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在離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)樣機(jī)的基礎(chǔ)上,只增加了風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑。因此,改進(jìn)后的風(fēng)扇與樣機(jī)的幾何相似性不滿足風(fēng)扇相似性原理的條件。因此,通過改進(jìn)后的數(shù)值計(jì)算分析了改進(jìn)效果。第二種改進(jìn)方案的基本思想是在風(fēng)機(jī)外殼不變的情況下,增加風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑。風(fēng)機(jī)葉輪的具體改進(jìn)方法在保持葉片出口安裝角度不變的前提下,風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑分別由480 mm增加到490 mm和500 mm。通過對(duì)改進(jìn)后的離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)的數(shù)值計(jì)算,在第二種改進(jìn)方案中通過增加葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑來提高風(fēng)機(jī)的總壓。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑增加到490m時(shí),改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)總壓力增加到4765pa,相應(yīng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行力矩增加到4.65n.m,風(fēng)機(jī)效率基本不變。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑增加到500m時(shí),風(fēng)機(jī)總壓力增加到4835pa,但風(fēng)機(jī)扭矩相應(yīng)增大,風(fēng)機(jī)效率降低。離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)樣機(jī)蝸舌流線圖表明,當(dāng)氣體流經(jīng)樣機(jī)蝸舌位置時(shí),大量氣體通過蝸舌與葉輪之間的間隙T流回蝸殼,流量損失較大??梢钥闯?,通過減小離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)蝸殼舌片間隙,蝸殼舌片附近的低壓渦在設(shè)計(jì)流量條件下消失,同時(shí)蝸殼內(nèi)部氣體再次減少。
風(fēng)機(jī)葉輪參數(shù)選擇葉輪是風(fēng)機(jī)的主要部件,葉片是將能量傳遞給流體的部件。因此,風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)與風(fēng)機(jī)所需的流量和壓力有很大的關(guān)系。目前國內(nèi)外葉輪主要尺寸的選擇方法不同。這是一種廣泛使用的方法。離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)總壓tfp與葉輪外徑、轉(zhuǎn)速n和葉片出口安裝角的關(guān)系,確定離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)葉輪的外徑。下面逐步介紹了風(fēng)機(jī)葉輪參數(shù)的選擇方法。原型斜槽風(fēng)機(jī)出口安裝角度為140度。增大前向離心風(fēng)機(jī)葉片的出口安裝角,不僅可以提高風(fēng)機(jī)的總壓,而且可以增加噪聲,降低風(fēng)機(jī)的效率。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。在實(shí)際應(yīng)用中,總壓系數(shù)不僅與葉片出口安裝角有關(guān),而且與葉輪的相對(duì)幾何尺寸有關(guān)。通常,風(fēng)扇的比轉(zhuǎn)速用來表示葉輪的不同幾何形式。在風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速和葉片出口安裝角選擇完畢后,根據(jù)風(fēng)機(jī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)繪制了離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)總壓系數(shù)與葉片出口安裝角(at2~beta_u)曲線的關(guān)系,并進(jìn)行了計(jì)算。已完成風(fēng)機(jī)總壓系數(shù)的計(jì)算。通過查閱大量的離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)文獻(xiàn),深入了解風(fēng)機(jī)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性的影響,并采用數(shù)值計(jì)算方法建立風(fēng)機(jī)三維模型,劃分網(wǎng)格,離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)采用N-S方程,結(jié)合W。
研究結(jié)果表明,離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不僅使風(fēng)機(jī)難以加工,而且增加了風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)損失,降低了風(fēng)機(jī)的效率。為了提高離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)的總壓和效率,對(duì)斜槽離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)和設(shè)計(jì)。采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)斜槽離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了分析,并根據(jù)內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)工作。通過查閱大量的離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)文獻(xiàn),深入了解風(fēng)機(jī)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性的影響,并采用數(shù)值計(jì)算方法建立風(fēng)機(jī)三維模型,劃分網(wǎng)格,離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)采用N-S方程,結(jié)合W。利用SSTK-U湍流模型,模擬了斜通道風(fēng)機(jī)的原型。通過對(duì)樣機(jī)計(jì)算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)的比較,詳細(xì)分析了SSTK-U湍流模型的精度,為離心風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算選擇湍流模型提供了良好的參考。通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面的等值線和流線圖,分析了風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性,為離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)提供了思路。在斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)的基礎(chǔ)上,提出了三種改進(jìn)方案:向內(nèi)延長風(fēng)機(jī)短葉片可減少短葉片吸力面分離,提高風(fēng)機(jī)效率2.3%;葉片吸力面內(nèi)部旋渦由于自身葉道的壓力面向吸力面回流而構(gòu)成較大的旋渦。增大風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑可提高總壓。風(fēng)機(jī)的壓力值,效率基本不變,增大蝸殼舌與風(fēng)機(jī)葉輪之間的間隙,可使風(fēng)機(jī)總壓值提高到4711pa,效率提高2.1%。
具體離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)改造方案如下。
(1)對(duì)引風(fēng)機(jī)和脫硫增壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓和系統(tǒng)阻力進(jìn)行了試驗(yàn)。測量了兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)在機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。(2)根據(jù)試驗(yàn)后實(shí)測數(shù)據(jù),終確定引風(fēng)機(jī)改造方案。在原風(fēng)機(jī)電機(jī)不變的情況下,風(fēng)機(jī)葉輪直徑由2557 mm增加到2624 mm,葉片類型發(fā)生變化。隨著風(fēng)機(jī)葉輪直徑的增大,殼體、葉輪、輪轂和集熱器都被更換。同時(shí),為了提高風(fēng)機(jī)出口擋板的密封性,對(duì)風(fēng)機(jī)出口擋板、進(jìn)口擋板和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行更換,以提高風(fēng)機(jī)的效率。結(jié)果表明,仿生葉片的鋸齒后緣結(jié)構(gòu)可以有效地改變?nèi)~片后緣脫落渦的結(jié)構(gòu)和頻率,從而減小葉片表面的壓力波動(dòng)和氣流對(duì)葉片前緣的影響,使A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)提高。
(3)引風(fēng)機(jī)軸承冷卻方式由工業(yè)水冷卻改為帶風(fēng)機(jī)軸承冷卻,降低了用水量。
離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)的性能保證:
(1)風(fēng)量(Tb點(diǎn)工況,145c):134m3/s;
(2)全壓升(Tb點(diǎn)工況,145c):7040pa;
(3)風(fēng)機(jī)全壓升效率(BMCR):86%,風(fēng)機(jī)輸入軸承。這兩部分的溫度監(jiān)測大多采用遙控設(shè)備完成溫度數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)測。當(dāng)然,離心通風(fēng)機(jī)型號(hào)溫度傳感器也是常用的設(shè)備,可以完成機(jī)組保護(hù)和溫度監(jiān)測。當(dāng)溫度超過要求時(shí),繼電器將發(fā)出警告。如果此時(shí)溫度變化明顯,繼電器內(nèi)部的液體裝置也會(huì)發(fā)生劇烈變化,導(dǎo)致指針旋轉(zhuǎn)。如果指針指示的值達(dá)到負(fù)載極限,將發(fā)出警報(bào)。引風(fēng)機(jī)風(fēng)量496800m3/h,全壓6600pa,軸功率1086KW,設(shè)計(jì)電流146。