塔中4聯合站天然氣壓縮機廠房空氣過濾器風機選擇

侯麗榮 大慶油田設計院

塔中4聯合站天然氣壓縮機廠房空氣過濾器風機選擇

侯麗榮 大慶油田設計院

在塔中4油田聯合站天然氣壓縮機廠房的空氣過濾器進風系統中，空氣過濾器內風機的作用是為空氣過濾器系統中清潔空氣提供能量，克服整個空氣過濾器系統的阻力損失。風機的風壓決定著空氣過濾器的風機電機功率和其在實際使用中的風量能否達到設計要求，因此風機的風壓選擇至關重要。

塔中4油田；天然氣；防風沙；空氣過濾器；風機；通風系統

塔中4油田聯合站天然氣壓縮機廠房位于塔克拉瑪干沙漠腹地東南部，屬溫帶大陸性干燥氣候，主要特點是氣溫高、風沙大、濕度低。塔中4油田聯合站天然氣壓縮機廠房于1997年建成投產，建成時通風系統采用軸流風機進、排風，系統防風沙效果差。改造后，通風系統采用軸流風機作為排風系統，采用具有防風沙功能的空氣過濾器作為進風系統。

在塔中4油田聯合站天然氣壓縮機廠房的空氣過濾器進風系統中，空氣過濾器內風機的作用是為空氣過濾器系統中清潔空氣提供能量，克服整個空氣過濾器系統的阻力損失。風機的風壓決定著空氣過濾器的風機電機功率和其在實際使用中的風量能否達到設計要求，因此風機的風壓選擇至關重要。

（1）風機和空氣過濾器系統壓力分析。風機葉片將能量供給空氣過濾器系統中的空氣，這個能量表示為空氣全壓的增加，它包括靜壓和動壓相互影響、相互轉化。根據流體力學原理得知，在任何時候，全壓pq總是等于靜壓pj和動壓pd之和。根據流體力學的定義，Ne是指單位體積氣體通過風機所獲得的有效能量，即Ne=Qpqη。式中Ne為風機的有效功率（kW）；Q為流量（m3/s）；η為風機效率（%）。可以看出，流體通過風機后增加的能量由風機的全壓提供。根據能量守恒定律，增加的能量最終用于克服空氣過濾器系統的總阻力，即要求選擇的風機全壓值能滿足空氣過濾器系統的阻力損失要求。空氣過濾器的最大阻力產生在濾芯上，本工程要求空氣過濾器使用全新的濾芯過濾器，其入口和出口壓差也只有150 Pa（濾芯）+80 Pa（過濾段）=230 Pa左右，濾芯長時間運行后壓差會上升，可以達到300～650 Pa，因此選擇空氣過濾器風機時，在考慮風機的風量情況下，還必須考慮到風機的全壓（另外增加10%～15%的風壓儲備)。

（2）風機功率Ne的選擇。風機功率由風量G和風機全壓pq所決定：Ne=Gpq/（1000×3600×η）。在G確定后，Ne取決于pq。本工程要求空氣過濾器過濾級別為F7（即最終含塵量＜0.5 mg/m3），單只濾芯初始壓差為150 Pa時，流量為21 m3/min。根據許用壓差150～650 Pa、系統終阻＜700 Pa、G=80 000 m3/h，并考慮到風道阻力、海拔高度及夏季高溫等影響，選擇風量G=91400m3/h（＞80000m3/h），選擇風機全壓pq=1 216 Pa，Ne=55 kW。

（3）確定空氣過濾器進風系統的風量、風壓。考慮到管道可能漏風等因素，一般是在通風系統所需風量、風壓的基礎上乘以一個安全系數（K），來確定風機的風量和風壓。風量附加安全系數：一般送、排風系統為1.1；除塵系統為1.1～1.15；氣力輸送系統為1.15。風壓附加安全系數：一般送、排風系統為1.1～1.15；除塵系統為1.15～1.2；氣力輸送系統為1.2。正確確定空氣過濾器通風系統的風量、風壓是風機選型的關鍵。風壓偏高、風量偏大，與實際需要相差太大，不但造成了大量的能源浪費，而且往往給運行帶來很大困難。風機所需配用電機功率計算公式如下

綜上所述，風機的功率與風量、風壓成正比。風量、風壓偏大，將導致高功率，造成電能浪費。

通過上述對塔中4油田聯合站天然氣壓縮機廠房的防風沙空氣過濾器進風系統風機選擇的分析，可知正確地選擇風機能提高空氣過濾器進風系統的運行效率，對空氣過濾器進風系統的節電作用是非常大的。

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.2.026