通风机串、并联运行的综合比较

第1页共8页通风机串、并联运行的综合比较通风机串、并联运行的综合比较通风机串、并联运行的综合比较通风机串、并联运行的综合比较通风系统由通风机与管网系统共同组成，通常所说的通风机的性能点，即为通风机的性能曲线与管网特性曲线的交点，称之为运行工况点。对于管网系统，管网特性曲线符合——ΔP=KQ2的关系（管网系统一定时，K为常数）。当系统要求的风量特别大或管网阻力特别大，一台通风机满足不了要求时，就可采用并联或串联通风机的方法，来满足通风系统的要求。一、并联运行一、并联运行一、并联运行一、并联运行当系统需要的风量特别大，一台风机满足不了要求时，可选用两台以上的风机安装于同一管网系统中并联运行，共同输气。并联风机所要克服的是同一系统的管网阻力，而管网中通过的风量则是并联各台风机输出风量的叠加风量的叠加风量的叠加风量的叠加。并联风机的合成特性曲线正是按照这一原则绘制的(如图1)。第2页共8页由图1可知，两台通风机并联运行时管网中输出的总风量，小于两台风机在该管网中单独运行时输出的风量的代数和。我们来分析图1.1两台特性曲线相同的通风机并联运行的情况。管网特性曲线R与单台通风机特性曲线交于A1，与两台并联通风机的合成特性曲线交于A。这时如果在这个管网系统中只启用一台通风机，则管网中输出的风量为qqqqvA1vA1vA1vA1；如果同时启用两台通风机，则管网中输出的风量为qqqqvAvAvAvA；然而qqqqvAvAvAvA＜＜＜＜2222qqqqvA1vA1vA1vA1。但是，同时启用两台通风机后，我们分别测量两台通风机，将会发现它们各自工作在A1＇点上，只有这时风机产生的压力才能克服管网阻力，即相当于它们各自工作在特性曲线为R＇的管网中。此时单台风机输出的风量由qqqqvA1vA1vA1vA1减至qqqqvA1vA1vA1vA1＇，而管网中输出的总风量为qqqqvAvAvAvA=2=2=2=2qqqqvA1vA1vA1vA1＇。这似乎是两台通风机并联运行时，其中一台通风机给另一台通风机制造了阻力。这一点并不难理解，这是由于两台通风机并联运行时，其中一台通风机输出的风量已经占据了管网一定的容积，故该管网对另一台通风机而言相当于其流通面积相对的减小了，故阻力也就相对的增大了，它们就这样互为因果。分析图1.2两台特性曲线不同的通风机并联运行的情况，也可得出上述同样的结论。只是并联后输出的总风量比两台风机在该管网中单独运行时输出的风量之和更小，即qqqqvAvAvAvA＜＜＜＜qqqqvA1vA1vA1vA1++++qqqqvA2vA2vA2vA2。再看图2。当管网特性曲线为R1时，在这个管网中，单独启用小通风机时输出的风量为qqqqvA1vA1vA1vA1，单独启用大通风机时输出的风量为qqqqVa2Va2Va2Va2，第3页共8页两台通风机同时启用时输出的风量为qqqqvAvAvAvA，然而qqqqvAvAvAvA＜＜＜＜qqqqvA1vA1vA1vA1＋＋＋＋qqqqvA2vA2vA2vA2。如果管网特性曲线为R2，它与大通风机特性曲线的交点为B，与并联合成特性曲线的交点也是B；这时单独启用大通风机时管网中输出的风量为qqqqvBvBvBvB，两台通风机同时启用时管网中输出的风量仍为qqqqvBvBvBvB，此时小通风机形同虚设，不起作用。如果管网特性曲线为R3，单独启用大通风机时管网中输出的风量为qqqqVc2Vc2Vc2Vc2，两台通风机同时启用后管网中输出的风量不但不增加，反而降至qqqqVcVcVcVc，此时小通风机在管网中起负作用。由此可知，只有当管网的阻力比较小，管网特性曲线与通风机的并联合成特性曲线交于B点的右侧时，并联运行才能起到增加风量的作用，离B点越远效果越显著，故称BBBB点点点点为并联运行的临界点临界点临界点临界点。第4页共8页由以上分析可知，要想在某一管网中选用几台通风机并联运行，首先必须把各台通风机的特性曲线、并联后的合成特性曲线以及管网特性曲线绘制在同一坐标图上，进行分析比较，判断并联运行的利弊，最后才能决定取舍。对于需要经常在大风量工况下运行，偶而由于负荷降低需要临时停用一台风机的情况，建议按图1.1那样选用两台相同的通风机并联运行。平时需要大风量qqqqvAvAvAvA时，让两台风机都在最高效率工况A1＇点运行；偶而需要小风量qqqqvA1vA1vA1vA1时，可停用一台风机，让另一台风机在A1工况点运行，这时虽然单台风机运行的效率略有降低，但耗功总比两台风机同时运行时再由A点调节到B点时的耗功要小得多。对于这种情况，一般按qqqqvA1vA1vA1vA1≈0.7qqqqvAvAvAvA选配通风机，单台风机的电动机功率也应按A1工况下的所需功率选配。对于需要经常在小风量工况下运行，偶而由于负荷增加需要临时增开一台风机的情况，建议按图1.2或图2那样选用两台不同的通风机并联运行。平时让大通风机在最高效率工况A2点运行，输出风量为qqqqvA2vA2vA2vA2；当负荷增加时再增开另一台小通风机，让两台风机分别在A1＇、A2＇工况点运行，这时管网中输出的风量由增大到qqqqvAvAvAvA。对于这种情况，一般按qqqqvA2vA2vA2vA2≈0.8qqqqvAvAvAvA选配通风机。大通风机应该是A2工况点的效率最高，并按该点的所需功率选配电动机；小通风机应该是A1＇工况点的效率最高，并按该点的所需功率选配电动机。第5页共8页二、串联运行二、串联运行二、串联运行二、串联运行当管网阻力特别大，一台通风机不足以克服时，可选用两台以上的通风机串联运行，共同克服管网阻力。串联风机在管网中输送同一风量，而管网的阻力则是各台通风机所克服的阻力的叠加阻力的叠加阻力的叠加阻力的叠加。串联风机的合成特性曲线正是按照这一原则绘制的(如图3)。由图3可知，两台通风机串联运行时所产生的总升压，小于两台通风机在该管网中单独运行时所产生的升压的代数和。我们来分析图3.1两台相同的通风机串联运行的情况。管网特性曲线R与单台通风机的特性曲线的交点为A1，与两台通风机串联后的合成特性曲线的交点为A。这时如果在这个管网中只启用一台风机，管网中得到的升压为PA1；如果同时启用两台风机，则合成后的升压为PA，然而PA＜2PA1。但是，同时启用两台风机后，我们分别测试两台通风机，将会发现它们各自工作在A1＇点上，即相当于它们各自工作在特性曲第6页共8页线为R＇的管网中。此时单台风机的升压由PA1降至PA1＇，而合成后的升压PA=2PA1＇。这似乎是两台通风机串联运行时互相帮了忙，各台风机分担的管网阻力比其单独运行时减小了，从而使其输出的风量比单独运行时略有增加。分析图3.2两台不同的通风机串联运行的情况。如果管网特性曲线为R1，在这个管网中单独启用小通风机时升压为PA1，单独启用大通风机时升压为PA2,两台风机同时启用时升压为PA，然而PA＜PA1+PA2。如果管网特性曲线为R2，它与大通风机特性曲线的交点为B，与串联合成特性曲线的交点也是B；这时单独启用大通风机升压为PB,两台通风机同时启用后升压仍为PB，此时小通风机形同虚设，不起作用。当管网特性曲线为R3时，单独启用大通风机时升压为PC2，两台通风机同时启用后升压不但不升高，反而降至PC，同时流量也减小，此时小通风机在管网中起负作用。由此可知，只有当管网阻力比较大，管网特性曲线在B点的左上方时，串联运行才能起到提高升压的作用，离B点越远效果越显著，故称BBBB点点点点为串联运行的临界点临界点临界点临界点。因此，在确定采用串联运行是否可行以前，也要先绘制综合的特性曲线图进行分析比较，最后才能决定取舍。另外还需指出的是，两台通风机串联运行时，通风机L2的进口压力及进口温度乃是通风机L1的出口压力及出口温度，因此，串联运行后通风机L2的特性曲线将与串联前有所不同，其关系应按进口气体的密度进行换算。然而由于通风机L1的出口压力及温度一般都不高，对通风机L2的特性影响并不大，因此这种换算也可不必进行。第7页共8页三、并联与串联运行的比较三、并联与串联运行的比较三、并联与串联运行的比较三、并联与串联运行的比较图4是两台特性相同的通风机并联运行与串联运行的比较。图中N为单台通风机的功率特性曲线，A点为并联合成特性曲线与串联合成特性曲线的交点。当管网特性曲线R1通过A点时,并联与串联运行的工况点都在A点，因此它们的运行效果相同。但是，此时若是并联运行，则单台风机的运行工况在A1点，单台风机的耗功为NA1＇；此时若是串联运行，第8页共8页则单台风机的运行工况在A2点，单台风机的耗功为NA2＇。由于NA2＇NA1＇，所以虽然在A点并联与串联运行等效，但串联运行比并联运行时耗功大，不经济。当管网阻力减小，管网特性曲线为R2时，并联运行的工况点在B点，串联运行的工况点在B＇点。此时串联运行的风量和风压都比并联运行时要小，相反其耗功却大很多。即NB2＇NB1＇。所以在这种情况下串联运行极不合理。当管网阻力增大，管网特性曲线为R3时，并联运行的工况点在C点，串联运行的工况点在C＇点。此时串联运行的风量和风压都比并联运行时要大，耗功也略大。即NC2＇NC1＇，但从运行效果来看，在这种情况下还是以串联行为好。综上所述综上所述综上所述综上所述，在并联合成特性曲线与串联合成特性曲线的交点的左上方宜采用串联运行，从这点开始在曲线的右下方则应采用并联运行，故称这点为并联运行与串联运行的临界点。