电站锅炉风机的效率是监测风机安全、经济运行的重要参数，对其进行在线监测具有非常重要的意义。以常规方法测量风机效率需要测量风机的流量、全压和功率，但在我国电站机组中，仍有一些锅炉因未设置风量测量系统或因测风装置（一次元件）布置不合理，难以准确测量实际通风量，从而使测量送引风机的运行效率成为一大难题。另一方面，因缺乏风量的准确数据，导致锅炉负荷、风量、燃料量无法有效投入自动，造成燃烧不稳、烟气流场不均匀、锅炉效率下降以及因磨煤机通风量不足引起磨煤机堵塞等，影响了锅炉的安全经济运行。

　　近年来热力学方法用于测量泵效率在国内外工程领域的成功实践，使一些学者看到，同样作为流体机械，如果采用热力学法来测量风机的效率，上述问题便可迎刃而解。因该方法无需测量风机流量，只需测量风机的进、出口温度和风机全压即可计算出风机效率。在测得风机所耗电功率的前提下，还可计算出风量，为锅炉运行提供准确可靠基金项目：华北电力大学青年教师科研基金资助项目……：李春曦（故令华北电力大学能「工程学院讲师se.的数据。

　　目前有研究了测量风机效率的热力学方法，虽然这些方法都是通过测量风机的进出口温度和压力来计算风机效率，但其中有的还需测量风机流量；有的效率计算式较繁琐且需要绘制焓熵图，无法实现自动测试。因此，建立一种无需测量流量、可实现风机效率在线监测的热力学法监测数学模型是十分必要的。

　　1热力学法测量风机效率的原理根据热力学原理，风机叶轮旋转对气体做功，在理想状态下，为一可逆绝热压缩过程，即等熵压缩过程，将使气体温度升高。实际上，风机对气体做功的过程中除使气体获得有用功率之外，还存在各种损失，如流动损失和机械摩擦损失等，是不可逆压缩过程。这些损失转换为热能，并且绝大部分热能会传递给风机所输送的气体，使其温度进一步升高。这两方面的因素形成了风机进、出口处气体的温差，因此只需测出风机进、出口的温度和全压，即可求得风机效率。

　　如所示，1-2为风机内实际压缩过程，因是不可逆过程，所以熵会加，1-2s为理想状态下等熵压缩过程。

　　风机工作过程焓熵图风机效率计算模型如式（1）。

　　的洽升。和别为气4在风机进、口处的焓；L为按等熵压缩过程达到实际出口压力p时的焓；分别为气体在风机进、出口处的平均速度；zPz2为风机进、出口处的高度；g为重力加速度；私为由风机轴提供的能量中未被流体带走的外部损失，包括轴承、轴封摩擦损失、泄漏损失和风机壳散热等损失，如将此项取为零，则式（1）即成为风机的绝热内效率。

　　实际风机系统中，风机的进、出口位置高度和面积基本相同，因此，Cl化为由于等熵过程的焓升和风机进、出口处的焓M，/h均不能直接测得，因此需要进一步推导便于实际应用的效率计算式。

　　2风机效率和流量计算模型2.1效率模型的建立在电厂锅炉送风机的运行条件下，将空气作为理想气体处理不会引起较大计算误差。依据热力学知识，理想气体的焓为温度的单值函数，而且，由于从风机的入口到出口的温升很小，所以空气的定压比热可认为是个常数。因此有：将式（3）、（4）代入风机效率的计算模型（2），可得：2.2等熵出口温度r2s的确定风机所输送的空气为含有一定量水蒸气的湿空气。当湿空气从状态1（仍，z）变化到状态2（p2，r2）的熵为令式（6）左边为0，可得到从状态1（仍，乃）等熵压缩到与状态2相同压强仍时的温度这样，在测得风机入口静压仍、入口温度乃和出口静压仍后，由式（7）计算等熵出口温度r2S. 2.3各损失项的确定为提高效率计算模型（5）的精确度，对损失项：限，对于小型风机取上限，因此考虑轴承、轴封摩擦损失的修正系数a可取0.010.04.泄漏损失，又称容积损失，主要存在于离心风机中，由于气体通过离心风机叶轮进口与进气口之间的间隙流回到叶轮进口的低压区而造成实际流量小于理论流量，减少的流量可用下式计算：间隙；A为叶轮进口直径；P为风机的全压；P为气体的密度。泄漏损失的大小也可用容积效率来衡量。

　　知风机的几何参数IA和额定工况下的全压…流量后计算出容积效率的*小值，考虑泄漏损失的修正系数6可近似认为：对于轴流风机可忽略此项损失，即认为6=0.风机壳散热损失可用下式计算：率为真值。

　　由表2可知，计算风机效率时，如忽略损失项表1原始实验数据151工况入口压力/Pa出口压力/Pa电功率/kW入口温度/°c出口温度/°c含湿量/每kg干空气中水蒸气克数4.0457表2不同模型的计算结果比较工况常规法'效率％/（%）热力学法w，效率〃2/（%）忽略Ex时，效率％/（%）本文模型（8），效率V（%）本文模型（18），流量/（m3-s-相对误差/（%）尾的影响，与常规法比较，其相对误差在7.22% 8.32%，平均误差为11.69%，大大超过工程应用的允许范围。但从可看出，此时效率曲线的变化趋势与常规法是一致的，因而对于进行风机状态监测和预知维修仍有一定的价值。

　　常规法比较，其相对误差在0.76%4.77%，平均误差为2.61%.但其效率的计算是建立在测量进出口温度、压力以及风机流量的基础上。正如引言中所述，因流量测量糸统°或测量装置精度的准确性和可靠性，直接限制了该模型的实际应用。

　　采用本文的效率模型（8）所得风机效率与常规法相比，相对误差在0.48%3.87%，平均误差为1.92%，且绝大部分相对误差小于中的数据。在此基础之上，基于热力学法的流量模型，其相对误差在0.56%6.04%，平均误差为2.28%，这均说明本文模型的准确性和更高的精度。这是因为模型中合理考虑了各项损失对效率的影响，全面地反映了风机的实际工作过程。而且，效率模型的计算尤需对风机流量进行！量"克服了的内在缺陷，可为实现锅炉烟风系统的精细调控提供准确可靠的数据。

　　由中可知，采用不同方法得到的效率曲线具有类似的变化趋势。在*高效率点右侧，随流量加，4种方法所得效率值的误差逐渐减小，这对于运行工况点长期处于*高效率点附近及右侧的风机来说，应用热力学法进行效率监测意味着具有更高的精度。

　　4结论采用热力学法进行风机效率测量可以解决工业现场因未设置风量测量系统或因测风装置布置不合理，难以准确测量实际通风量使风机效率测量难的问题。本文基于热力学方法，建立了一个新的风机效率和流量监测模型。该模型在仔细分析风机内部热力过程的基础上，将空气当作理想气体处理，并考虑了水蒸气对空气热力性质的影响。该模型分别计及了轴承轴封摩擦、泄漏损失和风机壳散热等损失，因而保证了该模型的测量精度。计算结果表明，与中的热力学法风机效率测量模型相比，本文模型具有更高的精度，又克服了中方法的不足。与测量风机效率的常规法即流量-全压-功率法相比，本文的模型中效率相对误差在0.48%3.87%，进一步计算出的流量相对误差为0.56%6.04%，能够满足工程应用的要求。

　　以此模型为基础可建立风机效率和流量的计算机在线监测系统，在配置了高精度的温度、压力及轴功率传感器等硬件设备的基础上，可为提高风机运行经济性和可靠性提供准确可靠的效率数据，为锅炉烟风系统的调节控制提供准确可靠的风量数据，因此具有重要的实际工程应用价值。