圍
羅茨鼓風機的機頭型號固定之后，只能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)風量，因為設(shè)計的原因，只能在性能曲線內(nèi)進行調(diào)節(jié)風量，下面給大家舉一個例子：
錦工150型號風機，風量調(diào)節(jié)范圍為：10.39-29.61m3/min，超出這個范圍，只能更換其他型號的風機了。
2、調(diào)整方法
常見方法有以下三個：
第一，更換皮帶輪的大小，通過調(diào)節(jié)皮帶輪的大小，來調(diào)整風機的轉(zhuǎn)速，達到調(diào)整風量的目的；
第二，更換電機型號，更換其他轉(zhuǎn)速的電機，其他電機功率的電機，來達到調(diào)整風量的目的。
第三，加裝變頻控制柜，通過給電機增加變頻控制柜，來控制電機的轉(zhuǎn)速，來達到調(diào)整風量的目的。
3、其他問題整理
關(guān)于三葉羅茨風機風量的問題還有很多，今天?HuaDong風機原創(chuàng)?錦工風機給大家簡單整理下：
首先，風量下降，我們使用的羅茨鼓風機，時間久了，發(fā)現(xiàn)風機的風量出現(xiàn)下降，排除管道泄漏方面的問題，可能是皮帶的問題，比如，皮帶過松，導致的風機轉(zhuǎn)速下降的問題。
關(guān)于羅茨風機選型一直被大家所關(guān)注，不僅僅是因為不同廠家的選型存在差異，自身選擇的時候也需要進行一定的計算，所以，選型很重要，選型要保證準確才行。
1、看選型手冊選型
如果我們知道風壓，然后根據(jù)選型手冊進行風量的估計，如果能夠有電機功率參數(shù)，也可以幫助到選型，知道壓力參數(shù)，再知道電機功率，可以縮小選型的范圍。
2、其他工況進行選型
如：我們是做水產(chǎn)養(yǎng)殖或者污水曝氣的，我們可以根據(jù)池子的水深還有長寬高，進行選型，保證風量要充足，一般，污水曝氣行業(yè)都有自己的技術(shù)，因為污水處理需要設(shè)計很多參數(shù)，所以，這些參數(shù)都是很詳細的。羅茨風機選型參數(shù)有哪些？
3、廠家推薦
如果我們只有壓力參數(shù)，沒有其他的參數(shù)，我們可以聽一下廠家的建議，根據(jù)以往的經(jīng)驗，幫助我們對風量進行確定。
小結(jié)：只有壓力參數(shù)確定風量是比較困難的，一定會涉及到其他的參數(shù)，才能更加準確的對風機進行選型。
羅茨鼓風機的選型，需要具備兩個參數(shù)：風量和壓力，沒有這兩個參數(shù)，可以提供一下其他的一些參數(shù)，幫助選型。
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羅茨風機水泵類負載是典型的變轉(zhuǎn)距負載，即風量與轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)距或風壓與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比，故在低速運行時，負載轉(zhuǎn)距非常小。
通常羅茨風機水泵類負載多是根據(jù)滿負荷工作需用量來選型，實際應用中大部分時間并非工作于滿負荷狀態(tài)，當采用電機直接方式，由于轉(zhuǎn)速無法調(diào)節(jié)，常用擋風板、閥門來調(diào)節(jié)風量或流量，這樣羅茨風機不僅造成能源的浪費而且由于過大的啟動電流造成電網(wǎng)沖擊和設(shè)備的震動和水錘現(xiàn)象。
采用變頻調(diào)速器控制羅茨風機、泵類負載是一種理想的控制方法，當電機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時，理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)的三次方，即50%左右(理論依據(jù)：流量：q2/q1=n2/n1;揚程：h2/h1=(n2/n1)2;輸入功率：p2/p1=(q2/q1)*(h2/h1)=(n2/n1)3;其中：q:流量，n:轉(zhuǎn)速;h:揚程，p功率。舉例：當前轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速80%時，n2=0.8n，功率p2=0.8*0.8*0.8p=0。512p，即當前速度下降到80%，所需要的功率只需要原來的51%。
羅茨風機的風壓、風量、功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：羅茨風機
通風機的轉(zhuǎn)速n可用轉(zhuǎn)速表直接測量，其數(shù)值用每分鐘多少轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)/分)來表示。
小型羅茨風機的轉(zhuǎn)速一般較高，往往與電動機直接相連。
大型羅茨風機的轉(zhuǎn)速較低，一般用皮帶傳動與電動機相連，改變皮帶輪的直徑即可調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，其關(guān)系如下： n1/n2=d2/d1 式中： n1，n2——風機;電動機的轉(zhuǎn)速 d1，d2——羅茨風機和電動機的皮帶輪的直徑。
如要改變風機的轉(zhuǎn)速，只要改變通羅茨風機或電動機中任意一個皮帶輪的直徑即可。 當改變風機轉(zhuǎn)速時，風機的特性參數(shù);特性曲線也隨之改變，亦即，風機在每一轉(zhuǎn)速下都有其相應的特性曲線。 當轉(zhuǎn)速改變時，風機的特性參數(shù)Q，H，N的變化可按下式計算： Q/Q`=n/n` H/H`=(n/n`)2 N/N`=(n/n`)3
以上可見，如果通風機的轉(zhuǎn)速由n改變?yōu)閚ˊ時，羅茨風機的風量變化與轉(zhuǎn)速比的一次方成正比;風壓變化與轉(zhuǎn)速比的二次方成正比；功率變化與轉(zhuǎn)速比的三次方成正比。
所以在增加羅茨風機轉(zhuǎn)速時，必須重新計算所需功率，注意原來配備的電機是否會過載。
通風機的幾個性能參數(shù)不是固定不變的，它們之間都有一定的內(nèi)在聯(lián)系。
要了解羅茨風機風壓、風量的計算方法，首先來區(qū)分一下兩者，通常風壓單位為mmAq（毫米水柱）、風量單位為m3/min（立方米每分鐘），風機風量的定義為：風速V與風道截面積F的乘積。大型風機由于能夠用風速計準確測出風速，所以風量計算也很簡單，直接用公式Q=VF，便可算出風量。
但是實際情況需要考慮的因素比較多，例如：一臺羅茨機銘牌標的500m3/min，因為機子進口溫度、環(huán)境溫度、進出口壓力變化。那么要如何計算實際風量?
看到這樣的一個問題之后，我首先需要了解以下知識：羅茨風機的風量會受到哪些因素的影響?
1、周邊環(huán)境壓勵
這個很好理解，平原地區(qū)與高原地區(qū)空氣密度不同，空氣的含量不同，所以，大氣壓力會影響到風量。
2、內(nèi)泄漏的情況
風機內(nèi)部配件之間有一定的間隙， 羅茨鼓風機屬于強制性輸送設(shè)備，在輸送過程中，氣體會透過間隙進行回流，對風量存在一定的影響。
3、環(huán)境與溫度
環(huán)境不同、周邊溫度不同，羅茨鼓風機輸送風量也是不同的，例如：潮濕環(huán)境、夏季與冬季，其中會影響到環(huán)境中的水蒸氣，對于空氣的整體密度和質(zhì)量也會有所影響。
這是三個基本的風量影響因素，上面的網(wǎng)友提到了進口溫度、 環(huán)境溫度、進出口壓力，羅茨鼓風機為恒流量風機，前方管道壓力在合理范圍內(nèi)變化，風機的輸送風量是不會發(fā)生變化的。如果過分超壓，風機會倒轉(zhuǎn)，造成風機的損壞。在實際工作環(huán)境中，如果我們的風機并不存在較為嚴重的內(nèi)泄漏，風機的風量一般為銘牌所標注的。
在實際工況中，很難根據(jù)公式來對羅茨風機的風量進行計算，較為簡單的方法就是購買一件風量風壓測量儀，根據(jù)測量儀的數(shù)值標準來定即可。如果您想要采購我們的風機，請電話聯(lián)系：，掃一掃了解風機行業(yè)應用案例等。
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羅茨風機風量與風壓的關(guān)系
氣力輸送系統(tǒng)中很多情況下都會用羅茨風機做為動力源，但許多氣力輸送行業(yè)的從業(yè)者對羅茨風機風量與風壓的關(guān)系了解的不是太多。
羅茨風機風壓與風量是什么關(guān)系呢？
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羅茨風機的運行有不同的情況。那怎么在流量保持不變的情況下，去改變風機的壓力呢？
對于羅茨風機性能有一定了解的行業(yè)人士會知道，其實羅茨風機的轉(zhuǎn)速是不會干擾風機的風壓，也就是說無論其轉(zhuǎn)速如何變化，設(shè)備的風壓也能夠保持不變。而風機轉(zhuǎn)速則與風量之間呈正比例的關(guān)系，也就是風量愈大，風機的轉(zhuǎn)速也就越高。
羅茨風機壓力方面的特性主要有以下幾方面：在一定的壓力范圍內(nèi)，系統(tǒng)的變化影響壓力的大小。
①設(shè)備的壓力具有自適應性，隨著系統(tǒng)阻力的變化而改變。
②壓力有所變化時，流量的變化較小，因為羅茨風機具有強制輸氣的排氣特性。
根據(jù)以上特性，我們可以通過以下方式來改變風機的壓力。
①改變系統(tǒng)需要壓力，簡單的說：改變出風口口徑大小。大則降壓，小則升壓。
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②調(diào)整設(shè)備工作運行間隙。
③在設(shè)備上安裝泄壓閥。
風量與風壓的關(guān)系
羅茨風機是靠葉輪與機殼之間的密閉間隙強制空氣流動，而軸流和離心是靠葉片將動能傳遞給空氣而流動，因此羅茨風機輸送氣體流量不會因管道壓力增大而減小多少，只是因管道壓力變大的把空氣的體積壓縮了，但總的流量是不變的，體積變化也不大，不會出現(xiàn)幾倍這樣的情況，而軸流和離心當管道內(nèi)壓力變大時，流量會明顯減小，而且壓力越大流量越小，鼓不動的時候，流量就為零了。
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原標題：羅茨鼓風機型號及參數(shù)表
很多客戶對于羅茨風機型號及參數(shù),有一定疑問與不解,其實這個問題只需要幾個參數(shù)便可以解決,其中,流量和壓力是最關(guān)鍵的參數(shù),此外羅茨風機電機功率的大小也是確定型號的,羅茨風機選型問題一般提供參數(shù)為:壓力,流量電機功率,風機口徑,風機轉(zhuǎn)速！
曝氣用風機流量選擇根據(jù)曝氣池的體積計算每分鐘大約曝氣流量多大；氣力輸送用風機的參數(shù)選擇根據(jù)要輸送的介質(zhì)、輸送的水平、垂直距離，管道彎頭個數(shù)等計算！
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羅茨鼓風機型號參數(shù)對照表
羅茨鼓風機是常見的鼓風機，務必計算合理的參數(shù)模式才可以使用。電力和資金消耗大，不可以實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保效果。模式太小，不可以滿足工作場地要求，高壓羅茨鼓風機的下面這一些參數(shù)在選擇時務必掌握。
許多客戶針對羅茨鼓風機型號及參數(shù)，有相應疑問與想不通，實際上這個問題只必須一些參數(shù)便能夠 解決，在其中，流量和壓力是最核心的參數(shù)，另外羅茨風機功率的大小也是明確型號的，羅茨風機型號選擇問題通常出示參數(shù)為：壓力，流量功率，風機口徑，風機轉(zhuǎn)速！
具體羅茨鼓風機型號參數(shù)表如下：
ZSR50型羅茨風機：流量：0.78-2.48m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR65型羅茨風機：流量：1.07-3.64m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR80型羅茨風機：流量：2.36-5.43m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR100型羅茨風機： 流量：3.28-9.07m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 125型羅茨風機： 流量：5.37-12.48m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 125L型羅茨風機： 流量：8.05-20.11m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 150型羅茨風機： 流量：10.39-27.05m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 175型羅茨風機： 流量：19.65-40.57m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 200D型羅茨風機： 流量：21.50-45.70m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 200型羅茨風機： 流量：27.63-59.20m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 225型羅茨風機： 流量：33.19-71.08m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 250型羅茨風機： 流量：60.7-94.3m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 300型羅茨風機： 流量：85.9-134.7m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
ZSR 300A型羅茨風機： 流量：101.9-157.4m3/min 升壓：9.8kPa-58.8kPa.
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羅茨鼓風機選型中風量和風壓計算方法的探討
袁 泉/金科環(huán)保工程有限公司
姚 斌/銀川污水處理有限公司
摘要：針對污水處理廠羅茨鼓風機在使用狀態(tài)與標準狀態(tài)下，進口溫度、壓力等條件發(fā)生變化時，導致風機的性能也發(fā)生變化這種情況，探討了設(shè)計選型時，鼓風機容積流量、出口壓力等的確定方法，結(jié)合工程熱力學原理及羅茨鼓風機的工作原理，推導了流量的計算公式，并通過實際工程中選型設(shè)計的計算范例，說明了計算公式的使用方法。
關(guān)鍵錦工：羅茨鼓風機 設(shè)計 選型
中圖分類號：TH444 文獻標識碼：B
文章編號：1006-8155（2006）06-0023-04
Discussion on Calculation Method of Flow and Pressure in Fan Selection for Roots Blower
Abstract: Under the operation and standard condition, the performance of Roots blower in sewage treatment plant is changed with inlet temperature and pressure, aiming at this problem, the method to determine volume flow and outlet pressure of blower are discussed. Combining with thermodynamics and the operation principle of blower, the calculation formula of flow is derived, and the using method of the calculation formula is explained through example of selection and design in actual engineering.
Key words: Roots blower Design Selection
引言
羅茨鼓風機是污水處理工程中常用的充氧設(shè)備，在污水廠鼓風機選型時，風機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標準進氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，我國規(guī)定的風機標準進氣狀態(tài):壓力p0=101.3 kPa，溫度T0=20℃，相對濕度=50%，空氣密度ρ=1.2 kg/m3。然而風機在實際使用中并非標準狀態(tài)，當鼓風機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風機的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計選型時就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實際使用狀態(tài)將風機的性能要求，換算成標準進氣狀態(tài)下的風機參數(shù)來選型。
2 鼓風機出口壓力的計算
出口壓力的計算方法
這里所說的出口壓力為鼓風機標準狀態(tài)和使用狀態(tài)下出口的絕對壓力：
p1′=p2+△p2 （1）
式中 p1′—— 標準狀態(tài)下風機的出口壓力（絕對壓力），kPa
p2 ——使用狀態(tài)下風機進口壓力（環(huán)境大氣壓力），kPa
△p2 —— 使用狀態(tài)下風機的升壓，kPa
出口壓力影響因素的分析
羅茨鼓風機[1]工作過程如圖1所示：在圖1a中，左面為進氣腔，腔內(nèi)壓力與進氣壓力相等；隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，在圖1b、c、d中，容積V保持不變，V內(nèi)氣體壓力與進氣壓力相等；當運行到圖1e的位置時，V與排氣口相連通，排氣口的高壓氣體迅速回流，與低壓氣體混合，使其壓力由進氣壓力突然躍升到排氣壓力。因此，容積式鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身，而是氣體由鼓風機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的 [2]，所以羅茨鼓風機具有強制輸氣的特點。鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上，鼓風機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對壓力（背壓）為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和，如圖1所示。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統(tǒng)的壓力損失增加，“背壓”也會升高，于是鼓風機的壓力也就相應升高；又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統(tǒng)的壓力損失則會減少，“背壓”便不斷降低，鼓風機的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定羅茨鼓風機壓力時，只需要鼓風機在標準狀態(tài)下所能達到的絕對壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深、管路損失之和。
鼓風機空氣流量的計算
羅茨鼓風機選型設(shè)計 羅茨鼓風機進口 羅茨鼓風機國標
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