風(fēng)機裝置性能曲線圖冊

火力發(fā)電廠中風(fēng)機的運行狀況直接關(guān)系到電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運行。在選擇風(fēng)機時，一般把運行工況點控制在性能曲線的高效區(qū)內(nèi)，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)性。利用性能曲線還可以分析風(fēng)機內(nèi)部的流動情況，積累資料，找出規(guī)律，作為設(shè)計和修改新老產(chǎn)品的依據(jù)，也可以作為相似設(shè)計的基礎(chǔ)。由于對葉輪內(nèi)的各項損失尚不能用分析方法精確地進(jìn)行計算，使得風(fēng)機的性能曲線也就不能用分析方法精確地計算出來，通常是由試驗方法求得。通過風(fēng)機性能試驗得到風(fēng)機在不同流量時對應(yīng)的風(fēng)機全壓、軸功率和效率值，利用數(shù)據(jù)擬合方法得到風(fēng)機性能曲線。

VisualBasic是在Windows操作平臺上的主力編程語言之一，它避開了C 編程過分繁瑣和抽象的缺點，語言容易上手，界面容易設(shè)計，但是對予數(shù)值計算方面其能力欠佳。而Matlab語言可以提供與矩陣有關(guān)的強大的數(shù)據(jù)處理和圖形顯示功能，為軟件開發(fā)人員在程序編制過程中實現(xiàn)數(shù)值計算和圖形顯示新添了又一行之有效的開發(fā)平臺。但Matlab的界面功能比較弱，給友好界面的開發(fā)應(yīng)用或軟件演示系統(tǒng)帶來不便。為了提高工程計算軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量，鑒于上述兩個軟件的各自特點，可采取把VB可視化功能和Matlab計算功能相結(jié)合的辦法，充分利用各自的特點進(jìn)行混合編程，即用VB來設(shè)計界面作為主程序，調(diào)用Matlab編寫的子程序，以此開發(fā)出高質(zhì)量、高性能的軟件系統(tǒng)。其實現(xiàn)的過程有多種，研究采用ActiveX自動化技術(shù)實現(xiàn)VB調(diào)用Matlab，編制了基于最小二乘法的風(fēng)機性能曲線擬合軟件。

風(fēng)機性能曲線比例定律

當(dāng)已知風(fēng)機轉(zhuǎn)速為n₀時的性能曲線，欲求轉(zhuǎn)速為n時的性能曲線時，其相似工況點的參數(shù)應(yīng)該滿足式下式：

Q/Q₀=n/n₀

p/p₀=(n/n₀)²

p/p₀=(n/n₀)³

式中腳標(biāo)“0”代表樣本條件。所以應(yīng)用比例定律(在轉(zhuǎn)速相差不超過20%情況下)可以實現(xiàn)如下功能：

（1）根據(jù)已知風(fēng)機的試驗性能曲線推算與該風(fēng)機相似的風(fēng)機的性能曲線；

（2）根據(jù)風(fēng)機在某一狀態(tài)下的工作參數(shù)，換算成其他工作狀態(tài)下的工作參數(shù)(在密度不變的情況下，僅限于轉(zhuǎn)速改變)，即理論繪制風(fēng)機的性能曲線。

風(fēng)機性能曲線實現(xiàn)VB調(diào)用Matlab

ActiveX自動化協(xié)議是一種允許一個應(yīng)用程序(控制端)去控制另一個應(yīng)用程序(服務(wù)器端)的協(xié)議。由于VB支持ActiveX自動化控制端協(xié)議，Matlab支持ActiveX自動化服務(wù)器端協(xié)議，通過建立VB和Matlab之間的ActiveX自動化連接，就可實現(xiàn)VB應(yīng)用程序中調(diào)用Matlab的命令、向Matlab傳送或從Matlab接收矩陣數(shù)組。

（1）創(chuàng)建ActiveX對象

在WindoWS注冊表中，Matlab的ActiveX對象名為“Matlab．Application”。在VB應(yīng)用程序中創(chuàng)建ActiveX對象的具體步驟如下：

Dim Matlab As Object

Set Matlab=Create Object(“Matlab．Application”)

（2）ActiveX對象的操作

在VB應(yīng)用程序中創(chuàng)建了Matlab的ActiveX對象后，就可以使用這個對象所包含的各種方法來實現(xiàn)對Matlab的調(diào)用。Matlab．Application對象主要含有3種方法，它們是Execute、GetFullMatrix和PutFullMatrix。主要使用Execute方法，其語法為BSTR Execute(BSTR Command)，其中參數(shù)Command為要Matlab執(zhí)行的命令字符串；運行結(jié)果以字符串返回，圖形則以Matlab圖形窗口的形式顯示。

風(fēng)機性能曲線誤差分析

以風(fēng)機轉(zhuǎn)速1450r/min時為例，風(fēng)機流量和全壓的擬合值和試驗值見表1。

由表1中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)機p—qv性能曲線擬合的誤差在1%以內(nèi)，符合一般情況下風(fēng)機性能曲線的擬合誤差要求。如果需要提高擬合曲線的精度，可增加測試點數(shù)目，并且保證選擇的測試點能最好地反映風(fēng)機工作時的主要性能。

風(fēng)機性能曲線研究結(jié)論

研究基于最小二乘法，采用Matlab與VB混編，編制了風(fēng)機性能曲線擬合軟件，實現(xiàn)了風(fēng)機性能曲線擬合的可視化。軟件操作簡單、易于修改，具有通用性。采用Matlab處理風(fēng)機性能試驗得到的試驗數(shù)據(jù)，提高了計算的精度與速度；利用Matlab與Ⅶ的混合編程，得到不同轉(zhuǎn)速時風(fēng)機p—qv性能曲線的表達(dá)式和曲線圖，并對擬合數(shù)據(jù)進(jìn)行了誤差分析，結(jié)果顯示，擬合誤差在1%以內(nèi)，符合精度要求。

風(fēng)機性能曲線是用來表示通風(fēng)機的主要性能參數(shù)，如風(fēng)量Q、風(fēng)壓H、功率N及效率η之間關(guān)系的曲線。通風(fēng)機的特性曲線通常有三個坐標(biāo)軸：風(fēng)機的壓力、風(fēng)量、功率。為了使用方便，通風(fēng)機的特性曲線通常包括(轉(zhuǎn)速一定)全壓隨風(fēng)量的變化、靜壓隨風(fēng)量的變化、功率隨風(fēng)量的變化、全效率隨風(fēng)量的變化和靜效率隨風(fēng)量的變化。

所謂喘振，就是當(dāng)具有“駝峰”形Q-H性能曲線的風(fēng)機在曲線臨界點以左工作時，即在不穩(wěn)定區(qū)工作時，風(fēng)機的流量和能頭在瞬間內(nèi)發(fā)生不穩(wěn)定的周期性反復(fù)變化的現(xiàn)象。風(fēng)機產(chǎn)生的最大能頭將小于管路中的阻耗，流體開始反方向倒流，由管路倒流入風(fēng)機中（出現(xiàn)負(fù)流量），由于風(fēng)機在繼續(xù)運行，所以當(dāng)管路中壓力降低時，風(fēng)機又重新開始輸出流量，只要外界需要的流量保持小于臨界點流量時，上述過程又重復(fù)出現(xiàn)，即發(fā)生喘振。

軸流風(fēng)機性能曲線的左半部具有一個馬鞍形的區(qū)域，在此區(qū)段運行有時會出現(xiàn)風(fēng)機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動，風(fēng)機及管道會產(chǎn)生強烈的振動，噪聲顯著增高等不正常工況，一般稱為“喘振”，這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)。實際上，喘振僅僅是不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)可能遇到的現(xiàn)象，而在該區(qū)域內(nèi)必然要出現(xiàn)的則是旋轉(zhuǎn)脫流或稱旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象。這兩種工況是不同的，但是它們又有一定的關(guān)系。軸流風(fēng)機Q－H性能曲線，若用節(jié)流調(diào)節(jié)方法減少風(fēng)機的流量，如風(fēng)機工作點在K點右側(cè)，則風(fēng)機工作是穩(wěn)定的。當(dāng)風(fēng)機的流量Q < QK時，這時風(fēng)機所產(chǎn)生的最大壓頭將隨之下降，并小于管路中的壓力，因為風(fēng)道系統(tǒng)容量較大，在這一瞬間風(fēng)道中的壓力仍為HK，因此風(fēng)道中的壓力大于風(fēng)機所產(chǎn)生的壓頭使氣流開始反方向倒流，由風(fēng)道倒入風(fēng)機中，工作點由K點迅速移至C點。但是氣流倒流使風(fēng)道系統(tǒng)中的風(fēng)量減小，因而風(fēng)道中壓力迅速下降，工作點沿著CD線迅速下降至流量Q=0時的D點，此時風(fēng)機供給的風(fēng)量為零。由于風(fēng)機在繼續(xù)運轉(zhuǎn)，所以當(dāng)風(fēng)道中的壓力降低倒相應(yīng)的D點時，風(fēng)機又開始輸出流量，

為了與風(fēng)道中壓力相平衡，工況點又從D跳至相應(yīng)工況點F。只要外界所需的流量保持小于QK，上述過程又重復(fù)出現(xiàn)。如果風(fēng)機的工作狀態(tài)按F－K－C－D－F周而復(fù)始地進(jìn)行，這種循環(huán)的頻率如與風(fēng)機系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時，就會引起共振，風(fēng)機發(fā)生了喘振。