風(fēng)機是輸入機械能轉(zhuǎn)化為壓力勢能，通過提高氣體壓力來輸送氣體的機械。我們通常將排氣壓力小于200kPa的流體設(shè)備統(tǒng)稱為風(fēng)機，通常所說的風(fēng)機包括通風(fēng)機，鼓風(fēng)機。

風(fēng)機作為工業(yè)三大通用設(shè)備之一，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中起到了至關(guān)重要的作用，主要應(yīng)用于動力輸送、通風(fēng)換氣以及助燃介質(zhì)。同時風(fēng)機也承擔(dān)了工業(yè)生產(chǎn)中10-30%甚至更高的電能消耗。

發(fā)展歷史

風(fēng)機的發(fā)明最早可以追溯到中國的公元前，那時中國就已制造出簡單的木制礱谷風(fēng)車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風(fēng)機基本相同，通過手動輸入機械能轉(zhuǎn)化為空氣動能，用途也和現(xiàn)代風(fēng)機極為相似，篩選出糧食表皮并輸送出來。一直到1862年，西方國家開始發(fā)明離心風(fēng)機，此后經(jīng)過一百多年的時間，風(fēng)機才逐漸演變成現(xiàn)代所使用的樣子。

設(shè)備分類

現(xiàn)代風(fēng)機根據(jù)氣體流動的方向可以分為離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機和回轉(zhuǎn)風(fēng)機三種，三種類型風(fēng)機對比如下：

1.軸流風(fēng)機。氣流軸向進入風(fēng)機的葉輪,近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。軸流風(fēng)機的結(jié)構(gòu)較簡單，其用途也較為單一，一般只用于通風(fēng)換氣的場所。其排氣風(fēng)壓較低，計算效率時一般可將其視為不可壓縮流體，因此效率較高，不在磁懸浮鼓風(fēng)機改造范圍之內(nèi)。

2回轉(zhuǎn)風(fēng)機。利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)改變氣室容積來進行工作。羅茨風(fēng)機屬于回轉(zhuǎn)風(fēng)機，是目前應(yīng)用磁懸浮鼓風(fēng)機節(jié)能改造的主要對象，羅茨風(fēng)機廣泛應(yīng)用于氣固兩相流氣力輸送、污水曝氣處理等工藝，因其噪音大、能效低、使用環(huán)境污染大等原因，羅茨風(fēng)機的節(jié)能改造成為了最主要的改造目標。

1.離心風(fēng)機。氣流軸向進入風(fēng)機的葉輪后主要沿徑向流動。這類風(fēng)機根據(jù)離心作用的原理制成,產(chǎn)品包括離心通風(fēng)機、離心鼓風(fēng)機和離心壓縮機。磁懸浮鼓風(fēng)機按照上述分類屬于離心式鼓風(fēng)機，但其葉輪為鈦合金材質(zhì)，采用三元流設(shè)計，減少氣體流動阻力，軸承為磁懸浮軸承，主軸與軸承之間零接觸，相比普通軸承減少了機械摩擦，同時也減少了潤滑油的使用，并實現(xiàn)了現(xiàn)代化智能控制以及遠程監(jiān)測。相比普通的離心風(fēng)機運行效率高，智能化高，現(xiàn)代化程度更高。

節(jié)能分析

目前應(yīng)用磁懸浮鼓風(fēng)機改造替換的主要對象是羅茨風(fēng)機，對比羅茨風(fēng)機，磁懸浮鼓風(fēng)機的節(jié)能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

應(yīng)用磁懸浮軸承，利用磁性原理使電機和葉輪的主軸懸浮，無接觸、無摩擦也無需潤滑，完全消除了軸承部分的機械磨損，此部分節(jié)能率約5%。

葉輪采用三元流設(shè)計，材質(zhì)使用高強度航空鍛造鋁合金或鈦合金 ，相比傳統(tǒng)離心風(fēng)機葉輪大大降低流動阻力，從而提高運行效率，而羅茨風(fēng)機的變?nèi)莘e運行方式，隨著運行壓力的升高，內(nèi)泄漏增加，運行效率低下，排氣壓力80kPa的羅茨風(fēng)機其絕熱效率僅60%左右，磁懸浮鼓風(fēng)機的絕熱效率可達80%-90%。

采用高速直驅(qū)永磁同步電機，電機效率可達97%，相比普通三相異步電機效率高出8~10%，高速直驅(qū)的傳動方式相比齒輪或者皮帶減少機械摩擦，在變頻工作狀態(tài)下永磁電機也更省電。

改造對比

對比傳統(tǒng)工業(yè)風(fēng)機，使用磁懸浮風(fēng)機改造后除產(chǎn)生非?？捎^的節(jié)能收益之外，較低的噪音，美觀大方的外形以及智能化的操作界面等優(yōu)勢也大大優(yōu)于工業(yè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)風(fēng)機。以羅茨風(fēng)機改造為例，改造前后的對比情況如下所示：

作者小結(jié)

2020年12月31日，國家發(fā)展改革委、科技部、工業(yè)和信息化部、自然資源部四部門聯(lián)合發(fā)布了《綠色技術(shù)推廣目錄（2020年）》，其中“磁懸浮離心鼓風(fēng)機綜合節(jié)能技術(shù)”位列第二項，也是工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能技術(shù)首項，在此之前，磁浮鼓風(fēng)機技術(shù)已被《國家工業(yè)節(jié)能技術(shù)裝備推薦目錄（2019）》和《國家重大節(jié)能低碳技術(shù)目錄2017年本節(jié)能部分》收錄。由此可見，磁懸浮鼓風(fēng)機技術(shù)的成熟可靠性也得到了相關(guān)部門的認可。

應(yīng)用磁懸浮鼓風(fēng)機在工業(yè)鼓風(fēng)機領(lǐng)域?qū)嵤└脑?，其改造效果是劃時代性的，節(jié)能率的大幅度提升，使用環(huán)境的巨大改善，智能化的從無到有均體現(xiàn)了磁懸浮鼓風(fēng)機相比傳統(tǒng)風(fēng)機的絕對優(yōu)勢。目前已實施的改造項目中，除羅茨風(fēng)機改造節(jié)能率較高外，其他類型風(fēng)機的改造也有一定節(jié)能率，且改造后噪音、智能化水平、使用環(huán)境會有質(zhì)的提升。重慶市節(jié)能中心自成立以來一直致力于先進節(jié)能技術(shù)的推廣工作，中心將助力磁懸浮鼓風(fēng)機技術(shù)改造，推動這場工業(yè)傳統(tǒng)風(fēng)機行業(yè)的變革！