通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)行的綜合比較

1、KiMFiMimI兒_ SfU i tuiK V vti ( i la lol'通風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)行的綜合比較通風(fēng)系統(tǒng)由通風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)共同組成，通常所說的通風(fēng)機(jī)的性 能點(diǎn)，即為通風(fēng)機(jī)的性能曲線與管網(wǎng)特性曲線的交點(diǎn)，稱之為運(yùn)行工 況點(diǎn)。對于管網(wǎng)系統(tǒng)，管網(wǎng)特性曲線符合一一 p=kQ的關(guān)系（管網(wǎng)系 統(tǒng)一定時(shí)，K為常數(shù)）。當(dāng)系統(tǒng)要求的風(fēng)量特別大或管網(wǎng)阻力特別大， 一臺(tái)通風(fēng)機(jī)滿足不了要求時(shí)，就可采用并聯(lián)或串聯(lián)通風(fēng)機(jī)的方法，來 滿足通風(fēng)系統(tǒng)的要求。一、并聯(lián)運(yùn)行當(dāng)系統(tǒng)需要的風(fēng)量特別大，一臺(tái)風(fēng)機(jī)滿足不了要求時(shí)，可選用兩 臺(tái)以上的風(fēng)機(jī)安裝于同一管網(wǎng)系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)行，共同輸氣。并聯(lián)風(fēng)機(jī) 所要克服的是同一系統(tǒng)

2、的管網(wǎng)阻力，而管網(wǎng)中通過的風(fēng)量則是并聯(lián)各 臺(tái)風(fēng)機(jī)輸出J風(fēng)量的疊加。并聯(lián)風(fēng)機(jī)的合成特性曲線正是按照這一原則 繪制的（如圖1）。第2頁共8頁由圖1可知，兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)管網(wǎng)中輸出的總風(fēng)量，小 于兩臺(tái)風(fēng)機(jī)在該管網(wǎng)中單獨(dú)運(yùn)行時(shí)輸出的風(fēng)量的代數(shù)和。我們來分析圖1.1兩臺(tái)特性曲線相同的通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的情況。 管網(wǎng)特性曲線R與單臺(tái)通風(fēng)機(jī)特性曲線交于 A,與兩臺(tái)并聯(lián)通風(fēng)機(jī)的 合成特性曲線交于A。這時(shí)如果在這個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)中只啟用一臺(tái)通風(fēng)機(jī)， 則管網(wǎng)中輸出的風(fēng)量為qvAi；如果同時(shí)啟用兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)，則管網(wǎng)中輸出 的風(fēng)量為qvA；然而qvAv2qvAi。但是，同時(shí)啟用兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)后，我們分 別測量兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)

3、它們各自工作在A/點(diǎn)上，只有這時(shí)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力才能克服管網(wǎng)阻力，即相當(dāng)于它們各自工作在特性曲線 為0的管網(wǎng)中。此時(shí)單臺(tái)風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)量由qvAi減至qvA/,而管網(wǎng)中輸出的總風(fēng)量為qvA=2qvA/。這似乎是兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)， 其中 一臺(tái)通風(fēng)機(jī)給另一臺(tái)通風(fēng)機(jī)制造了阻力。這一點(diǎn)并不難理解，這是由 于兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其中一臺(tái)通風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)量已經(jīng)占據(jù)了管 網(wǎng)一定的容積，故該管網(wǎng)對另一臺(tái)通風(fēng)機(jī)而言相當(dāng)于其流通面積相對 的減小了，故阻力也就相對的增大了，它們就這樣互為因果。分析圖1.2兩臺(tái)特性曲線不同的通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的情況，也可得 出上述同樣的結(jié)論。只是并聯(lián)后輸出的總風(fēng)量比兩臺(tái)風(fēng)機(jī)在該管網(wǎng)中 單

4、獨(dú)運(yùn)行時(shí)輸出的風(fēng)量之和更小，即qvA < qvA1 + qvA2。再看圖2。當(dāng)管網(wǎng)特性曲線為R1時(shí)，在這個(gè)管網(wǎng)中，單獨(dú)啟用小通風(fēng)機(jī)時(shí)輸出的風(fēng)量為qvA1，單獨(dú)啟用大通風(fēng)機(jī)時(shí)輸出的風(fēng)量為qva2,訊冏 F5PIJWI_Sall 1 tiliK rll t j la I ol兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)冋時(shí)啟用時(shí)輸出的風(fēng)量為 qvA，然而qvA<qvAi + qvA2。如果 管網(wǎng)特性曲線為R2,它與大通風(fēng)機(jī)特性曲線的交點(diǎn)為 B,與并聯(lián)合成 特性曲線的交點(diǎn)也是B；這時(shí)單獨(dú)啟用大通風(fēng)機(jī)時(shí)管網(wǎng)中輸出的風(fēng)量為 qvB，兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)同時(shí)啟用時(shí)管網(wǎng)中輸出的風(fēng)量仍為qvB，此時(shí)小通風(fēng)機(jī)形同虛設(shè)，不起作用。如果管網(wǎng)特性曲

5、線為R3,單獨(dú)啟用大通風(fēng)機(jī)時(shí)管網(wǎng)中輸出的風(fēng)量為qvc2,兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)同時(shí)啟用后管網(wǎng)中輸出的風(fēng)量不 但不增加，反而降至qvc,此時(shí)小通風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)中起負(fù)作用。由此可知， 只有當(dāng)管網(wǎng)的阻力比較小，管網(wǎng)特性曲線與通風(fēng)機(jī)的并聯(lián)合成特性曲 線交于B點(diǎn)的右側(cè)時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行才能起到增加風(fēng)量的作用，離B點(diǎn)越遠(yuǎn)效果越顯著，故稱B點(diǎn)為并聯(lián)運(yùn)行的臨界界點(diǎn)。九1 Qva2QvaQvc QvbQvci Qvci圖z特性曲線有峰值的兩臺(tái)不同的冊風(fēng)機(jī)并聯(lián)由以上分析可知，要想在某一管網(wǎng)中選用幾臺(tái)通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行， 首先必須把各臺(tái)通風(fēng)機(jī)的特性曲線、并聯(lián)后的合成特性曲線以及管網(wǎng) 特性曲線繪制在同一坐標(biāo)圖上，進(jìn)行分析比較，判斷并聯(lián)運(yùn)行的利

6、弊， 最后才能決定取舍。對于需要經(jīng)常在大風(fēng)量工況下運(yùn)行，偶而由于負(fù)荷降低需要臨時(shí) 停用一臺(tái)風(fēng)機(jī)的情況，建 議按圖1.1那樣選用兩臺(tái)相同的通風(fēng)機(jī)并聯(lián) 運(yùn)行。平時(shí)需要大風(fēng)量qvA時(shí)，讓兩臺(tái)風(fēng)機(jī)都在最咼效率工況A，點(diǎn)運(yùn) 行；偶而需要小風(fēng)量qvAi時(shí)，可停用一臺(tái)風(fēng)機(jī)，讓另一臺(tái)風(fēng)機(jī)在A工 況點(diǎn)運(yùn)行，這時(shí) 雖然單臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的效 率略有降低，但耗功總比兩臺(tái) 風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)再由A點(diǎn)調(diào)節(jié)到B點(diǎn)時(shí)的耗功要小得多。對于這種情 況，一般按qvAi0.7qvA選配通風(fēng)機(jī)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的 電動(dòng)機(jī)功率也應(yīng)按 A工況下的所需功率選配。對于需要經(jīng)常在小風(fēng)量工況下運(yùn)行，偶而由于負(fù)荷增加需要臨時(shí) 增開一臺(tái)風(fēng)機(jī)的情況，建 議按圖1.2或

7、圖2那樣選用兩臺(tái)不同的通風(fēng) 機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。平時(shí)讓大通風(fēng)機(jī)在最高效率工況A點(diǎn)運(yùn)行，輸出風(fēng)量為 qvA2；當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)再增 開另一臺(tái)小通風(fēng)機(jī)，讓兩臺(tái)風(fēng)機(jī)分別在A/、A2/ 工況點(diǎn)運(yùn)行，這時(shí)管網(wǎng)中輸出的風(fēng)量由增大到qvA。對于這種情況，一般按qvA20.8 qvA選配通風(fēng)機(jī)。大通風(fēng)機(jī)應(yīng)該是A工況點(diǎn)的效率最高, 并按該點(diǎn)的所需 功率選配電動(dòng)機(jī)；小通風(fēng)機(jī)應(yīng)該是A、工況點(diǎn)的效 率 最高，并按該點(diǎn)的所需 功率選配電動(dòng)機(jī)。、串聯(lián)運(yùn)行當(dāng)管網(wǎng)阻力特別大，一臺(tái)通風(fēng)機(jī)不足以克服時(shí)，可選用兩臺(tái)以上的通風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行，共同克服管網(wǎng)阻力。串聯(lián)風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)中輸送同一風(fēng)量，而管網(wǎng)的阻力則是各臺(tái)通風(fēng)機(jī)所克服的阻力阻力的疊加。串聯(lián)風(fēng)機(jī)

8、的合成特性曲線正是按照這一原則繪制的（如圖3）。qv圏3.2兩臺(tái)特性曲踐不網(wǎng)的逋風(fēng)機(jī)串験P從圈31兩臺(tái)特性曲域和同的通風(fēng)機(jī)審聯(lián)由圖3可知，兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的總 升壓，小于兩臺(tái) 通風(fēng)機(jī)在該管網(wǎng)中單獨(dú)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的 升壓的代數(shù)和。我們來分析圖3.1兩臺(tái)相同的通風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行的情況。管網(wǎng)特性 曲線R與單臺(tái)通風(fēng)機(jī)的特性曲線的交點(diǎn)為 A,與兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)串聯(lián)后的 合成特性曲線的交點(diǎn)為A。這時(shí)如果在這個(gè)管網(wǎng)中只啟用一臺(tái)風(fēng)機(jī)， 管 網(wǎng)中得到的升壓為因；如果同時(shí)啟用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，則合成后的升壓為R, 然而BV 2%。但是，同時(shí)啟用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)后，我們分別測試兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)， 將會(huì)發(fā)現(xiàn)它們各自工作在 A/點(diǎn)上，即相當(dāng)于

9、它們各自工作在特性曲線為R的管網(wǎng)中。此時(shí)單臺(tái)風(fēng)機(jī)的 升壓由降至R/,而合成后的 升壓R=2P/。這似乎是兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行時(shí)互相 幫了忙，各臺(tái)風(fēng)機(jī) 分擔(dān)的管網(wǎng)阻力比其單獨(dú)運(yùn)行時(shí)減小了， 從而使其輸出的風(fēng)量比單獨(dú) 運(yùn)行時(shí)略有增加。分析圖3.2兩臺(tái)不同的通風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行的情況。如果管網(wǎng)特性曲 線為R,在這個(gè)管網(wǎng)中單獨(dú)啟用小通風(fēng)機(jī)時(shí) 升壓為Pai,單獨(dú)啟用大通 風(fēng)機(jī)時(shí)升壓為FA2,兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)啟用時(shí) 升壓為Pa,然而PaV FA1+ P2。如 果管網(wǎng)特性曲線為F2,它與大通風(fēng)機(jī)特性曲線的交點(diǎn)為 B,與串聯(lián)合成 特性曲線的交點(diǎn)也是B;這時(shí)單獨(dú)啟用大通風(fēng)機(jī) 升壓為FB,兩臺(tái)通風(fēng)機(jī) 同時(shí)啟用后升壓仍為R,此

10、時(shí)小通風(fēng)機(jī)形同虛設(shè)，不起作用。當(dāng)管網(wǎng) 特性曲線為R時(shí)，單獨(dú)啟用大通風(fēng)機(jī)時(shí) 升壓為Pc2,兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)同時(shí)啟 用后升壓不但不升高，反而降至Pc,同時(shí)流量也減小，此時(shí)小通風(fēng)機(jī) 在管網(wǎng)中起負(fù)作用。由此可知，只有當(dāng)管網(wǎng)阻力比較大，管網(wǎng)特性曲 線在B點(diǎn)的左上方時(shí)，串聯(lián)運(yùn)行才能起到 提高升壓的作用，離B點(diǎn)越 遠(yuǎn)效果越顯著，故稱B點(diǎn)為串聯(lián)運(yùn)行的臨界界點(diǎn)。因此，在確定采用串聯(lián)運(yùn)行是 否可行以前，也要先繪制綜合的特 性曲線圖進(jìn)行分析比較，最后才能決定取舍。另外還需指出的是，兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，通風(fēng)機(jī)L2的進(jìn)口壓 力及進(jìn)口溫度乃是通風(fēng)機(jī)Li的出口壓力及出口溫度，因此，串聯(lián)運(yùn)行 后通風(fēng)機(jī)L2的特性曲線將與串聯(lián) 前有

11、所不同，其關(guān)系 應(yīng)按進(jìn)口氣體的 密度進(jìn)行換算。然而由于通風(fēng)機(jī)Li的出口壓力及溫度一般都不高，對 通風(fēng)機(jī)1_2的特性影響并不大，因此這種換算也可不必進(jìn)行。三、并聯(lián)與串聯(lián)運(yùn)行的比較圖4是兩臺(tái)特性相同的通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行與串聯(lián)運(yùn)行的比較。圖中N為單臺(tái)通風(fēng)機(jī)的功率特性曲線，A點(diǎn)為并聯(lián)合成特性曲線與串聯(lián)合成特性曲線的交點(diǎn)。圖4并聯(lián)運(yùn)行與串聯(lián)運(yùn)行的比較當(dāng)管網(wǎng)特性曲線R1通過A點(diǎn)時(shí),并聯(lián)與串聯(lián)運(yùn)行的工況點(diǎn) 都在A 點(diǎn)，因此它們的運(yùn)行效果相同。但是，此時(shí) 若是并聯(lián)運(yùn)行，則單臺(tái)風(fēng) 機(jī)的運(yùn)行工況在 A點(diǎn)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的耗功為Mi7;此時(shí)若是串聯(lián)運(yùn)行，則單臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況在 A點(diǎn)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的耗功為N/。由于NA2z> NZ, 所以雖然在A點(diǎn)并聯(lián)與串聯(lián)運(yùn)行 等效，但串聯(lián)運(yùn)行比并聯(lián)運(yùn)行時(shí) 耗功 大，不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)管網(wǎng)阻力減小，管網(wǎng)特性曲線為 Rb時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行的工況點(diǎn)在 B 點(diǎn)，串聯(lián)運(yùn)行的工況點(diǎn)在B7點(diǎn)。此時(shí)串聯(lián)運(yùn)行的風(fēng)量和風(fēng)壓 都比并聯(lián) 運(yùn)行時(shí)要小，相反其耗功卻大很多。即NB2/ > N/。所以在這種情況下 串聯(lián)運(yùn)行極不合理。當(dāng)管網(wǎng)阻力增大，管網(wǎng)特性曲線為 R時(shí)，并