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水泥

鼓風機比較:螺旋式鼓風機與魯式鼓風機

在過去十年間,低壓鼓風機使用葉片式或魯式壓縮技術,產生空氣以供不同產業使用。然而,螺旋式鼓風機由於其效率優勢逐漸成為首選,尤其以水泥廠更是如此。
 

當魯氏兄弟在 1854 年發現正排量鼓風機的原理時,這是當時最為先進的技術。儘管如此,在過去 150 多年來,其效率僅有微幅提升。

這就是有必要比較魯式鼓風機和螺旋式鼓風機的原因所在。 

魯式鼓風機如何運作?

葉片元件

葉片式或"魯式"鼓風機是無閥排量壓縮機,沒有內部壓縮。作用原理為等容壓縮。這種原理係指空氣進入壓縮室,當相同的轉子旋轉時,空氣體積維持不變。

壓縮室容積隨著持續旋轉而逐漸降低。因此,由於空氣是從連接管線送入,會在完全反壓時發生外部壓縮。

外部壓縮會造成效率低落且提高噪音等級。葉片技術於是只能用於極低壓的應用和單段壓縮。

螺旋式鼓風機的技術優勢

螺旋式鼓風機使用螺旋壓縮元件。這是由公母轉子組成,當轉子往反方向旋轉時,其與外殼之間的體積會減少。 

 

每個螺旋元件都有內建固定壓力比,沒有會造成失衡的機械力。這表示螺旋技術能以高軸轉速度運作,並可同時結合高流率與小型外部尺寸。 
 

不同類型的螺旋式鼓風機元件

等容與等熵壓縮

如上所述,魯式鼓風機是以等容壓縮原理運作。相較之下,螺旋式鼓風機則是等熵壓縮。若要進一步瞭解箇中差異,有必要檢視兩個流程的公式

 

  • 理想等容壓縮中的理想氣體:T 2 = T 1 (P 2/P 1)

  • 理想等熵壓縮中的理想氣體: T 2 = T 1 (P 2/P 1) (γ-1)/y

螺旋式與葉片式鼓風機的能源消耗

根據上述資訊,顯然可見等熵壓縮中的 T2 溫度,低於等容壓縮中的溫度。因為相較於葉片元件,轉換成熱能的功較少,在葉片元件中,功會以熱能形式散發

 

簡單來說,在相同壓力下,螺旋元件的效率優於葉片元件

 

我們接著舉例說明,以協助瞭解這個概念:
 

  • 環境溫度為 35 °C 時

  • 流率:2000 m3/hr

  • 壓力:0.7 bar(g)

魯式鼓風機的消耗功率為 60 kW,排氣溫度為 125 °C。至於螺旋式鼓風機,消耗功率為 43 kW,排氣溫度為 94 °C。

 

因此,螺旋式鼓風機的能源效率遠勝於魯式鼓風機。 

葉片式鼓風機壓力/容積圖

葉片式鼓風機壓力/容積圖

螺旋式鼓風機壓力/容積圖

螺旋式鼓風機壓力/容積圖

下載我們的螺旋式和葉片式鼓風機研究報告

結論

螺旋式鼓風機的內部氣流路徑經過最佳化,可減少壓降與空氣紊流。
此套件包含直驅整合式齒輪箱,而非皮帶/滑輪系統。如此可減少傳輸損失。

結合這些元件,再加上整合式變頻 (VSD),打造了能源消耗較葉片式鼓風機少 30% 的螺旋式鼓風機。

 

此外,整合式 Elektronikon 控制器全天候監控您的作業,確保最大可靠性。

 

這一切優點搭配節能效益,使螺旋式鼓風機成為優先於魯式鼓風機的理想選擇。