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離心風機并聯與串聯的怪事

來源： 蘇州頂裕節能設備有限公司 發布日期：2021-09.17 瀏覽：-


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有客戶問：我們工廠最近提出了生產加倍的計劃，本來使用一臺75kw的離心風機輸送空氣（事實上是氧氣）進入反應塔中作用，風機性能是40000m³/h，3500pa。

在產量加倍的需求下，當然空氣量也要加倍，于是我們又買了一臺性能完全一樣的離心風機，并把它的出口接到原來送風機的出口管道附近，也就是兩臺送風機并聯運行。

可是結果風量只增加了不到50%。明明我們使用了兩臺75kw的風機，所花費的電力也加倍了，這是怎么一回事呢？還是我們應該采用串聯的方式？

首先，可以肯定的說，按現在所采取的方法，產量加倍的計劃是幾乎無法實現的，就算實現了，也十分不經濟，產品的成本會很高。

再看這臺風機的工況點，如果送風系統的入口與出口都與大氣連同，可以畫出單臺風機運行時的性能曲線與管路阻抗曲線L，工況點即為交點A，如圖一。


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圖一


其次，并聯運行時，吸氣管或排氣管中的流量是兩臺風機的流量之和。此時，管路阻力由兩臺通風機共同克服，并且由于管道，過濾器，反應塔等等沒有改變，管路阻力曲線仍然相同，根據此原理可繪制并聯運行時總的性能曲線，如圖二，即可找到并聯運行后的工況點B，明顯可看出此時通風機送出的風量沒有加倍。


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圖二


至于采用串聯運行的方式，一般情況下，都是單臺風機做功無法克服系統的阻力才采用串聯的方式，串聯后的性能曲線如圖三，也就是同一風量下，靜壓加倍，觀察此時的工況點D，也可明顯看出此時的風量增加的很少。


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圖三


那么，為什么風機消耗了加倍的能量，沒有產生加倍的風量呢？這樣的結果符合能量守恒定律么？答案是肯定的：符合。

因為管路的阻力損失與流速的平方成正比增加，如果風量真的達到加倍的話，阻力就會變成4倍，有相當的一部分能量都會因為摩擦損失，轉變成熱量消散。最后，怎樣才能實現產量加倍呢？

如果采用硬碰硬的方式，提高風機的轉速來提升風量，根據相似定律，風量加倍，消耗的功率呈3次方增加，即需600kw的電機，顯然是不經濟的。況且考慮到強度，葉輪的轉速有極限，不能無限提升。

如果采用并聯運行的方式，結合圖2，還需要將管網的阻力降為曲線M,也就是要將管道，反應塔等尺寸加大。觀察圖2，圖3還不難發現，阻力曲線越緩，離心風機并聯的增加風量的效果會更好，阻力曲線越陡，離心風機串聯的增壓效果會更好。

所以，對于離心風機并聯，串聯的特性，一定要結合具體的管路系統具體分析。