大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方法技术方案

大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方法，属于工程系统运行优化节能领域。本发明专利技术考虑大型灯泡贯流泵机组电机灯泡壳外部流道内水流的冷却作用，通过通风冷却的热交换计算，研究电机运行温度与环境空气温度、通风量的关系，合理确定风机设计流量；以电机不过热为前提，以通风费用最少为目标，优化定速风机运行台数；计算分析定速风机优化运行台数模式的经济性。本发明专利技术提出的大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统按最优台数运行，既能保证机组的通风要求，又能达到节约运行费用的目的，不需要添加任何设备。本发明专利技术可应用于灯泡贯流泵机组开敞式通风系统的优化运行。根据实例计算结果，可节省通风运行费用12%左右，具有较大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泵机组通风系统优化运行方法，具体来说涉及一种大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方法，属于工程系统运行优化节能领域。
技术介绍
大型灯泡贯流泵机组进、出水流平顺贯通，水力损失小，泵站造价低，是低扬程泵站较为合理的泵机组形式。大型灯泡贯流泵机组电机位于几乎密闭的灯泡体内，灯泡体外部水流温度低于环境温度约3～5℃。对于开敞式通风冷却系统，电机发热量通过一定的温差传递给通风冷却空气和灯泡壳外的水流。当电机发热量、通风量和泵流量一定时，发热部件与环境的温差也一定。因此，当环境温度较高时，电机发热部件温度也高，如果超过允许值，则需加大通风量，降低电机温度。为了保证在任何情况下都不致电机过热，通风冷却系统按夏季最高（最不利）环境温度设计，并有一定的富裕量。泵站通常一年四季常年运行，年运行时间长。传统的电机通风模式按设计工况运行。由于运行环境温度绝大部分时间低于设计温度，电机温度绝大部分时间远低于设计运行温度，过度通风现象严重，通风费用高。实现合理、经济通风是大型水泵机组急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方法，本专利技术考虑大型灯泡贯流泵机组电机灯泡壳外部流道内水流的冷却作用，通过通风冷却的热交换计算，研究电机运行最高温度与环境空气温度、通风量的关系，合理确定风机设计流量；以电机不过热为前提，以通风费用最少为目标，优化定速风机运行台数；计算分析定速风机优化运行台数模式的经济性。本专利技术提出的大型灯泡贯流泵机组通风系统风机最优运行台数确定方法，大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统按本专利技术提出的最优台数运行，既能保证机组的通风要求，又能达到节约运行费用的目的，不需要添加任何设备，具有较好的节能效果。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方法，包括以下方面：A.电机定子绕组温度计算定子绕组温度tCu1为绕组与铁芯温降ΔtR、铁芯内部温降ΔtF、铁芯对内部热空气温降ΔtFh、热空气与冷空气温降Δta和冷空气温度t0之和，即式中：PCu1、PFe1分别为定子铜耗、铁耗；P为电机总发热量；Q为通风空气体积流量；α为空气与电机定子铁芯的表面换热系数；λFe、λR和λT为铁芯、绕组绝缘层和铁芯防腐漆导热系数；SWC、S1和S分别为铁芯与空气、绕组与铁芯和通风槽的换热面积；为沿铁芯轴向散热系数；为由铁芯表面冷却占定子绕组热量之比；LF1为某段铁芯计算长度；δR、δT分别为绕组绝缘层、铁芯防腐漆厚度；Ca为空气比热容。电机定子绕组温度随环境温度的升高而升高，随通风量的增大而下降。空气与铁芯表面换热系数为a=a0(1+1.2QSi)(QSi≥65m/s)a=a0(1+k0QSi)(QSi<65m/s)---(2)]]>式中：Si为空气过流断面面积；a0为矽钢片与平静空气表面散热系数，取17W/(℃·m2)；k0为气流吹拂效率系数，取0.1。由式（1）和（2）可得，电机定子绕组温度为tCu1=X2(1+X1Q)+X4(1+X1Q)+X3+X5Q+X6+t0---(3)]]>式中：X1、X2、X3、X4、X5和X6是与电机结构形式、几何尺寸、运行参数、制造安装参数相关的系数。其中：X1=k0/Si，X3=λT/(δTS)，X5=(P -Pw)/Ca，B.最小通风量计算电机运行时，通风量Q≠0，则Q（1+X1Q）[(1+X1Q）+X3]≠0。在式（3）中，当定子绕组温度tCu1为设计温度td时代入式（3），式（3）为通风量Q的函数f(Q)=0，即(td-t0-X6)X12Q3+[(td-t0-X6)(2+X3)-(X2+X4+X5)]X1Q2X4]本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方法，其特征是，所述确定方法包括：A.电机定子绕组温度计算；B.最小通风量计算；C.运行年环境温度时间密度分布：D.定速风机运行台数优化及其运行费用计算。

【技术特征摘要】
1.大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方法，其特征是，所述确
定方法包括：
A.电机定子绕组温度计算；
B.最小通风量计算；
C.运行年环境温度时间密度分布：
D.定速风机运行台数优化及其运行费用计算。
2.根据权利要求1所述的大型灯泡贯流泵机组开敞式通风系统风机最优运行台数确定方
法，其特征是，步骤A所述电机定子绕组温度计算方法为：
电机定子绕组温度tCu1为绕组与铁芯温降ΔtR、铁芯内部温降ΔtF、铁芯对内部热空气温
降ΔtFh、热空气与冷空气温降Δta和冷空气温度t0之和，即
式中：PCu1、PFe1分别为定子铜耗、铁耗；P为电机总发热量；Q为通风空气体积流量；α为
空气与电机定子铁芯的表面换热系数；λFe、λR和λT为铁芯、绕组绝缘层和铁芯防腐漆导热系
数；SWC、S1和S分别为铁芯与空气、绕组与铁芯和通风槽的换热面积；为沿铁芯轴向散热
系数；为由铁芯表面冷却占定子绕组热量之比；LF1为某段铁芯计算长度；δR、δT分别为
绕组绝缘层、铁芯防腐漆厚度；Ca为空气比热容；
电机定子绕组温度随环境温度的升高而升高，随通风量的增大而下降；
空气与铁芯表面换热系数为
a=a0(1+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇宝云，申剑，冯晓莉，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32