根据流体的连续性知，图中碳粉排出装置风机Ⅰ和室外风机Ⅱ两台通风机串联后，由流动的连续性可知，通过两风机的风量相同(忽略空气的压缩性及局部泄漏)，所以总特性曲线的压力和功率等于两通风机特性曲线在同一流量下的压力和功率的和，如图2所示。图中风机I和Ⅱ串联后的总特性曲线I+Ⅱ中，A点的流量QA=Qa =Qb，全压PA=Pa +Pb，功率 NA=Na+Nb。当两风机的连接管道的阻力不能忽略时，Q—N曲线没有变化，Q—P曲线需要减去管道的阻力，如图3所示。串联的总压力PA=Pa +Pb一Pc，即同流量下单风机压力的和Pa+Pb减去管道的阻力Pc。[1]
因而对于风机和管路的选择要充分考虑管路压力损失、风机特性曲线等关系。
选择合适的空气管路。查表6-10[2]，管路属于微粉尘，其中管路既有竖管既有立管，最低风速不小于10m3 /h[2]；风管选用PVC标准管，考虑到管路走向复杂、空间狭小，管路又要接近原碳粉排出装置出口尺寸，管路选用315mm*7.9mm，风量如按最大排风量3750 m3/h计算，风速:v= Q/∏r2=1.04/（3.14*0.1502）=14.7m/s。
管路总体压力损失计算
风速:v= Q/∏r2=1.04/（3.14*0.1502）=14.7m/s
直管压力损失: P2 = L（λ/D）v2*ρ/2，总长L=50m， 管径D=0.3m，空气密度ρ，取标准空气密度1.29kg/m3,均不考虑温度和海拔的影响，阻力系数λ，查表6-8 [2] ，取0.02，计算得P2=464Pa。
单个90度弯头压力损失: P3 =λv 2*ρ/2，弯头阻力系数λ，查表6-8[2]，取0.26，计算得P3 =36Pa。
进风口变径处压力损失: P4=λv 2*ρ/2，变径阻力系数λ，查表6-8[2]，取0.4，计算得P4 =55 Pa。
出风口变径处压力损失: P5=λv 2*ρ/2，变径阻力系数λ（此处变径为估算），查表6-8[2]，取0.47，计算得P5=64Pa。
管路总静压为P1= 16*P3+P1+ P5 + P4 + P2=1159Pa
查阅风机手册，风机选用4-72-3.6A，其流量2664-5268m3/h，全压1617- 989Pa，额定功率：3.0KW， 额定速度：2870r/min。
4.3改造及效果
2010年8月份组织对碳粉吸附装置进行了管路改造，并对转子磁极用爱斯50带电清洗液进行了一次清洗。风管路采用315mm*7.9mm PVC管，管路总长为50m，从灯泡头原碳粉吸附风机加装一个变径喇叭口（600mm*300mm—315mm）接上PVC管及弯头通至室外风机；新增加室外风机动力电源引自机组辅机动力屏内碳粉排出装置电源Q0012空开上端，在机组辅机动力屏内增设一个空开、一个空开辅助接点、一个交流接触器、风机启动条件为原碳粉排除装置启动的同时启动。由于增加了辅助节点，在上位机可监视室外风机的启停状态，改造后测量室外风机电流为3.5A，室内风机电流为1.5A，碳粉排出装置前风压开关动作值达到了250Pa。改造后对滑环温度进行了数据监测，与其它机组相比略有降低。碳粉吸附装置管路改造后对转子磁极绝缘进行了跟踪检查，连续多次测量1#机组转子绝缘均维持在9 MΩ左右。
表2 转子绝缘测量表
时间 | 9.05 | 9.13 | 9.16 | 09.19 | 9.27 | 10.5 | 10.10 | 10.13 |
绝缘值（MΩ） | 15 | 9 | 9 | 9 | 10 | 10 | 10 | 8 |
时间 | 10.16 | 10.23 | 10.31 | 11.07 | 11.8 | 12.04 | 12.13 | 12.23 |
绝缘值（MΩ） | 10 | 10 | 13 | 7.5 | 8 | 10 | 11 | 10 |
5 结束语
经过对过碳粉排出装置的改造，1#机组转子绝缘偏低的情况得到解决。由于近尾洲水电厂机组生产厂家为外方，厂家对关键技术进行了保密，因而如采取拆卸磁极对磁极进行重新维修处理，需厂家人员到场进行组织处理，花费将达到几百万元。通过碳粉排出装置的改造，节约了大量资金，彻底的消除了污染源，提高了转子运行的安全可靠性。此改造对同类型水电机组转子绝缘低问题有一定的借鉴意义。
2011年年初，电厂对其余两台机组2、3#机组的碳粉排出装置也进行了同样改造，改造后2、3#机组转子绝缘也有明显上升。
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