排风处理

排风处理（共8篇）

排风处理 篇1

风机配置变频器在水泥厂十分常见, 在安装调试过程中, 若人员的责任心不强, 或技术水平有限, 那么可能会发生风机叶轮装反和变频器参数设置错误的问题。当两者都存在时, 问题解决要麻烦得多。

1 出现的问题

某5 000t/d生产线于2014年4月点火试运行。其窑尾废气处理排风机电动机型号Y2-355M2-6, 额定功率200k W, 电流380A, 转速960r/min, 使用西门子MM440变频器进行拖动, 负荷电缆型号为YJV 3×185mm2+1×95mm2, 沿电缆沟和桥架进行敷设, 电缆长度70m左右。调试时, 首先按照电动机铭牌在变频器上设置好电动机基本参数, 拆开联轴器, 空试电动机运转正常;接好联轴器, 机旁启停排风机, 电动机转向正确;集中试车启停及增减频率, 一切正常。

第二天, 设备联动试车, 在废气处理排风机启动10min后, 一声巨响, 排风机停转。现场发现靠电动机侧有几乎0.5m长的电缆被烧黑, 而且芯间电缆皮已被烧的非常薄且粘连在一起。

2 问题检查和处理

2.1 问题检查和初步分析

通过在中控室监测到的变频器频率给定和反馈, 以及电流反馈历史趋势, 发现当频率给定到80%时, 电流急剧增大, 超出额定电流, 达到530A。PLC设计人员首先检查人机界面的程序及数据链接没有问题, 然后又到电力室核实变频器基本参数设置无误, 而且安装技术人员测量电动机绝缘阻值没有问题。

于是, 我们把问题归集到以下两个方面: (1) 电缆可能存在问题; (2) 设备安装时联轴器没有和电动机以及风机在一条轴心线上。

检查的结论是设备安装没有问题;且电缆的各芯间阻值为无穷大, 电缆也没问题。因此, 又对设备安装单位有人提出的这款亏方电缆 (即电缆截面积偏小) 的选型是否正确的问题进行了分析:

1) 电缆沿电缆沟和桥架敷设且无酸碱腐蚀环境, 所以选择YJV型电缆;而3×185mm2+1×95mm2规格的铜芯电缆在空气中明敷设时的载流量为450A, 远远大于电动机额定电流380A, 所以电缆选型应该不存在问题。

2) 电缆载流量要满足于电动机额定电流的大小, 电缆载流量通过电缆线芯的选材和规格确定。经核查, 该电缆随附的国家质检报告为合格。

上述两点说明, 该型电缆满足要求。

2.2 问题处理

为了查找问题根源, 我们决定接上同样的一根新电缆上电检测。

开启电动机, 同时对中控画面电流和变频器参数电流进行监控并对负载电流进行现场监测。频率逐渐提升至40Hz, 这3种方法同时监测到负载电流骤增且超过电动机额定电流, 持续监测1min后, 已能感受到电缆表面的热度, 果断人为停车, 并将故障矛头锁定在设备安装方面。

经设备拆卸, 发现风机叶轮在安装时反向, 造成电动机运转时, 负载巨大, 变频器和上位机都没有停车, 导致电缆过热烧毁。

叶轮正向安装后, 带载启动风机并增加频率, 一切正常。

对于电动机过载而变频器不能故障停车的原因, 经变频器参数查看, 发现是因为技术人员经验不足, 不懂得变频器保护功能的重要性, 私自将变频器在出厂时电动机的过载因子参数 (P640) 缺省值为额定电流的110%调节到400%, 导致变频器不能停车, 重新设置该值为110%, 使变频器对电动机过热提供保护。另外, 在上位机画面上, 对电流监控设置上限报警值。

3 结束语

该案例在实际使用中虽较为罕见, 但发生并非偶然, 故障虽然由设备安装造成, 但由于电气技术人员经验的缺乏导致电气保护失效, 因此, 加强技术人员的培训和总结经验尤为重要。

排风处理 篇2

摘要：系统在设计时，所要实现的目标就是既能够保证新职人员通过本系统进行排风、摘管、人力制动机制动训练，又能保证在训练过程中的人身安全不受威胁。

关键词：调车排风摘管开发

1 系统开发的必要性

排风、摘管、人力制动机制动是铁路调车作业过程中常见的作业项目，也是要求作业必须掌握的技能，所以要求新职人员在上岗前要进行相应的训练，本文主要讨论开发可供教学用的铁路调车作业排风、摘管模拟演练系统的问题。

2 系统组成及原理

2.1 系统组成 系统由三个主要部分组成：车辆模型、充风系统、制动系统，系统的结构如下图所示。

[充风系统][车辆模型][制动系统]

2.1.1 车辆模型。车辆模型做起来比较容易，可以选取铁路调车作业过程中常见的车型，例如敞车、棚车，如果为了节约成本，也可以利用报废车辆，去掉车辆走行部，用固定支架代替，切削保留必要部分，这样将车厢整体长度压缩到2.5m以内，可以有效缩短车列长度，这样既节省设备占用空间，又便于人身安全控制。

2.1.2 充风系统。充风系统使用可调压式空气压缩机代替铁路现场广泛使用的泵风机，实训时充风系统提供的风压控制在2个大气压范围内，以保证试训过程既能让演练人员感受到实际工作情境，又能避免风压过高造成风管大幅摆动，危及人身安全；实际安装过程中，考虑到空气压缩机不能漏天摆放，需要延长风管，并将空压机固定在室内。

2.1.3 制动系统。使用切削货车的系统，基础制动设备保留到拉杆，若是使用货车模型时，这部分需要单独设计，需要设计出制动机闸盘、闸台、闸链，为了使演练人员能够感觉试闸时的反弹感，闸链连接拉杆一端设置张力弹簧（笔者建议使用压簧以减少弹簧疲劳），如使用拉簧应有防拉直装置，以免演练过程用力过大导致弹簧拉直失效。

2.2 系统原理

①系统在设计时，所要实现的目标就是既能够保证新职人员通过本系统进行排风、摘管、人力制动机制动训练，又能保证在训练过程中的人身安全不受威胁。②控制制动软管内的风压，使之范围在确保人身安全范围内，是本系统所要解决的主要问题。③基于上述考虑，在设计充风系统时，给出了一个可以允许的最大充压值，当制动软管内的风压超过这个数值时，充压系统自动阻断，停止充风。④为保证制动软管内的风压不超过允许数值，制动软管本身也设计保护装置，当压力超过规定数值时，制动软管自动排风。

2.3 系统升级空间

①拆解车辆时保留空气制动装置，使模拟车辆具备排风、摘管、制动整体功能；②加装底面走行装置，模拟动态抓车，在底面车梯侧底面加装链板式传输机（承重较大、抗冲击力强且强度均匀），模拟车辆运动方向反方向传输，演练人员即可在跑动状态下动态抓车；③加装3D全景显示屏，通过控制台控制链板式传输机转速，通过全景显示屏，模拟3D动态景物，使传输机转速与视频速度同步，实践观速、观距技能实训功能。

3 本系统可实现的功能与应用前景

3.1 系统可实现的功能

3.1.1 模拟带风摘管、排风作业。本系统特别设计的充风系统可以实现在保证演练人员人身安全的前提下进行带风摘管、排风作业，这是本系统所要实现的最基本功能。

3.1.2 人力制动机使用技能。调车作业演练人员通过这个系统可以模拟演练人力制动机的使用方法，可以进行人力制动机的选闸、试闸、拧闸。

3.1.3 静止上下车作业演练。上下车作业是调作业人员需要掌握的一项基本技能，由于本系统固定于地面不动，可以实现静止上下车作业，保证演练人员的安全。

3.2 应用前景

3.2.1 用于调车作业人员的岗前培训。调车作业新职人员的岗前培训工作是全国铁路车站、车务段以及大型企业的厂内运输部门每年都要进行的常规工作，岗前培训包括理论和实践环节，实践环节中的模拟带风摘管、排风作业、人力制动机使用技能、上下车技能训练等项目由于条件所限，目前还不能完全进行，很多情况下都是以师带徒的形式在实际调车作业过程中进行的，带来了诸多的人身安全风险，本系统的开发可以解决这一问题。

3.2.2 应用于铁路高职院校教学。铁道交通运营管理专业是培养调车作业人员的专业，全国有多所铁路院校开设此专业，用人单位对专业人才的需要规格是掌握扎实的理论知识，同时也要具备一定的动手能力，各高职院校也是按照这样的思路在进行人才培养，理论知识在校时容易掌握，但动手能力受条件所限，不容易实现，尤其是上述提到的涉及到人身安全的带风摘管、排风作业等作业技能，而本系统的开发成功无疑可以有效解决这一问题。

4 结束语

综上所述，铁路调车作业排风、摘管、人力制动模拟演练系统的开发，是在新形势下铁路用工需求以及高职人才培养目标共同推动的一次创新性尝试，它实现了低风险、低成本条件下，高仿真高效率的铁路调车实作技能训练方案，该系统在行业内将具有一定的应用前景。

参考文献：

[1]佟立本.交通运输设备[M].中国铁道出版社，2005（01）.

[2]铁道部.铁路技术管理规程[M].中国铁道出版社，2010.

[3]申金国.上下车作业模拟演练系统开发与应用[J].科技创新与应用，2014（06）.

排风处理 篇3

1 采取的措施

中控操作员关闭窑头风机风门后, 减料至140t h, 窑速降到2.9r/min, 10:14停窑头排风机。篦冷机后6台风机风门全部关闭, 前6台风机风门相应关小。通知电工和相关机械人员到现场, 通知余热发电人员注意风温和风压的变化, 保证窑系统的正常运行。期间, 为控制窑头压力, 保证煤磨正常运行, 余热发电减负荷运行。根据现场运行情况看, 由于冷却风机相应关闭或关小, 减少了风量, 使窑头部位并没有出现较大正压 (0～20Pa, 正常运行时窑头压力在-30～-50Pa) , 完全能够保证窑的正常运行。由于窑头排风机停机, 篦冷机的破碎机处灰尘飞扬, 设备得不到冷却, 因此在此处临时加了一台小风机进行冷却。在稳定运行1h后, 逐渐恢复投料量, 相应提高窑速, 直至恢复正常产量。

2 效果

在该状况下, 运行了11h, 熟料温度比正常生产时稍高, 但由于时间短, 同时调整了用风, 篦冷机内并没有出现“红料”, 熟料的产质量均符合要求。直至窑头排风机故障排除, 恢复正常生产。

独立住宅的排风式多元通风 篇4

在空调发明之前, 人们只能利用自然通风来驱暑, 最常用的方式就是开窗通风, 这种方式的明显缺点就是不易控制, 受季节和气候因素影响大。在机械通风和空调发明之后, 其相对于自然通风显示出明显的可控性和稳定性, 从家庭到几乎封闭的摩天大楼, 人们争相应用, 自然通风逐渐被人们忘却。正当人们满意于由此所带来的清凉的时候, 通风系统也暴露出了其很多缺点。室内各种污染物超标, 在空调房间内停留时间过长会明显感觉不舒适, 如果长期在空调房间工作还会影响身体健康, 患所谓的空调病。现行的空调系统解决的主要是室内的温度问题, 家用空调仅相当于一个冷气机, 部分中央空调和户式中央空调对新风通风进行了考虑, 相对于家用空调效果较好, 但是考虑到费用问题或者管理原因, 运行效果和实际运行相差很大。而且在大型的中央空调系统中, 空调系统自身的污染相当严重, 室内环境的极端重要性与现行空调的种种弊端形成了强烈的反差, 同时也给人们提供了一个契机, 可以对现行的通风方式进行反思。

2 多元通风应用研究

2.1 别墅中的应用

以独立住宅为例介绍多元通风, 具体建筑形式是别墅型建筑。这种建筑通风系统小, 但又比一般的家用空调配备复杂, 室内空调参数要求高, 所以适于作为多元式通风应用的切入点。该系统的排风部分可以看作是机械通风, 进风 (新风) 系统是自然通风, 无回风部分。通风系统和室内的制冷制热部分分开, 不承担室内的冷热负荷。

2.2 系统特点

依靠排风机提供动力, 通过排风管对房间造成负压, 新风通过窗口处专门的风口自然进风。排风口一般设在厨房、洗手间等房间以吸风方式将室内空气排出, 吸风口处速度衰减快, 速度梯度大而均匀;新风风口一般设在主要房间的窗户上, 类似于自然风的渗漏。室内的空气流速更均匀, 更接近于层流, 除污能力强;流动方向固定, 一般是由卧室、客厅流向厨房或卫生间。传统房间内的送风则是由空调系统完成的, 根据稀释原理进行室内空气质量的改善, 新风一进入房间即与污染空气混合然后送入工作区。而该系统则避免了二次污染, 而且保证了重要房间的最佳空气质量。

排风系统简单, 新风没有管道, 只有新风入口, 最大程度的减少了通风管道自身对空气的污染。在通风系统中, 受污染最严重的就是回风管道系统, 其次是送风和新风管道系统。传统的通风系统中有回风和新风管道系统, 而且在送风口之前将新风和回风混合。中央空调是将新风和回风在空调机组处混合, 新风和回风混合后品质下降, 而且还要经过很长的送风管道, 品质进一步降低;现在有很多的空调系统末端采用风机盘管, 独立的新风系统, 新风和回风在风机盘管处混合, 新风避免了送风管道的污染, 但是在新风管道及与回风混合时品质仍被降低。而在该通风系统中, 新风没有受到风道系统的污染, 新风到达室内仅经过了新风口, 经过主要房间到达次要房间排除, 没有和低品质空气的混合过程。整个风道系统简单, 气流组织合理, 维护清洗方便。

提出了会呼吸的房屋这一崭新的概念, 运行时间方案为一年365天, 每天24小时连续运行。就像给房屋安了一个肺, 可以不停地吐故纳新。传统的通风运行方案为, 白天运行, 夜间关闭。这种间断式的通风方案容易导致水蒸气的凝结, 水蒸气一般会凝结在墙体温度的最低点 (如窗户上与天花板交界处) 和衣橱内的衣物上等, 为细菌的滋生提供了温床, 时间长了就会出现发霉现象。可能破坏墙体, 损坏室内的衣物和家具, 并很大的降低了室内的空气品质。而在该通风系统的不间歇运行方案下, 这些问题都可以得到避免。

结合先进的自控技术, 运行方案优化。该系统为全新风系统, 而且又是全年不间歇运行。如果以传统的运行方式, 必然会带来能耗的增加, 与现在所提倡的节能相左, 节能和空气品质的提高也一直是一对矛盾, 先进的自控技术则可以解决这一矛盾。由于是独立的通风系统, 所以自控策略的实现比较容易。通过风口和风机的来完成控制, 风口有各种不同功能的型号:可调式自平衡风口、湿控式风口、高效隔音风口、卷帘窗式进风口等。根据室内参数要求, 人员多少, 人的活动情况, 风口可以控制风量。自平衡式进风口可确保在室内外不同的压差下恒定风量。湿控式风口可以根据室内的湿度来改变风量, 室内的湿度是一个很关键的参数, 可以作为污染物的控制参数, 即控制了室内的湿度就可以很大程度上的控制室内的污染物, 而且湿度又可以反映室内人员的数量及活动情况, 室内人员多、活动量大的时候湿度就大, 此时的污染物也多, 而在晚间的时候污染物的散发少, 人的湿量散发也小, 此时湿控式风口就可以减小开度从而减小风量;当房屋无人居住时, 污染物虽然小, 但如果长时间不通风也容易造成室内的物品的变质发霉, 在该系统中在这种情况下可以一直维持一个很小的通风量, 维持室内的空气品质。该系统可以根据不同情况选定不同的运行方案, 白天、晚上和无人时采用不同的方案。在保证通风质量的情况下, 节约了能源。

代表了空调发展新方向, 房间独立的通风, 采暖和制冷采用辐射地板、冷却顶板等。这种组合方式称为新概念空调。这种空调地运行费用仅为常规空调地50%, 具有良好的声学效果, 而且不破坏建筑外观。在北京某些高级建筑上已经得到应用, 取得了良好地房地产销售成绩。

该种通风形式还可以根据不同的地区和要求而选用不同的系统:自平衡型排风式通风系统、湿控型排风式通风系统、热回收式通风系统、小型中央空调通风换气系统。后面两种通风系统可以分别和热回收装置和热泵系统配合, 达到节能的效果。该系统具有较广泛的适应性, 但在严寒地区的使用还有一定的限制。

3 结论

计算机技术和自控技术的发展使得自然通风的可用性大大提高, 而且在相同通风量和温度的情况下, 自然通风的舒适性要明显高于机械通风。一方面, 现行的通风设计标准都是以机械通风为准的, 由此需要制定自然通风的相关标准。另一方面, 也为通风的节能和舒适性提高提供了较广的空间。

在很多情况下, 需要结合自然通风和机械通风即采用多元通风, 才可以设计出最佳的通风方案。自然通风和机械通风可以有多种的组合, 各种组合的性能、规律及适用条件还需进一步的研究。所述的多元通风在别墅型建筑上的应用, 采用机械排风、自然进风, 在节能和舒适性上较传统的通风有突破性的进展。

独立住宅的多元通风在欧洲得到了较广泛的应用, 在节能和舒适性均得到了良好的效果。而在国内则是起步阶段, 需要尽量介绍吸收国外的先进成果, 并根据国内的气候、建筑等情况作出理论上的研究, 为这一新型的通风方式的推广提供理论基础, 提高居住的舒适性, 为能源节约作出贡献。

空调排风热回收系统的应用研究 篇5

1 空调排风热回收系统的相关理论研究

为了维持室内外空气量的平衡, 在空调系统应用的过程中, 要不断保持排出室外的风量与送入室内的风量是相等的。但排风与新风之间存在一定能耗, 进入室内的风量越大, 则需要处理的空气量也就越大, 产生的新风负荷也就越大, 常规空调的排风都是不经处理的, 不经处理的排风, 造成了能量的白白浪费。使用空调排风热回收系统, 目的是将排风经交换器处理, 形成新风, 从而回收新风的风能, 最低程度的降低能耗, 提高资源的利用效率。分析排风热回收系统的工作原理, 热回收系统将空调房间排出来的部分空气经热回收装置与新风进行换热, 对新风进行预处理, 排出去经过换热的风将以废气的形式排出。当室内外温差较小时, 则不需要采用排风热回收装置。热回收系统的使用效率, 同不同种类的热交换器相关, 但具体的效率值需要经由有关研究部门进行规范计算得出, 并不能仅有理论的办法计算得出。

2 空调排风热回收系统的节能性分析

2.1 空调排风热回收系统的优越性

能源问题成为影响社会经济发展的主要问题之一, 建筑行业是一个高耗能的行业, 降低建筑行业的能耗, 提升空调系统的资源利用效率对经济发展意义重大。空调中的热量排放至大气中, 在带来空气污染的同时又造成了资源与能源的浪费, 对空调系统的排风进行热回收, 能创造众多优越性。热回收的处理, 有效地降低了空调的运行负荷, 从而减少空调的运行费用。从初投资的角度考虑, 热回收系统降低空调的最大负荷, 将空调系统的型号减少, 从而节省了最初的投资量。空调排风热回收系统具有其能源结构的分布式特征, 能量的产生可以当即产生、就地消耗。空调排风热回收系统不仅能节约能源, 而且能将室内的新风比加大, 提高室内的空气品质。应用空调排风热回收系统, 虽然在一定程度上造成设备的损耗与一定量的风扇的损耗, 但是热风的回收所节约的能源远超过设备的损耗, 回收空调排风中的热量, 对于创造一个良好的生活环境、提升能源的回收利用效率意义重大。

2.2 节能性分析

分析空调排风热回收系统的节能性, 需要综合考虑众多因素。室内外温度差是影响系统节能性的重要原因之一, 测定空调排风热回收系统的节能性, 需要准确的测定室内外温度差。如果能利用函数中的参数变化计算回收系统的节能性, 计算过程相对简单, 利用函数估算, 只需要得到某个时间段较为准确的参数值即可。虽然参数取值都取很多年的平均值, 但随着气候变化的趋势, 平均值也不尽然准确, 测定参数时, 需要对近几年的气温变化进行总结, 综合估计, 取得最佳参数值。空调的一般使用季节是冬季和夏季, 考虑到季节的变化, 需要设定几个参数, 对空调区域的温度与湿度进行预先设定。依据适当的参数, 采用合适恰当的空气处理方式, 就可以得到满足条件的湿度、温度等大小的值。在各种空调系统参数值已知的情况下, 只需要将性能参数带入, 就可计算出理论的节能量的大小。从宏观角度进行分析, 为了形象的表示节能的基本原理, 需要通过数学原理结合图表进行表示, 依据具体工程的实际状况, 对其进行量化分析, 将季节变化考虑其中, 进行全局性的节能分析。

2.3 空调排风热回收系统的应用

全热热回收装置与显热热回收装置的选择上, 要考虑不同装置的优缺点, 在夏季要采用全热型的回收装置, 全热型的回收装置夏季的节能效果更加突出, 而冬季采用全热型的热回收装置, 则降低空调加湿费用, 尤其当空气中的水分还算充足时, 不需要采用加湿系统, 这样可以节省加湿费用。但是在采用全热回收装置时还需要注意一些问题, 避免长时间的使用, 造成新风被排风污染, 因此, 在对空气质量要求较高的地区或室内空气湿度较大的地区不适用全热回收装置。对于回收系统装置的选择上, 要细致, 选择站在经济的角度考虑。从节能效益考虑, 对于一些采用市政热网的建筑来说, 其交费方式都是采用面积交费的方式, 因此, 采用热回收装置在这样的建筑物上无法直接体现节能带来的经济效果, 由此造成在这样的公共建筑物上, 用户很难产生改造节能装置的积极性, 只有不断完善热回收装置, 不断降低设备的安装使用成本, 用户才会提升节能积极性。在进行装置的设计时, 需要将排风窗口与新风入口有效隔开, 避免新风污染的产生, 同时注意室外外向的问题, 提升热回收装置使用效率的提升。对热回收装置进行控制与调节, 需要设置风机的调速装置, 保证空调机组得以串联运行, 在运行的同时, 减少通风的能耗, 严格按照运行的层数对风量的大小进行调节, 使得设备的运行较为灵活且方便。为此, 可设置时间控制程度, 对时间与装置运行的时间区域加以控制, 进行预通风处理。对新风旁通风管道的设置, 须严格按照国家相关条例的规定, 旁通道设置意义重大, 能有效减少回收阻力, 降低能耗, 提高设备的可利用效率, 提升效率需要风机配备变频装置实现, 为了降低投资的成本, 在进行设备的选用与装置的选择上, 需要经过认真的比较与考虑, 从经济的角度, 选择最为恰当合适的装置。

3 结语

由于能源对于人类的生产发展意义重大, 因此, 在人类现代社会中, 需要不断提升能源的利用效率, 将能耗降低至最低水平。从建筑行业来看, 提高空调系统的能源利用效率, 使用空调排风热回收系统是较好的选择, 系统需要不断得到优化与改善, 提高设备使用的经济性, 提升用户的环保与资源回收意识, 增强能源利用率, 创造更好的工作与生活的环境。

参考文献

[1]徐选才, 彭荣.夏季工况使用显热回收新风换气机中的几个问题[J].暖通空调, 2011, 35 (6)

[2]王志勇, 刘泽华, 王汉青等.基于建筑环境的空调系统设计及节能分析.建筑热能通风空调, 2012, 23 (2)

[3]倪小静, 周赵凤, 陈华江.变频技术空调的节能分析-热回收型多元VRV空调系统.浙江树人大学学报, 2012年5月, 4 (3)

多排风机PLC控制策略的研究 篇6

排风系统作为铁矿斜巷道重要电气设备的组成部分,承担着巷道内空气的流通和调节功能,特别是长距离的巷道,需要的排风机不仅数量多,分布较为分散,而且驱动电机的容量也相对较大。另外由于排风量受气候和季节影响很大,因而排风机运行台数也会因此有较大的变化,如果控制系统设计不当,就会造成排风机的频繁起停或某些排风机运行时间长短过分悬殊,这样不仅会加快了排风机的磨损,而且还会造成了对电网的频繁冲击,增加了电能的消耗。

针对上述问题,结合斜巷道排风机自动控制系统的设计,给出了一种经济可靠的、多排风机的自动控制方案。

2 排风系统的组成

排风自动控制系统主要由4个入风口及空气净化装置、6台排风机和一个总出风口等组成,如图1所示。

6台离心式排风机担负着排风任务,每台最大排风量为80m3/s左右,由一台110kW的交流电机驱动,每台排风机出口接一个出风阀,再连到一个总的出风管道。出风通道内装有风压传感器,检测通道内的风压,以便通过排风自动控制系统使巷道内的风压保持恒定。

3 排风机的控制策略

根据设计要求,巷道的排风量一般在65-280m3小时,特殊情况下(如夏季)排风量可达330m3/s左右。从上述要求可知,最小排风量小于1台风机的正常排风量,最大排风量小于4台风机的正常排风量,这就要求排风机的风量可调。另外由于排风电机的容量相对较大,排风机起动时的电流必须受到限制,以减少启动时的电流冲击。

基于上述情况,为使排风机的控制高效、可靠和经济运行,系统采用4台软启排风机和2台变频排风机,其控制策略为:4台软启动器控制的排风机和2台变频器控制的排风机分别采取按时间的自动轮值和运行时数基本均等的自动轮值均衡控制,系统控制结构图如图2所示。

以下为具体的控制策略。

(1)根据通道内的压力控制排风机的运行台数,将通道内的压力分成以下5个等级:最低风压(风压0)、低风压(风压1)、中风压(风压2)、高风压(风压3)和最高风压(风压4)。排风自动控制系统通过通道内压力传感器检测实际风压,通过实际风压与设定风压之间的比较,控制排风机的运行台数。

(2)根据通道内风压的高低,排风机开启的顺序为:1变频—1软启—2软启—3软启—4软启—2变频。

(3)当风压≤风压0时,停止所有排风机运行;当风压0<风压p≤风压1时,投入1台排风机运行;当风压l<风压p≤风压2时,投入2台排风机运行;当风压2<风压p≤风压3时,投入3台排风机运行;当风压3<风压p≤风压4时,投入4台排风机运行;当风压p>风压4时投入5台排风机运行。

(4)6台排风机中,4台软启排风机为一个工作组,3台工作,1台备用,每2天切换一次工作组,运行时间最长的排风机自动转为备用;另2台变频排风机为一个工作组,1用1备,每2天进行一次切换。尽量保证每台排风机运行时间的均等,出功均衡,这样不仅保证了系统的冗余性,而且减少了单台排风机的故障几率,提高了系统的可靠性。

4 控制策略的实现

从控制要求和控制策略可知,决定某1台排风机工作与否的条件为:

(1)该排风机是否处于工作组中,如果“是”,用“1”表示,否则用“0”表示。对软启工作组中的4台排风机,采用4位二进制表示工作组的状态,如1011表示第1、3、4台水排风机处于工作组中,而另一变频工作组中的2台排风机,则用2位二进制表示工作组的状态,如0 l表示第2台变频排风机在工作组中。

(2)当时风压所处的状态,即风压条件。此条件用以确定排风机的开启台数。

(3)该排风机当时的状态,即排风机是否有故障。当某台排风机出现机械故障、电机故障或控制器故障等异常情况时则不能投入运行。

4.1 风压条件字

将通过风压传感器得到的当前实时风压p和设定的风压进行比较,根据比较的结果计入数据存储器中。

4.2 工作组控制字

软启工作组控制字初始值设为1110,轮值变化如图3(b)所示,正常情况下每2天切换一次。变频工作组控制字初始值设为10,轮值变化如图4(b)所示,正常情况下每2天切换一次。

4.3 排风机工作控制字

根据实际的风压变化,采用不同的排风机工作控制字。

(1)当风压≤风压0时,采用零排风机控制字,软启排风机初始值设为0000,轮值变化如图3(a)所示。变频排风机初始值设为00,轮值变化如图4(a)所示。

(2)当风压0<风压p≤风压1时,采用软启单排风机控制字,初值设为1000,轮值变化如图3(b)所示。变频排风机初始值设为00,轮值变化如图4(a)所示。

(3)当风压1<风压p≤风压2时,采用软启单排风机和变频单排风机控制字,软启单排风机初值设为1000,轮值变化如图3(b)所示。变频单排风机初始值设为10,轮值变化如图4(b)所示。

(4)当风压2<风压p≤风压3时,采用软启双排风机和变频单排风机控制字,软启双排风机初值设为1100,轮值变化如图3(c)所示。变频单排风机初始值设为10,轮值变化如图4(b)所示。

(5)当风压3<风压p≤风压4时,采用软启3排风机和变频单排风机控制字,软启3排风机初值设为1110,轮值变化如图3(d)所示。变频单排风机初始值设为10,轮值变化如图4(b)所示。

4.4 排风机故障状态字

设一个6位的排风机故障状态字来表示当前排风机的故障情况,前4位表示软启排风机的故障情况,后2位表示变频排风机的故障情况。如果某个排风机或几个排风机出现故障,则在相应位置置“1”,如001000表示当前第3台软启排风机出现故障。排风机故障状态字是影响排风机自动轮值的一个重要因素,由于每个排风机发生故障的可能性是随机的,而各个排风机的状态之间是相互独立的,因此排风机故障状态字的分布符合概率论中的相关定理。设计时要保证某一时刻故障排风机数≤1台的情况下,排风机的自动轮值能正常进行,当某一时刻故障排风机数>1台时发出紧急报警信号,转入手动控制(可在中央控制室或柜体上操作)。具体内容如下。

(1)当软启排风机故障字和变频排风机故障字为0000和00时,工作组控制字和排风机控制字的轮值仅由时间决定。

(2)当故障字仅有1位时,如果是软启排风机故障,则通过对工作组控制字和排风机控制字的移位使故障排风机处于备用,剩下的3台软启排风机可正常轮值,系统发出相应的正常报警信号,维护人员有2天的时间对故障进行处理;如果是正在运行的变频排风机故障则立即停止该排风机,通过变频排风机控制字的移位,启动好的变频排风机,同时系统发出报警信号,维护人员也有2天的处理时间。

(3)当故障字不只1位时,表示当前有大于1台的排风机出现故障。此时不管故障出现在软启排风机还是变频排风机,都应发出紧急报警信号,提示维护人员应立即采用相应措施,暂停自动轮值,转入手动控制。

采用S7-300可编程序控制器作为控制器件,MW2、MW4、MW6和MW8分别作为排风机工作组控制字、排风机工作控制字、排风机故障控制字和排风机输出控制字,实时风压p和设定的风压比较的结果计入WM10风压条件字。排风机自动轮值和均衡控制程序框图如图5所示。

4.5 排风机输出工作字

软启排风机的输出工作字由4位二进制数组成,某位为“1”,表示要求相应的软启排风机处于工作状态。

变频排风机的输出工作字由2位二进制数组成,某位为“1”,表示要求相应的变频排风机处于工作状态。

软启排风机和变频排风机的输出工作字由风压条件字、各自的工作组控制字、排风机工作控制字和排风机故障状态字经过布尔代数运算得来。其关系如图6所示。

5 运行效果

根据上述的控制策略和程序流程图,在S7-300可编程序控制器上进行了编程,并通过PLC的以太网通信接口模块与排风机中的控制系统的上位机组成一个完整的监控系统。为了方便试验,将2天的轮值时间改为1h,共试验了12h,运行效果良好,4台软启排风机的运行时间最大相差5S,2台变频排风机的轮值准确。期间模拟了1台排风机故障和2台排风机故障,结果1台排风机发生故障时不影响排风机的轮值和均衡运行,监控系统上显示报警信号;2台排风机发生故障时监控系统上发出紧急报警信号,自动功能取消,可手动控制。在试验过程中没有发生逻辑紊乱和系统功能失常的情况。

参考文献

[1]宋伯生.PLC编程理论、算法及技巧[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]崔坚.西门子S7可编程序控制器-STEP7指南[M].北京:机械工业出版社,2007.

排风处理 篇7

1 实验室排风柜工艺原理 (1)

对环境有一定洁净度要求的分析实验室一般由暖通空调新风管路、屋顶送风变风量阀[1]、室内外差压传感器、屋顶散流器、若干台用于分析作业的排风柜[2]、排风柜供电配电箱、排风变风量阀、排风管路和室外/屋顶排风机组成。

由暖通空调新风管路送来的新风在组合式空调机组中经过初效过滤、冷冻水和蒸汽盘管调温、离心风机送风、加湿器加湿和中效过滤后, 经送风管路到达分析实验室的屋顶送风变风量阀处, 由室内外压差传感器控制屋顶送风变风量阀的开度, 再经屋顶散流器将新鲜空气均匀地送入实验室内, 并使分析实验室的室内相对室外保持一定的正压。实验室内有若干台用于分析作业的排风柜, 每个排风柜内安装有测量柜面气流的风速传感器, 且其顶部安装有排风变风量阀, 由风速传感器控制排风变风量阀的开度, 使排风柜内保持一定的气流速度, 将分析作业时扩散的物料带入排风管路, 再由屋顶排风机排到大气中, 或经空气处理机处理后再排到大气中。其工艺控制原理如图1所示。

2 送、排风变风量阀控制

实验室排风柜的作用是保障分析操作人员的健康与安全, 对其良好控制就是重中之重。在排风柜控制中, 重点是对送、排风变风量阀的控制, 使分析作业时相关物料不会积聚并扩散出排风柜, 而进入实验室区域。其控制流程为控制回路读取房间室内/外压差传感器的压差值Δp, 读取实验室屋顶送风变风量阀和排风柜排风变风量阀开度, 进行送、排风PID策略控制, 改变送、排风变风量阀开度并反馈到压差值Δp, 其送排风变风量阀控制流程如图2所示。

3 排风柜系统布线

排风柜系统由市电接入220V (AC) 电源线、HVAC BOX排风柜控制系统配电箱、24V (AC) 电源线、24V (DC) 电源线、LON网络总线电缆、房间室内外差压传感器、RS送风变风量阀及FH排风变风量阀等连接而成。系统布线如图3所示。

在排风柜的系统布线中, 核心是Lon Works现场总线的应用, 其采用ISO/OSI模型的全部7层通信协议, 采用面向对象的设计方法, 针对控制对象的特点发展而来的Lon Talk网络通信协议, 可以实时传输和控制网络通信数据, 支持多种通信介质和传输速率。通过应用Lon Works现场总线, 排风柜系统中连接的各设备易于组态和调试, 实现了网络设备的分散与数据的高可靠性传输。

4 排风柜实验操作

在对排风柜进行操作时, 要确保送风气流到达排风柜柜面处有一定的速度, 以使柜内气体可以进行足够的稀释, 防止柜内有害气体积聚, 进而浓度过高溢出危害分析人员的安全。在通常情况下, 排风柜安装有红外检测仪以判断排风柜前是否有人 (有人模式还是无人模式) , 从而确定合适的柜面处风速。在有人模式下, 为确保人员安全, 会确定一个较大的柜面风速, 其柜面风速可参考相关规范确定[3], 此时, 分析操作人员在排风柜前进行分析实验操作, 排风柜进风调节板处于一定的开启度, 人员与介质物料在直接接触的状态下, 为使柜面风速保持稳定, 而将送风变风量阀开度增加, 加大送风量, 排风变风量阀开度亦增加, 排风量增大;在无人模式下, 为节能考虑可在充分安全的基础上适当降低排风柜柜面风速, 同时送、排风变风量阀的开度亦可适当降低。

在紧急情况下, 排风柜柜门上有最大柜面风速Vmax模式按钮。按下此按钮, 排风柜排风变风量阀开度便开至最大, 以最大的柜面风速排出有害气体。送风变风量阀的开度经PID运算后需保证实验室内的设定正压值。

5 屋顶排风系统控制

屋顶排风系统由暖通控制系统控制, 其组成部分为延伸至室外屋顶的排风管道、排风管路风速传感器、变频排风机和暖通控制用直接数字控制器。排风管路风速传感器的风速模拟量输入信号送入直接数字控制器, 此风速与直接数字控制器中的控制逻辑程序对比后, 由DDC控制变频排风机的运行频率, 运行频率对应排风机的电机转速, 从而将排风柜实验时的气体排到大气中。

屋顶排风系统的控制逻辑原理为:当关闭变频排风机时, 设定变频排风机的运行频率为0Hz;当启动变频排风机时, 设定变频排风机的运行频率为30Hz。若排风管路风速传感器的风速不小于0且小于Xm/s时, 则设定变频排风机运行频率为30Hz, 否则设定其频率为50Hz。其中风速X的大小由调试变频排风机时现场确定。其控制语句为:

6 结束语

排风柜是实验分析中不可缺少的一个重要组成部分, 可及时排出分析作业中工艺介质挥发的有毒有害气体, 保护分析人员的健康与安全。笔者从生产实际出发, 介绍了排风柜的原理和实践应用, 并对其整个工艺流程控制进行了详细的介绍。该系统已在生产实践中成功应用, 并起到了良好的节能与安全生产作用。

参考文献

[1]赵敏华, 沈晋明.VAV在实验室通风空调中的应用和控制[J].洁净与空调技术, 2004, (1) :45~49.

[2]张悦, 徐文华, 吕天宇.实验室和变风量排风柜的安全控制[J].暖通空调, 2007, 37 (1) :116~119.

排风处理 篇8

随着我国社会经济的飞速发展, 人们的生活水平与生活品质都在不断提升, 但随着能源危机的出现, 人们也逐渐意识到能源节约的重要性。空调系统节能是建筑节能的重要组成部分, 目前, 排风热回收系统技术也作为一种重要的节能技术而广受关注, 然而我国幅员辽阔, 各地区之间的气候、湿度等都存在较大的差异, 且应用热回收系统节能技术是受可适应条件限制的, 也就是说热回收系统技术的节能经验并不能够在各地区普遍适用, 只有将该技术应用在适当的条件下, 其节能效果与经济效益才能够真正的体现出来。因而, 对空调排风热回收系统技术进行地域性的探讨, 以期获取科学、合理的经济评价方法, 具有重要的意义。

1 空调排风热回收系统技术的经济性评价方法

1.1 空调排风热回收系统消耗与回收的能量

1) 系统消耗能量。在夏季与冬季空调排风热回收系统累计消耗的电量不同, 但其计算公式相同, 若其累计消耗电量为E, 则其计算公式为:

其中, Vs (xw) , Ve (xw) 分别为相应季节的新、排风量;ΔPs (xw) , ΔPe (xw) 分别为相应季节的新、排风侧压降;e (xw) 为相应季节系统的室外新风状态参数在xw条件下运行Tj小时而耗费的总电量, k Wh。

2) 系统回收热量。若空调排风热回收系统夏季或冬季的累计的回收热量为Q, 其计算公式则为:

其中, η (xw) 为相应季节热回收装置在室外新风状态参数xw条件下产生的热效率;Δxmax (xw) 为相应季节热回收装置在室外新风状态参数xw条件下新、排风状态参数的最大可能差值;q (xw) 为相应季节系统的室外新风状态参数在xw条件下运行Tj小时而回收的总热量, k Wh。

1.2 能源节约费用

通常情况下, 采用制冷机组对夏季空调系统供给冷量, 而冬季空调系统则采用燃油、燃煤或者是燃气等供给热量, 不同季节所用的能源表示不同, 所以, 应将热回收装置节省的能量进行有效的转化, 最好是转化为一次能源消耗量, 从而更准确的对空调排风热回收系统技术的节能效果进行分析。

1) 夏季节省能源费。在夏季, 空调制冷机组节省的电量Eref就相当于是热回收系统回收的能量, 其计算公式表示为:

其中, COP为在夏季制冷机组的能效比;Qsum为热回收系统在夏季运行所回收的累计冷量, k W。若用ΔEsum代表空调热回收系统夏季运行所节省的静电量, 则其计算公式为:

其中, Esum为空调热回收系统在夏季运行期间所消耗的总电量, k Wh。

若用标准煤量代表空调热回收系统节省的静电量, 则其计算公式为:

其中, 29 307的单位是k J/kgce, 且它表示的是1 kg标准煤的地位发热量。

2) 冬季节省能源费。若将空调排风热回收系统在冬季运行期间所回收的能量转化为燃煤、燃油及燃气等一次能源量, 用wpri表示, 则其计算公式为:

其中, Qwin为冬季空调排风热回收系统运行累计回收的热量, k W;γ为燃煤、燃油及燃气等一次能源热值, k J/kg或k J/m3。

则冬季热回收系统净节省一次能源量Δwpri表示为:

其中, Ewin为冬季热回收系统运行期间累计所消耗的电量, k W/h。

将空调热回收系统净节省的一次能源量折合为标准煤量wce·win, 则其计算公式表示为:

1.3 投资回收期

所选用的空调排风热回收系统与采用的热回收方式的技术可行性与经济性在一定程度上可以通过投资回收期分长短来体现。将运行周期内节能减税政策与通货膨胀等影响因素完全忽略之后, 可以根据以下公式来计算其投资回收期:

其中, Ci为空调排风热回收系统与装置的最初投资费用, 元;Cs为使用排风热回收技术后系统累计节省的能源费, 元;Cc为因热力输送热回收系统所耗费的风机能耗费用, 元;Csys为因运用热回收装置后原系统装置所节约的投资费用, 元。

2 北方公共建筑空调排风热回收系统技术的经济评价与分析

2.1 工程概况

本研究以我国北方某地区办公建筑空调系统为研究对象, 与具体的工程应用实例进行有效的结合, 然后采用上述评价方法对该建筑中空调新排风热回收系统技术的经济性进行有效的初步评价, 并对其节能与经济效益进行研究。

该办公建筑空调热回收系统采用的是板翅式新排风显热回收装置;夏季与冬季该办公建筑的室内温度分别是24℃, 20℃, 相对湿度分别是60%, 44%;显热回收系统的排风量为12 000 m3/h, 送风量为14 000 m3/h, 排风与送风风机功率分别为5 k W与6.5 k W;该办公建筑的空调系统夏季运行时间为6月20日~9月10日, 冬季运行时间为11月1日~次年3月31日, 系统日运行时间为8:00~20:00。

2.2 该办公建筑空调显热回收系统技术经济性分析

1) 季节节能效果分析。

该办公建筑空调系统在夏季与冬季运行期间, 相关研究者根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》对室外空气干球温度时间分布进行了统计, 通过统计中的数据计算出了该办公建筑夏季与冬季空调排风板翅式显热回收系统的季节温度效率, 且对整个运行季节进行研究后发现, 夏季季节显热回收系统的热回收效率偏低, 而冬季偏高, 且冬季季节温度效率与节能标准的要求相符, 热回收效果较好。

2) 显热回收的计算。

空调排风热回收系统利用排风对新风进行预处理就是排风热回收系统节能性的体现, 而系统显热回收量与回收效率又是热回收器性能评价的一项重要指标, 根据上述热回收量的计算公式, 对该建筑空调排风板翅式显热回收系统夏季与冬季运行期间的显热回收总量与显热回收效率进行了计算, 其具体情况如图1, 表1所示。

如图1, 表1所示可见, 该地区冬季室内外温差较大, 且冬季显热回收系统运行的时间较长, 相较于夏季而言, 总显热回收量远大于夏季, 且冬季的显热回收效率也较高。

3) 投资回收期计算。

本研究中采用板翅式显热回收系统加大了对空调系统中风道及显热回收装置的投资, 其金额为7万元, 但是其他方面的相关造价与冷热源的造价相对减少了1.5万元, 通过计算可知, 每立方米新风对应的系统初投资就增加了5万元。若该地区冬季供热用一次能源的费用为2元/Nm3, 其电费是1元/k Wh, 研究中的建筑空调排风热回收系统投资回收期通过与上述投资回收期公式结合计算可知, 在冬季运行期间, 热回收系统所获得的经济效益比夏季要高, 新空调排风热回收系统的投资回收期约为5.8年。

3 结语

在我国北方地区办公建筑中应用板翅式显热回收系统, 冬季运行效果比夏季运行效果好, 且显热率效率较高, 与节能标准要求基本相符;而且北方冬季采暖期较长、气候干燥寒冷, 显热回收系统的经济性与节能效果更加显著。因此空调排风热回收系统的板翅式显热回收系统应用在北方地区公共建筑空调排风热回收系统装置中很合适。

摘要：对空调排风热回收系统技术的经济性评价方法进行了研究与分析, 在此基础上以北方某地区某办公建筑空调系统板翅式显热回收系统为例, 对其装置在冬、夏季运行的实际情况进行了分析, 指出该系统运用在北方地区建筑中具有良好的经济性与节能效果。

关键词：北方公共建筑,空调,排风热回收系统技术,经济性评价

参考文献

[1]邹艳, 陈超.北方地区公共建筑空调排风热回收系统技术经济评价方法研究[J].四川建筑科学研究, 2014 (6) :298-301, 311.

[2]季永明.北方地区居住建筑通风热回收技术应用分析[D].大连:大连理工大学, 2013.