磁懸浮鼓風機-引領傳統工業風機行業的變革

風機是輸入機械能轉化為壓力勢能，透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於

200kPa的流體裝置統稱為風機，通常所說的風機包括通風機，鼓風機。

風機作為工業三大通用裝置之一，在工業生產的過程中起到了至關重要的作用，主要應用於動力輸送、通風換氣以及助燃介質。同時風機也承擔了工業生產中

10-30%甚至更高的電能消耗。

發展歷史

風機的發明最早可以追溯到中國的公元前，那時中國就已製造出簡單的木製礱穀風車，它的作用原理與現代離心風機基本相同，透過手動輸入機械能轉化為空氣動能，用途也和現代風機極為相似，篩選出糧食表皮並輸送出來。一直到

1862年，西方國家開始發明離心風機，此後經過一百多年的時間，風機才逐漸演變成現代所使用的樣子。

裝置分類

現代風機根據氣體流動的方向可以分為離心

風機

、軸流

風機

和迴轉

風機

三種，三種類型風機對比如下：

1

。

軸流風機。氣流軸向進入風機的葉輪

，

近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。

軸流風機的結構較簡單，其用途也較為單一，一般只用於通風換氣的場所。其排氣風壓較低，計算效率時一般可將其視為不可壓縮流體，因此效率較高，不在磁懸浮鼓風機改造範圍之內。

2

迴轉風機。利用轉子旋轉改變氣室容積來進行工作。

羅茨風機屬於迴轉風機，是目前應用磁懸浮鼓風機節能改造的主要物件，羅茨風機廣泛應用於氣固兩相流氣力輸送、汙水曝氣處理等工藝，因其噪音大、能效低、使用環境汙染大等原因，羅茨風機的節能改造成為了最主要的改造目標。

1。

離心風機。氣流軸向進入風機的葉輪後主要沿徑向流動。這類風機根據離心作用的原理製成

，

產品包括離心通風機、離心鼓風機和離心壓縮機。

磁懸浮鼓風機按照上述分類屬於離心式鼓風機，但其葉輪為鈦合金材質，採用三元流設計，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，並實現了現代化智慧控制以及遠端監測。相比普通的離心風機執行效率高，智慧化高，現代化程度更高。

節能分析

目前應用磁懸浮鼓風機改造替換的主要物件是羅茨風機，對比羅茨風機，磁懸浮鼓風機的節能主要體現在以下幾個方面：

應用磁懸浮軸承，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，此部分節能率約

5%。

葉輪採用三元流設計，材質使用高強度航空鍛造鋁合金或鈦合金

，相比傳統離心風機葉輪大大降低流動阻力，從而提高執行效

率，而羅茨風機的變容積執行方式，隨著執行壓力的升高，內洩漏增加，執行效率低下，排氣壓力

80kPa的羅茨風機其絕熱效率僅60%左右，磁懸浮鼓風機的絕熱效率可達80%-90%。

採用高速直驅永磁同步電機，電機效率可達

97%，相比普通三相非同步電機效率高出8~10%，高速直驅的傳動方式相比齒輪或者皮帶減少機械摩擦，在變頻工作狀態下永磁電機也更省電。

改造對比

對比傳統工業風機，使用磁懸浮風機改造後除產生非常可觀的節能收益之外，較低的噪音，美觀大方的外形以及智慧化的操作介面等優勢也大大優於工業領域的傳統風機。以羅茨風機改造為例，改造前後的對比情況如下所示：

作者小結

2020年12月31日，國家發展改革委、科技部、工業和資訊化部、自然資源部四部門聯合釋出了《綠色技術推廣目錄（2020年）》，其中“磁懸浮離心鼓風機綜合節能技術”位列第二項，也是工業領域節能技術首項，在此之前，磁浮鼓風機技術已被《國家工業節能技術裝備推薦目錄（2019）》和《國家重大節能低碳技術目錄2017年本節能部分》收錄。由此可見，磁懸浮鼓風機技術的成熟可靠性也得到了相關部門的認可。

綜上所述，應用磁懸浮鼓風機在工業鼓風機領域實施改造，其改造效果是劃時代性的，節能率的大幅度提升，使用環境的巨大改善，智慧化的從無到有均體現了磁懸浮鼓風機相比傳統風機的絕對優勢。目前已實施的改造專案中，除羅茨風機改造節能率較高外，其他型別風機的改造也有一定節能率，且改造後噪音、智慧化水平、使用環境會有質的提升。重慶市節能中心自成立以來一直致力於先進節能技術的推廣工作，中心將助力磁懸浮鼓風機技術改造，推動這場工業傳統風機行業的變革！