4-79離心風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、化工、鋼鐵、水泥等重工業(yè)。然而，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模所需的數(shù)據(jù)量大，建模周期長，建模數(shù)據(jù)分布不優(yōu)化，可能導(dǎo)致建模數(shù)據(jù)過度集中，容易陷入局部較優(yōu)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是整體結(jié)構(gòu)緊湊，葉輪寬徑比小，內(nèi)、外徑比小，長、短葉片分布均勻，壓力系數(shù)高，流量系數(shù)小，因此常用于高壓、小流量場合。針對風(fēng)機(jī)效率低、加工工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的風(fēng)機(jī)效率設(shè)計(jì)方案，并采用CFD數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了分析驗(yàn)證。

本文對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型計(jì)算斜槽風(fēng)機(jī)樣機(jī)的流量。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)吻合較好，證明了該計(jì)算模型和數(shù)值計(jì)算方法的可行性。通過對4-79離心風(fēng)機(jī)不同截面的等值線和流線的觀測，分析了葉輪通道內(nèi)流動(dòng)損失的原因。為了降低設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的噪聲值，提高風(fēng)機(jī)的效率，選用葉片出口安裝角2aβ為120度。通過控制葉片吸力面邊界層的分離，降低了風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)損失。針對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)狀況，提出了三種不同的改進(jìn)方案。在改進(jìn)方案不能滿足性能要求的情況下，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。為了使風(fēng)機(jī)葉片通道內(nèi)的流動(dòng)更加合理，根據(jù)葉輪通道截面面積逐漸變化的原理，建立了風(fēng)機(jī)葉片型線形成的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)該數(shù)學(xué)模型完成了風(fēng)機(jī)葉片型線的設(shè)計(jì)。風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)采用“雙圓弧”成形方法，不僅簡化了風(fēng)機(jī)的加工工藝，而且使風(fēng)機(jī)的總壓力提高到5257pa，效率提高到68%。后介紹了離心風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算方法，分析了瞬態(tài)計(jì)算中時(shí)間步長的選擇原則。采用瞬態(tài)數(shù)值方法對新設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。在瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后，4-79離心風(fēng)機(jī)采用FW-H模型計(jì)算了設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲，遠(yuǎn)場噪聲值為58dB。

可以看出，4-79離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)長、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個(gè)渦，設(shè)計(jì)工況下設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)長、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了美國漩渦。通過比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的整體流動(dòng)性能得到了很大的提高，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的效率得到了很大的提高。為了計(jì)算風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣動(dòng)噪聲，采用瞬態(tài)計(jì)算方法對離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場進(jìn)行了計(jì)算。風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算過程如下所述。（2）實(shí)驗(yàn)方法是利用先進(jìn)的測量技術(shù)，建立離心風(fēng)機(jī)在各種工況下的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。瞬態(tài)計(jì)算的收斂性判斷。在4-79離心風(fēng)機(jī)瞬態(tài)計(jì)算過程中，每一時(shí)間步都相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)態(tài)過程。因此，有必要保證計(jì)算在每個(gè)時(shí)間步的收斂性。瞬態(tài)計(jì)算過程中存在內(nèi)迭代的概念，內(nèi)迭代的原理與穩(wěn)態(tài)解的原理相同。內(nèi)部迭代次數(shù)可以通過模型樹節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行計(jì)算面板中的參數(shù)maxIteration/timestep來設(shè)置。瞬態(tài)計(jì)算時(shí)間步長的確定是瞬態(tài)解的關(guān)鍵步驟。時(shí)間步長設(shè)置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致一系列問題。如果時(shí)間步長太大，一個(gè)時(shí)間步長很難收斂和發(fā)散，時(shí)間分辨率太低。如果時(shí)間步長太小，迭代次數(shù)會(huì)增加，計(jì)算開銷也會(huì)增加。因此，設(shè)定合理的時(shí)間步長是非常重要的。4-79離心風(fēng)機(jī)采用公式計(jì)算時(shí)間步長。設(shè)置原則是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一次。

隨著國家環(huán)保政策的深化，為了響應(yīng)國家環(huán)保節(jié)能政策，在線生產(chǎn)鍋爐的環(huán)保指標(biāo)必須滿足超低排放要求。因此，對我廠脫硝系統(tǒng)進(jìn)行了改造：將原SNCR SCR聯(lián)合脫硝方式改為SCR脫硝方式，改造后取消原增壓風(fēng)機(jī)，原引風(fēng)機(jī)出力不能滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求。因此，計(jì)劃對兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。將原型風(fēng)機(jī)的計(jì)算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，詳細(xì)分析了SSTK-U湍流模型計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，即離心風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算。在現(xiàn)有4-79離心風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上，通過對引風(fēng)機(jī)葉輪的改造，在不進(jìn)行電機(jī)技術(shù)改造的情況下，對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，提高引風(fēng)機(jī)的出力，以滿足反硝化和靜電沉淀的總阻力。變壓器取消增壓風(fēng)機(jī)后，實(shí)現(xiàn)4-79離心風(fēng)機(jī)的節(jié)能降耗的目的。隨著國家環(huán)保政策的不斷深入，生產(chǎn)鍋爐的環(huán)保指標(biāo)必須滿足超低排放要求。我廠對原有的反硝化系統(tǒng)和靜電沉淀進(jìn)行了改造。改造后，原有引風(fēng)機(jī)不能滿足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行的要求。工作人員進(jìn)行了技術(shù)探討，確定了4-79離心風(fēng)機(jī)、脫硫增壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓及系統(tǒng)抗延長性能。最后根據(jù)試驗(yàn)后的實(shí)測數(shù)據(jù)，確定了引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選型設(shè)計(jì)，包括風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)。為了提高風(fēng)機(jī)出口壓力、風(fēng)機(jī)輸出、滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求和取消增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，設(shè)計(jì)了數(shù)計(jì)算、4-79離心風(fēng)機(jī)選型、風(fēng)機(jī)電機(jī)基礎(chǔ)校核、風(fēng)機(jī)改造后流場計(jì)算、電機(jī)參數(shù)選擇等。