负压风机报价_国产聚风型风机或成国外“山寨”对象机械百科风机
作为国内风电设备制造企业的顶级盛会,2010全国大型风能设备行业年会暨产业发展论坛于11月13日在保定市高新区闭幕。会上信息透露,我国风电机组单位千瓦造价已从6500元跌到3850元,这意味着国内风机制造已经步入低价竞争的“3000元时代”。这究竟会给产业发展带来哪些影响?作为国内最早建立风电设备制造基地的中国电谷,又将如何应对挑战?
1、风机千瓦造价两年跌近一半
“风机制造业已经进入‘3000元时代’!”11月11日,2010年全国大型风能设备行业年会暨产业发展论坛一开幕,有关专家透露的这一消息立刻引发了所有与会者的高度关注。“做出如此判断,是基于最近一次风电机组招标会上的报价。”与会专家介绍,10月26日,在张家口坝上以及新疆哈密风电基地机组招标会上,12家投标企业中,处于行业领军地位的金风科技和华锐风电分别以每千瓦3850元和3983元的报价,宣告1.5兆瓦风电机组单位千瓦造价跌破4000元。而2008年,1.5兆瓦风电机组的单价还在每千瓦6500元左右。
风机价格回落是近两年我国风电产业发展的一个趋势。与此相反,中国的风电开发却突飞猛进,过去4年,装机容量连年翻番。
数据显示,到2009年底,国内累计安装并网型风电机组21581台,装机容量2580万千瓦。预计今年底累计装机将突破4200万千瓦,并将在2014年前超过美国,成为世界第一风电产业大国。“这样的发展势头决定了风机价格必然下降。”中国农机工业协会风力机械分会秘书长祁和生分析,快速发展中,技术壁垒被突破,带动了风机生产成本逐步下降。另一方面,大量企业进入风电设备制造行业,竞争也导致了价格下降。
面对骤然到来的风机“3000元时代”,位于保定的中国电谷内的风电制造企业大多感受到了前所未有的竞争压力。一位企业负责人告诉笔者:“过度低价竞争,企业利润减少,将使企业没有资金用于进一步研发设计。如果发展成劣币驱逐良币,则会损害行业健康发展。&rdquo,玻璃钢屋顶风机;
竞争所带来的影响,已表现在整个行业中。笔者了解到,目前国内已经有多家风电整机企业停产、甚至挂牌转让,同时风电设备制造企业间的兼并、重组、收购愈演愈烈,产业集中成为发展趋势。
2、扩大产能、技术升级迎战低价竞争
竞争白热化导致行业“洗牌”成为风机“3000元时代”最明显的特征。那么,企业靠什么立于不败?“电谷内的企业首先要努力做大自己。”保定市高新区党工委书记孙金博说。据介绍,位于保定高新区的中国电谷新能源产业已经涵盖风力发电、光伏发电、输变电、节电、储电与电力自动化装备制造六大领域,其中风电方面已形成以整机和叶片为主、控制系统和相关结构件为辅的产业链条,聚集相关企业70余家。
在最近的风电招标中,金风科技报出最低价,其总裁郭健表示,企业通过优化产能,使今年产销量达到3000套以上,依靠规模成本大幅降低。
今年以来,扩大自身产能成为电谷内风电企业不约而同的选择。
据了解,目前整机企业国电联合动力业已完成三期建设;控制系统制造商科诺伟业今年将产能由500台套提高到2000台套;叶片领军企业中航惠腾则在着手四期建设……
“这些扩张不是单纯量的增加,而是在技术突破的基础上,依靠自主创新而完成的产品增量。”有关专家认为,技术进步才是成本降低的根本。
笔者注意到,负压风机降温方案,保定高新区一定程度上已经成为自主创新的集散地:以国内唯一飞机螺旋桨制造企业为技术背景的中航惠腾,发展出了12个系列近40种型号的叶片产品;叶片企业华翼公司开始尝试卖产品的同时卖技术……
“低价竞争不能等同于低质竞争。”许多电谷企业家为别人的担忧,也是对自己的提醒。
、发展全产业链抗衡“投资换资源”
“‘3000元时代’不是洪水猛兽,但也不能漠视轻敌。”保定市高新区党工委书记孙金博说。笔者在采访中发现,“3000元时代”真正对中国电谷造成威胁的是产业发展中所表现的“以投资换资源”的趋势,即国内某些风资源丰富地区向开发企业提出,要想在当地开发风电,必须在当地投建风电企业。年会上,不止一位专家指出,这种做法有碍市场公平竞争,也不利于产业健康发展。但恰是这样的地方政策,使得国内风电制造企业在进行战略布局时不得不优先考虑向风电开发一线聚集。“长远来看,左右投资者的不仅是土地、基础设施等因素,更重要的是产业配套能力等多方面条件。”孙金博认为,电谷虽然不具备风能资源优势,但是电谷的发展环境、产业配套能力是优势。
以完整产业链和发展环境作为竞争取胜的有利条件,保定市高新区明确了这样的指导思路,即致力于打造为企业服务的政策措施、基础设施等各种软硬件环境,同时致力于延伸和完善风电产业链条。
据介绍,保定市高新区下一步将着力拓展两头:一方面将支持华北电力大学等科研机构,使电谷由制造中心转向研发中心;另一方面将发展接续产业,加强试验检测、后期维护等生产性服务能力建设。
与会专家则表示,国内风电机组大都装机两三年就过了保质期了,因此,其后期维修护理需要诞生产业化的服务机构。同时,风电开发前期的咨询、风机产品的检测认证、风电场的运营管理等专业化分工已渐成产业发展新需要,“如果早做谋划,这将成为电谷内产业发展的新亮点。”
2008年,高瑞高压鼓风机三段式在中国震撼登场。因功率与流量上具有无与伦比的竞争力,他被看作是中国风机领域的代表作。
这次亮相的高瑞高压鼓风风机三段式创中国风机三段式之首,是世界上第二款三段式风机。它搭载了世界尖端P54,F级绝缘的二极马达,转动可流露出极速巅峰,最大功率为8.6千瓦,与普通单段风机相比,实现了惊人的50%提升。借助强力马达驱动,高瑞高压鼓风风机三段式流量可达200M3/H,最大负压-700mbar,最大正压1040mbar,成为中国风机市场高级别产品中功率和流量最大的风机之一。
作为香港锋利盛国际“简单与节能”战略下的一款重量级产品,自2008年4月上市后,高瑞高压鼓风风机三段式全球销量达50万台,创造了风机史上的销售神话。高瑞高压鼓风机三段式的到来将进一步丰富高瑞产品系列,极大增强了在机电市场的竞争力。分析认为,高瑞高压鼓风风机三段式将树立中国机电领域中、高端超强功能的风机新标准。
中国西南地区的旱情一度牵动着全国人民的心。《浙商》记者获悉,由宁波银风能源科技股份有限公司(下称“银风能源”)自主研发的中国首台“风光互补空气制水系统”已于3月份正式下线。在国家扶贫办的支持下,将在近期内运往云南等旱情较严重的西南地区,为受灾群众解决饮用水难题。
“目前一台3000瓦的空气制水机,在空气湿度60%以上,温度在零下5摄氏度和28摄氏度之间,一天可产生500公斤的水,在干旱地区可解决10户人家的饮用水问题。”银风能源总经理张建林告诉《浙商》记者。
于2008年正式成立的银风能源科技公司,拥有16项国家专利。“大有金风科技(22.77,0.46,2.06%),小有银风科技,我们要做就做中国小型风机的老大。”张建林踌躇满志,也毫不掩饰银风能源在未来几年内上市的计划。这位拥有多家实业的老总醉心于风电领域10年,业已成为风电光电行业的资深开拓者。
沙漠里一天抽出500公斤的水
“即使在没有电源的沙漠地带,这套制水系统也能借助风力和阳光,实现24小时供水。” 张建林介绍,一台3000瓦的空气制水机,一天可抽出500公斤的纯净水,平均每公斤水的综合成本只有0.14元左右。
新型风光互补空气制水系统是利用风能、太阳能互补发电,带动制冷机系统运转,使空气中的水蒸气遇冷凝结成水珠,汇集滴入蓄水池的一种系统。“与其他技术方案相比,具有节能环保、工作噪声低、长期取水成本低,经净化后直接生成饮用水等特点,可解决日常饮用水来源,缓解缺水地区供水紧张局面。”张建林说,风光互补空气制水最大的优点是充分利用风能和太阳能发电,适用于远离国家电网的边远地区和海岛地区,无需支付电费。此前已在内蒙古半干旱地区试用,取得了比较理想的效果。
接下来,张建林打算将“风光互补空气制水系统”大规模投放市场。4月初,张建林重点考察了云南石林、云贵交界处等旱情严重的地方。在国家扶贫办的支持下,几台风光互补空气制水机将在近期内率先运往旱灾地区。
小型风机老大的底气
“我们要做就做中国小型风机的老大。”张建林说这话不是没有底气的。
在成立银风科技之前,张建林在福建南平等地就已拥有三家中型企业,产值超亿元。从2000年开始,张建林就投身于风电领域,并将公司每年利润的70%投入风力发电研究。10年来,几千万元投入换来的是10多项专利技术。2008年,张建林来到浙江宁海,将自己研发多年的12项发明及新型实用专利全部注入到银风科技。
以此为依托,银风能源已研制出在每秒1.8米风速下就能发电的“风光互补发电系统”,远远超过每秒3.5米至4米的国家标准,产品风能利用率达48.6%,也远高于同类产品。
而这些被通讯、船舶等领域普遍看好的新设备,其“体重”只有同类产品的一半左右。据了解,同类型的风力发电机功率达到400W时,机身重量就已达到了32公斤,风轮受风面积3.8平方米,而银风能源生产的风力发电机功率达到600W时,机身重量也才16公斤,风轮受风面积只有2.3平方米。”张建林说,对机身重量的大幅压缩大大提升了价格优势和产品安全性。这些技术皆为国内首创、国际领先。除此之外,银风科技还自主研发了叶片消音技术,可以将噪音控制在50分贝以内,而同类产品噪音在80分贝以上。这真正解决了风力发电机进市区的难题。
通过近7年的研究,在对叶片的安全性方面也有了重大突破。“可以做到抗老化15年,并且可以在零下40摄氏度至零上100摄氏度的条件下进行工作。”同时,张建林还对叶片的表面增加了防潮的处理,使其在寒冷地区不挂冰,平衡性很好。这些都为风力发电机的超低风速启动奠定了很好的基础。
去年6月,银风能源的第一批低风速风光互补发电设备进军陕西。当时铜川经济开发区已试装了51台国内某品牌的同类产品,但因为质量不过关,后来全部换上了银风能源的产品,并一直稳定运行至今。
另外,银风能源的3000瓦级离网型风力发电设备,则作为农业部示范项目,被安装到吉林省松原市的大型农场上,解决了不能通电垦区的灌溉动力问题。“离网型风光互补发电在中国市场和国外市场销售前景巨大。”张建林表示,仅在中国的老少边穷地区,就有3000万人口用电困难,按一家三口匡算,用电困难家庭达1000万。以10%的产品覆盖率,将有30亿元市场营销份额。道路照明、通讯、船舶、边防哨所、雷达通讯、海岛、航标、学校等也有不可估量的市场潜力,而这些潜力源于产品强有力的竞争性。
多项“秘密武器”
除了国内市场,银风能源还不断“开拓疆土”,将产品销售到了中东、欧洲、美洲等地区,至今为1000多家国外客户提供了环保节能的电力供应方案。就在今年4月的广交会上,银风能源又一举拿到了来自孟加拉国、波兰、法国、美国等国家的1000万美金的风光互补发电系统订单。据张建林透露,他们600千瓦的风力发电机,价格比国内同类出口产品要低三分之一。
今年,另一款专为移动通讯机站独家设计,拥有自主知识产权的风光互补移动基站发电系统也成功进入东北市场,为沈阳铁岭移动公司解决了偏僻林区基站供电难题。目前辽宁省移动公司15个移动基站的合作也正在进行中。
据统计,国内拥有4万多个移动通讯机站,每站须配备1台多机组合式风光互补发电系统,风资源不好的地区每套38万元,风资源好的地区每套5万元,平均每台以15万元的销售价格匡算,就有60亿元的市场销售份额。“今年,我们将达到1亿元左右的销售额。”张建林说。
银风能源还有一个“秘密武器”,那就是地铁活塞风发电系统。
“以北京地铁为例,一年所有的地铁需用电50多万千瓦时。利用地铁活塞风发电可以生产20万千瓦时的电,这样即可节省40%的电。”
“在资源过度开发对环境影响加剧的今天,我们相信低碳产品的市场会越来越大。”张建林充满信心地说。
(浙江省宁海县新闻中心周武军对本文亦有贡献)
专家点评
浙江银泰睿祺创投有限公司董事长 唐曙宁
随着煤、石油等燃料的减少及其开采成本的增加,以及风电机组制造成本的降低、发电效率的提高,加之政策支持力度不断加大,小型离网风力发电产品不但在远离城市的有风无电或缺电地区的农村、江湖渔船、边防哨所、部队、气象、通讯基站等传统领域正在并将继续发挥积极作用,同时随着形势的发展,在城市景观照明、楼宇公用照明、公路独立供电、应急供电、分布式发电、监控用电、制冷、制抽水、供热等新兴领域的应用价值正在显现。2009年全球市场容量超过10 亿美元,预计未来三至五年的复合成长率将超过35%。
作为一家小型离网型风力发电产品研发、制造、销售为主的环保节能电力产品供应商,与扬州神州、广州红鹰、湖南中科恒源、宁波风神等同行业较具优势企业相比,银风能源虽然成立时间短,但技术基础较好,研发活跃,专利技术成果已有较好积累,产品技术含量与品种能够跟上形势需要,不断向深度与广度发展,不但覆盖传统应用领域,而且在风光相互补空气制水、风光互补移动通讯基站发电、地铁活塞风发电等新兴领域已取得可喜进展与成果,企业发展正在进入快速成长期,可谓行业后起之秀,是值得关注的资本投资对象。
记者从湖北核电有限公司获悉,由中国国际工程咨询公司组织的专家组近日评审通过一项可行性报告,原则上同意将湖北省松滋市陈店镇内的马峪河林场作为核电站优先候选厂址。这一核电项目预计总投资超过800亿元。
这意味着松滋市有望继通山县之后建设湖北省的第二座核电站。目前,通山县大畈镇境内的核电项目前期工程进展顺利,主厂区已现雏形,综合服务楼拔地而起,移民永久安置点全面完工。
随着经济提速发展,加上煤、电、气等供应紧张,湖北省近年来的电力供应缺口逐渐增大,几乎年年都要限电。据湖北省经济和信息化委员会统计,今年年初一段时间里,全省电力供应缺口高达10%至15%,日均缺电逾5000万千瓦时。
专家组认为,松滋核电项目地处湖北省荆州、荆门、宜昌用电负荷中心,对湖北调整能源结构有重要作用。松滋核电的选址地区人口密度较低,迁移人口较少,且厂址近邻长江,有利于保障核电厂用水,具备建设核电厂的基础条件。
据初步计划,松滋核电项目一期工程将建设两台发电机组,2010年12月具备一期机组主体工程浇筑第一罐混凝土的条件,首台发电机组将于2017年4月建成投产。
湖北核电有限公司负责人表示,公司将会同有关方面加快松滋核电项目各项准备工作,并争取及早获国家立项、开工建设。
来源:新华网 作者:戴劲松
1、防火阀、排烟阀的主要用途
高层及其它各类现代建筑大都设有通风、空调及防排烟系统,一旦发生火灾,这些系统中的管道将成为火焰、烟气蔓延的通道。为了阻止火势通过风管蔓延扩大,在《建筑设计防火规范》GBJ16-87和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中均明确规定了防火阀、排烟
阀的设置要求。
防火阀用在通风、空调系统的送、回风管路上,平时呈开启状态,当火灾一旦发生,管道内气体温度达到70℃时即自行关闭,并在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求,起隔烟阻火作用。排烟阀用在排烟系统管道上或排烟风机的吸入口处,平时呈关闭状态,当火灾发生时,通过火灾报警信号手动或自动开启阀门,根据系统功能配合排烟,当管道内烟气温度达到280℃时自动关闭,并能在一定时间内满足耐火稳定性和耐火完整性要求,起隔烟阻火作用。
2、防火阀、排烟阀在通风、空调和防排烟系统中的重要作用
防火阀包括重力式防火阀、防火调节阀、防火风口、气动防火阀、防烟防火阀、电子自控防烟防火阀等多种产品;排烟阀包括排烟防火阀、板式排烟口(顶棚用)、竖井用排烟口等产品。防火阀、排烟阀是通风、空调和防排烟系统中重要的组件,在系统中发挥的重要作用主要有以下三方面:
2.1、隔烟阻火作用
在送风系统中,送风机送出的风必须通过主干管分配到支管中;在排烟系统中,烟气由支管到主干管后,进入排烟风机排出。当建筑物内发生火灾时,在通风、空调系统中,为了防止火势通过送风系统蔓延,当送风系统中气体温度达到70℃时,防火阀机构上熔断器动作,阀门亦迅速关阀,切断烟气与火势沿风管蔓延的通路。同样,在排烟系统中,发生火灾时,排烟阀开启,进行排烟,为了截断高温烟气在排烟管路中流动,防止火势蔓延到另一防火分区,当排出的烟气温度达到280℃时,排烟防火阀、排烟口上熔断器动作,阀门必须自动关闭,阻止排烟。由此可见,防火阀、排烟阀做到了该通则通,该断则断的隔烟阻火作用。
2.2、调节作用
在通风、空调系统管路设计中,虽经计算,但在实际工程的运行工况如果有变,则需要通过防火阀阀门对系统各部分的风量进行调节,进行系统调试,将阀门的开度固定下来,合理分配,以满足设计要求。
2.3、启动空载作用
通风空调和排烟系统中所有离心风机和消防专用排烟轴流风机,在安装调试时,为了安全起见,使电机的启动电流最小,一般是空载启动,通过阀门临时截断管路来实现。
3、工程应用中质量要求
3.1、产品质量要求
目前防火、排烟系列产品生产厂家不少,我们消防监督、建审部门和设计部门应严格把关, 让甲方选用“三证”齐全、合格的产品,即要有生产厂家的出厂合格证、公安消防机关的产品销售许可证、国家防火建筑材料质量监督检验中心的产品检验报告。从国家级检验报告和产品技术参数中可反映出产品性能和质量,其依据是国标《防火阀试验方法》GB15930-1995和《排烟防火阀试验方法》GB15931-1995。其产品质量要求体现为5个方面:
3.1.1、温感器动作性能试验
对防火阀、排烟阀的感温元件,分别经恒温水浴、油浴的规定温度,通过不动作与动作试验,检验其是否能按要求的温度准确地关闭。
3.1.2、关闭可靠性试验
在试验台上关闭操作250次,试件应能从开启位置灵活可靠地关闭,各零部件应无明显磨损、变形以及影响其密封性能的损伤。以此来检验关闭的可靠性。
3.1.3、盐雾试验
将试件在盐雾箱进行喷盐雾试验,试件应能从开启位置可靠地关闭,以此检验阀门在实际工程中的抗腐蚀能力。
3.1.4、漏风量试验
阀体前后在规定的压差条件下,试件单位面积的漏风量不大于700Nm3/(h·m2),以此来检验阀门关闭后的密闭性能。
3.1.5、耐火试验
通过耐火试验,根据在规定时间内的关闭能力和单位面积的漏风量两项指标,判定阀门的耐火能力。
另外从产品的技术参数要求其耐火极限为3h。
3.2、安装质量要求
在日常防火检查和工程验收工作中,笔者发现因安装施工质量问题造成防火排烟阀开启不灵或有故障,排烟阀、排烟口、防火阀、防火风口复位困难等。这应引起施工方的重视,注意以下几点安装要求。
3.2.1、防火阀、排烟阀应严格按图施工,单独设支吊架,以避免风管在高温下变形,影响阀门功能。
3.2.2、阀门在吊顶上或在风道内安装时,应在吊顶板上或风道壁上设检修入孔,一般入孔尺寸不小于450×450mm,在条件限制时,吊顶检修孔也可减小至300×300mm。
3.2.3、防火阀与防火墙(或楼板)之间的风管应采用δ≥1.5mm的钢板制作,最好再在风管管外用耐火材料保温隔热或不燃性材料保护,以保证防火墙的耐火性能。
3.2.4、在阀门的操作机械一侧应有350mm的净空间,以利于检修。
4、防火、排烟阀在工程中存在的一些问题
本人在日常防火建审、工程检查和验收工作中,发现防火、排烟阀存在的一些问题有如下几点,供同行参考。
4.1、消防控制室的送、回风管在其穿墙处未设防火阀。
在建审过程中,发现有些工程设计图上消控室的送、回风管在其穿墙处无防火阀,这与《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98中第6.2.2条不符。设防火阀的目的是为了保证消防控室的防火安全。
4.2、消防控制设备对防烟、排烟设施的控制、显示功能不完善
根据规范GB50116-98中第6.3.9条的规定:火灾报警确认后,必须停止有关部位的空调送风,关闭电动防火阀,并接收其反馈信号;同时启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等,并接收其反馈信号。有的工程联动控制中不能分区控制排烟阀、排烟口,有的不能接收其反馈信号,不能反映出阀件的启闭状况。
4.3、管网气体灭火系统无气动防火阀。
GB50116-98中第6.3.4.3条要求:“在延时阶段,应自动关闭防火门、窗,停止通风空调系统,关闭有关部位防火阀。”这要求在管网气体灭火系统中,必须安装气动防火阀,与消防控制设备联动。在个别工程中无此功能。
4.4、送风与排烟合用风道时无远程控制
有些建筑地下室、停车场采用送风与排烟合用风道时,我们发现送风机和排烟机前的截止阀只能现场手动,不能实现控制室的远程控制,平时,送风机工作,其前端的截止阀呈开启状况,一旦发生火灾时,需人到现场去关闭风机前的截止阀,这很不实际,直接影响排烟系统。因此,建议其截止阀增加远程控制功能。
5、系统联动调试及维护管理。
防火阀、排烟阀在实际工程中不是独立的防烟阻火产品,而是在整个消防联动控制系统中有其独特的联动逻辑关系。因此,为了保证其在消防系统中发挥作用,在系统验收前,按联动要求,必须全面进行调试,使通风、空调及防排烟系统达到规范要求。验收后应有专人进行有计划的日常维护管理,以保障阀体处于正常的状况,在防烟阻火作用中发挥其功能。
离心风机的噪声以气动噪声为主,在性质上可以分为离散噪声与宽带噪声。其气动噪声主要由气体与叶轮叶片以及蜗壳的相互作用产生,并通过进、出气通道加以传播。蜗壳内部的三维非稳定流场以及壳体的特殊形状使得对其开展研究变得困难。近年来,国内外专家如: Lowson 、 Wan-Ho Jeon 等都针对离心风机噪声做了很多研究,在发声机理和声源传播、数值模拟、测试技术等方面都取得了不少突破,但仍有很多需要进一步改进和完善之处。本文综合了近年来国内外大量文献的理论计算和试验研究方法,同时提出了新的建议。
2 理论计算方法
2.1 点源模型
对于风机而言,点源模型是一种十分有用的技术。这种近似的准则是,所要研究的最高频率的波长 λ 应该远大于声源的物理尺寸L。为满足这个准则要求,对发射较高频率噪声的叶片,在应用点源模型时,可将每个相关面积或相关体积视为一个小尺寸的孤立声源,将风机叶片用沿着叶片展长分布的孤立点源的总和来模拟。目前有人研究了自由声场旋转点声源的声学特性;Lowson 通过波动方程推导出了运动点源产生的声场公式,该公式适合于叶片上的每个微元体,然后对叶片上的所有微元求积分就可以求出叶片运动产生的声场。但拟定叶片微元的点源尺寸是一个难题,而且一般来说风机叶片都不是直叶片,甚至在空间有很大扭曲,用点源模型进行模拟容易产生较大误差。另外,上述研究针对的是自由声场,而离心风机必须考虑蜗壳的影响。
2.2 蜗舌的尖劈模拟
静止平板尾缘紊流边界层声发射的理论计算公式早已得出,但用于叶轮机械噪声还需进一步改进。陆桂林考虑了叶片旋转对声发射的影响,并结合有关试验资料,引入叶片几何参数的组合关系式,推导出了一个有 个叶片的离心风机叶轮叶片尾缘紊流边界层声发射计算公式。这些都是在无蜗壳假定下噪声计算公式的推导。为了模拟有蜗壳存在的情况,Wan-Ho Jeon 在叶轮附近放置一个尖劈模拟蜗舌,以它来作为产生离散噪声的声源,如图1所示。 通过此模型计算出流场,然后用非定常的伯努利方程计算出作用在叶片微元上所受的力, 最后利用 Lowson 导出的任意运动点源的声场公式计算声压:运用该模型进行风机噪声的数值模拟可以得到很多有价值的数值计算结果,改变其中一些参数,如叶片数,叶轮旋转速度和叶轮与尖劈之间的间隙等来重新进行计算,并加以比较可以分析叶片通过频率噪声的影响因素,对离心风机的降噪有指导意义,尤其是对分析离散噪声的成因及其降噪方法有着比较重要的作用。但是它只能模拟风机的基频噪声,且仍没有考虑完整蜗壳的存在。
2.3 基于宽频噪声的模拟
宽频噪声也称作涡流噪声,它主要取决于对应的流场。至今尚未看到与离心风机蜗壳内部完整流场所对应的声场解,所以涡流噪声很多都还是实验研究或者理论上的定性分析。
可以利用加速度传感器得到蜗壳表面的振动速度分布,然后通过公式计算出蜗壳表面的声压,或者可以通过风机进口或出口的声压计算进出口辐射的声功率,然后得到总的合成声功率。可以看出,该计算方法可以计算蜗壳振动引起的噪声辐射,也可以计算通过进出口管道向外传递的噪声。但是在测量进出口的声压时,由于气流的影响,使测量受到较大的干扰,因此测定的声压不一定是真实值;另外,由于蜗壳表面各点振动极不均匀,不仅是垂直于表面振动,甚至随时间变化。测量时需要测量大量点的振动速度,工作量大,而且可靠性不高,因此该方法的应用也有局限性。
2.5 蜗壳声电类比模型
很早人们就提出了声电类比方法并计算出了离心风机的声共振频率,并用高阶模态分析方法分析了几个具有比亥姆霍兹共振频率更高的谱峰,用试验手段绘出了蜗壳内规范化的声压分布。后来黄其柏又在此基础上提出了蜗壳基频共振引起的噪声增量数学模型,最后推导出了在共振频率处远场某点总噪声声压级增值为:
利用此式可以对远场某点总噪声声压级增值进行预测和优化。国内一些实验已经证实了蜗壳基频共振噪声在小流量工况下的重要性。
2.6 声学相似定律
由国际标准化组织推荐的一系列确定噪声功率的标准,同样也适用于风机。试验各种不同型式和尺寸的风机需要大量试验设备和时间,而且费用昂贵。因此将相似定律应用于风机气动噪声,能大大降低成本。从而可以根据一种尺寸风机的试验资料,对尺寸不同而因次相似的风机系列进行声功率的计算。Weidemann对风机噪声作了无因次分析,且得到了无因次参数关系式:
因此,换算因次相似的风机噪声频谱时,可用上面两个公式的任何一个,但是对于同一系列而尺寸不同的风机,常数α,β和函数F,G或F,G应分别对应相等。
声学相似定律的应用也是需要预先知道某因次相似风机的实验资料才能进行声辐射计算,开展声学设计,它也不是单纯从理论上直接解决离心风机噪声问题。
3 试验研究方法
3.1 进出口管道试验
由于缺乏准确的理论数据,因此很多试验还是基于理论上的定性分析进行试验,一般都采取带有消声器的进气或出气管道在进、出口进行噪声测量,再对试验结果进行频谱分析以判断噪声源和传播途径。在试验过程中通常都会先分别考虑轴向、径向进口间隙、蜗壳的扩张角和扩张长度以及蜗舌与叶轮间隙、蜗舌倾斜角、蜗舌半径和叶轮类型、叶片数目等参数,分别分析这些参数对离心风机噪声的影响 , 但是这样进行分析和试验的工作量太大,而且忽略了各个参数之间的相互影响 。
3.2 离心风机机壳的声学优化
机壳的型线对于离心风机气动噪声而言是极其重要的,如何得到优良的机壳型线是很多人都关注的问题。在目前的大多数研究中,仅是通过修改机壳蜗舌区域来降低基频强度。 Hille-brand 等改变整个蜗舌形状来找寻关于产生噪声的最优设计。作为一种试验工具, Rechenberg 采用了植物与动物的生物进化原理提出了一种试验程序。采用了P1到P10这10 个变量(在各种角向位置时蜗舌壁面离转子轴的距离)来描述蜗舌。通过变量P1到P10的随机变动产生一组 9 个后代量,9个后代量的最优者形成故的“上代”,从这个“上代”通过变量的随机变化再次繁殖出第2代,依次下去,便得到最佳型线。但是该试验程序只考虑到了蜗壳自身参数的影响,而忽略了叶轮的结构参数。
3.3 离心风机结构的优化试验方法
大量的试验是在保证其他参数不变的前提下,只改变某一个参数进行试验得出其优化结构参数,从而忽略了各个参数之间的相关性,因此利用优化试验方法:正交回归试验设计方法、D —最优回归设计方法等就很有必要了。一些文献中已通过不同实例计算出了风机声压级与一系列参数之间的回归函数关系式,并采用了优化方法进行了计算。其基本思想是在选择离心风机结构参数时,考虑到各个参数之间的相关性,在实际应用中利用优化回归方法,通过试验得到一系列数据进行目标函数(噪声值)的非线性回归,得到一个非线性方程后进行优化设计。例如可将声压级SPL针对 8 个参数进行 3 次回归设计得出其关系式:
然后采用逐步回归分析法逐个引入变量,进行因子筛选。每引入一个新的变量都对前面的变量进行显著性检验,保留其中对SPL影响显著的变量,剔除对SPL影响不显著的变量,从而可以得到一个最优回归方程,该方程中包含所有对SPL影响显著的变量。这种优化手段用较少的试验就可以得出比较满意的结果,但是它不能够得到各个噪声源对接受者的贡献。
3.4 相干分析技术
为了弥补上述缺陷,相干分析技术也随 着计算机的发展而 开展了。在噪声源的识别中,经常遇到的情况是所感受到的噪声系来自多个噪声源,通过相干分析,就可以知道每个声源各自对接受者的影响,这一技术已在国内应用。国内外一些文献已利用相干分析技术分析了离心风机噪声的噪声源特性及其产生机理。其基本理论是基于将噪声传递系统视为一个多输入、单输出的系统,系统中各个输入源之间互不相干,如图 3 所示。
3.5 计算机指导试验
由于试验设备繁重,工作量大,处理数据繁琐,因此利用电脑监控试验和试验数据的采集和处理是必不可少的,现在可以用微机进行数字化动静态测试分析。
虚拟仪器(简称VI)和卡泰仪器(简称 CATAI)技术发展相当迅速,虚拟仪器被称为是振动、噪声动力学控制技术的革命。 DSP(大世普) 软件虚拟仪器库具有国际先进水平的大容量数据采集与信号处理软件系统,其功能强大 , 用途广泛,可用于进行振动、冲击、噪声、信号和信息处理、计算机辅助测试 (CAT) 、模态分析、结构动力学修改、故障诊断与桩基检测、环境振动与噪声测试等诸多分析测试工作。只是到目前为止,虚拟仪器在风机行业中应用还很少,如果能广泛应用,将会使离心风机的试验测试、数据采集与分析进入一个全新的阶段。
4 讨论
(1)对于离心风机气动噪声而言,数值模拟及其计算方法还不成熟,不能得出计算离心风机气动噪声的理论公式,有的即使得到了声压与各参数之间联系,还需要借助试验来确定具体关系式, 显然这些方法只限于对已有风机进行计算,而不能在对新风机进行气动设计 的 同时进行声学设计。 因此考虑蜗壳的离心风机的噪声模拟及计算是需要解决的问题。因此,我们的建议是:可以把离心风机蜗壳简化成一个具有硬边界的理想壳体模型,如图4所示。并暂时忽略进出口软边界的影响,推导出壳体内的格林函数,而后将此格林函数推广到考虑进出口软边界的情况,然后利用该函数对离心风机内部由旋转叶轮产生的气动声场进行时 域求解便可以得到理论解方程。在计算出离心风机内部的三维非稳定流场之后,利用该模型和理论解方程就可求出与流场相对应的气动声场,这样就可以弥补其他计算模拟方法的不足,正在进行这方面的理论和计算工作 , 同时也为同行们进行离心风机气动噪声计算提供参考。目前,已经得到了忽略进出口软边界的蜗壳体内的格林函数:
但是由于忽略了蜗壳进出口软边界的影响,这个公式与实际情况还有较大差距,因此还有必要对此进行深入研究,以得到有进出口软边界时蜗壳内部的格林函数并进行时域求解。
(2) 随着计算机的飞速发展,噪声试验测试技术发展比较迅速,一些先进的试验手段已经应用于风机上,但还是不够;在其他行业,虚拟仪器的使用和仿真试验已大大减少了人力、物力,使得很多难以进行的试验变得容易开展,建议应使这些先进的试验手段应尽快应用于风机气动噪声行业并不断开发拓展其应用范围。
1.说明
1)如图10-18所示该实例试验对象为空调装置。该装置不包括进气室,整个装置的额定性能值取决于接有风机出口风筒的运行。在进行试验前,最重要的是各系统调节风门叶片应由各有关部门一致同意,固定在适于安装的位置上。另外,冷却盘管的制冷温度在整个试验期间一定要保持恒定。为防止调节风门叶片在试验期间位移及冷却温度变化,
有必要关闭、断开或用其它方式修改自动控制装置。
2)用平面3横截面所测动压的均方根确定pd3。按图10 -18所示平面3位于接近直风筒一端。用在相同的横截面所测定的静压平均值确定p。3。该静压值用来确定横截面的密度。横截面的测试程序在相关标准中予以说明。为了测定空气流量有必要测量横截面面积。
3)可用4个静压测孔的每个孔的静压测量的平均值确定p。4或用平面4的皮托静压管横截面所定的静压平均值确定。用类似的方法测定p。5。然而,如果可能安装几个适用的静压测孔的话,最好将其用在风机出口处。由于平面l与平面4非常邻近且两个平面的面积无变化,可以假定平面4具有的条件平面1也具备。虽然平面5面积大于平面2,而扩散度却相对地小。根据ps5并假定平面1至平面5的总压不变,由此计算出Ps2。
4)在平面4测定干球及湿球温度,而在平面3和平面5上仅测定干球温度。在该实例中,
为保持试验期间空气温度恒定,通常把在盘管中循环的冷却介质关闭。由于以前在盘管冷凝水分蒸发了,结果使空气增加了水分。为r考虑这些水分,应在平面3测定干球温度。测定邻近空调机处的珧。这些测定值用来确定有关平面的密度。
5)测定风机速度及电动机的安培值、伏特值,如果可能还要测定瓦特值。记录各有关电
动机的标牌数据,包括伏特值和额定负荷安培值。如果电动机输出功率是用附录A所述的相
位电流法估算的话,就可不必测定电动机的瓦特值,但是,如果电动机远离其额定负荷点运行的话,有必要断开传动装置并测定无负荷安培值,参见附录A。
6)虽然一弯管位于风机下游附近,但可以确定ApsYl更能修正由于风机出口风筒长度不足所产生的影响。为了确定APs Yl的值,有必要测定风机出口面积、通风面积及出口风筒长度。
8)为了把试验结果与所引用的在1050r/min及1.2kg/m3密度情况下(规定条件)运行所绘制的风机性能曲线相比较,有必要把试验结果换算成上述规定的条件。
中国风机产业网 摘要:1.高炉鼓风机节能国外高炉鼓风机用的轴流式压缩机,罗茨风机多变效率最高达90%,采用全静叶可调机构后使操纵范围扩大到额定1.高炉鼓风机节能
国外高炉鼓风机用的轴流式压缩机,罗茨风机多变效率最高达90%,采用全静叶可调机构后使操纵范围扩大到额定流量的55%~110%。
2.排尘风机节能
德国的研究结果表明,为避免积灰,叶片宜采用弧面或斜面,叶片角控制在38°~58°。其全压效率可达87%。
3.离心式压缩机节能
有代表性的多轴组装式压缩机是美国英格索兰公司制造的Centac型压缩机,其等温效率可达74%。日今日立公司的DH型压缩机的等温效率已达82%,居同类产品前列。日本神户制钢所在引进美国VC型离心压缩机的基础上,经由改进制成了大流量半开式三元叶轮,叶轮的绝热效率为94%。
4.矿用透风机节能
矿用局部透风机(局扇)节能。以日本三井三池制作所为代表的低噪声混流式局部透风机,可通过改变叶高和叶片安装角度获得所需要的机能。该风机的最高效率接近80%。
俄罗斯是以使用离心式矿井风机为主的国家。因为致力于改进气念头能,使其最大静压效率从72%增加到88%,均匀静压效率从52%增至75%。
矿井主透风机节能。美国煤矿使用的主风机以轴流式为主,近年来开始采用在运行中可以改变叶片角度的液压式动叶可调风机,节能效果好。
德国以TLT公司为代表,采用液压式动叶调节的轴畅通流畅风机,其运行效率可保持在83%~88%。
5. 曝气鼓风机节能
瑞士苏尔寿公司出产的超大型离心式曝气鼓风机,其调节范围为额定流量的35%~107%,多变效率达82%,均匀节能率为2.5%~5.1%。而全静叶可调轴流式曝气鼓风机的年节能率则可达6.7%~15.7%。
6.烧结引风机节能
日本荏原公司出产的叶轮直径为5m的烧结引风机,其全压效率可达90%。
7.高温风机节能
英国Sirocco公司出产的高温风机,罗茨风机采用桨式叶轮(无盖盘径向直叶片),其全压效率可达75%。
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