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通過數(shù)值計(jì)算方法,觀察離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的流動(dòng)情況,通過收縮蝸殼180°~360°之間的型線,改進(jìn)后的離心風(fēng)機(jī)出口靜壓,出口全壓和風(fēng)機(jī)效率都有所提高。
Beena D. Baloni等采用實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)具有相同葉輪,鍋爐風(fēng)機(jī)廠家蝸殼采用等環(huán)量法與等平均速度法成型的離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明采用等平均速度法成型的蝸殼內(nèi)部氣流的速度梯度與壓力梯度都小于采用等環(huán)量法成型的蝸殼,內(nèi)部流動(dòng)情況更優(yōu)。在前向離心風(fēng)機(jī)中,蝸殼舌與葉輪之間的間隙通常為葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0。
鍋爐風(fēng)機(jī)廠家應(yīng)用廣泛,但由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、葉道較長(zhǎng)導(dǎo)致其內(nèi)部流動(dòng)損失較大,效率較低。復(fù)雜的葉片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其加工工藝復(fù)雜,在批量生產(chǎn)時(shí)葉片模具制造的成本較大,一般企業(yè)都只單件生產(chǎn)甚至不生產(chǎn),導(dǎo)致產(chǎn)品的供不應(yīng)求。因此本文采用數(shù)值計(jì)算得方法,找到鍋爐風(fēng)機(jī)廠家內(nèi)部流動(dòng)損失的根源,改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)特性,提高風(fēng)機(jī)的綜合性能。鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度為100%/100%,鍋爐風(fēng)機(jī)廠家電流為120/121A,增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流為150A,風(fēng)機(jī)無(wú)調(diào)整裕度,不能滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求,負(fù)壓力在t內(nèi)調(diào)整。
根據(jù)以上分析,本文對(duì)斜槽式離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),從改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性出發(fā),首先在原型機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),而后根據(jù)風(fēng)機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,以合作單位的性能指標(biāo)為設(shè)計(jì)條件,完成風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)工作,具體的內(nèi)容如下:
本文通過查閱大量離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的文獻(xiàn),深入理解了風(fēng)機(jī)的不同結(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
(CFD)對(duì)風(fēng)機(jī)原型機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面處的等值線圖和流線圖,對(duì)風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行了分析,為離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)提供思路。以提高鍋爐風(fēng)機(jī)廠家的效率和增大其全壓為改進(jìn)目標(biāo),對(duì)風(fēng)機(jī)的短葉片長(zhǎng)度、增大風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑和改變風(fēng)機(jī)蝸殼蝸舌與葉輪的間隙,對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了研究。鍋爐風(fēng)機(jī)廠家性能預(yù)測(cè)控制和運(yùn)行優(yōu)化是建立在準(zhǔn)確的性能預(yù)測(cè)模型基礎(chǔ)上的,因此建立準(zhǔn)確的風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)模型具有十分重要的意義。
鍋爐風(fēng)機(jī)廠家葉輪由若干結(jié)構(gòu)參數(shù)組成,這些參數(shù)對(duì)離心風(fēng)機(jī)的性能有著重要的影響。相似原理在風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用,極大地促進(jìn)了風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中,根據(jù)相似原理,可以選擇現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)或經(jīng)過試驗(yàn)的機(jī)型進(jìn)行相似設(shè)計(jì),以保證風(fēng)機(jī)達(dá)到預(yù)期效果。在沒有合適、的風(fēng)機(jī)或模型的情況下,可以根據(jù)鍋爐風(fēng)機(jī)廠家相似原理制作模型,然后將模型試驗(yàn)的結(jié)果轉(zhuǎn)換為機(jī)器的實(shí)際結(jié)果,完成風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)。然而,相似原理的應(yīng)用必須嚴(yán)格滿足幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)態(tài)相似等相似條件。可以看出,在相同的條件下,通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與葉輪出口直徑的比值,可以得到風(fēng)機(jī)流量、靜壓、總壓和內(nèi)功率的比例關(guān)系。然而,當(dāng)只改變?nèi)~輪結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí),改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)與原型風(fēng)機(jī)的相似性將不能得到滿足。因此,本文通過改變鍋爐風(fēng)機(jī)廠家葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)和數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析。離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)試驗(yàn)?zāi)P蜑?900轉(zhuǎn)/分斜槽離心風(fēng)機(jī),傳動(dòng)方式為A型傳動(dòng)。斜槽離心風(fēng)機(jī)主要由葉輪、蝸殼和集熱器組成。葉輪由前、后、葉片三部分組成。前盤為錐形弧。葉輪直徑480mm,葉片數(shù)20片。短刃10片,長(zhǎng)刃10片,分布均勻。短葉片為截短半徑的前葉片,其余部分與長(zhǎng)葉片結(jié)構(gòu)相同,所有葉片出口安裝角度為140度。對(duì)流項(xiàng)采用二階迎風(fēng)格式離散,擴(kuò)散項(xiàng)采用二階中心格式離散,時(shí)間項(xiàng)采用二階隱式格式離散。葉輪圖如圖3.1所示。蝸殼為矩形截面,寬度為69mm。
具體鍋爐風(fēng)機(jī)廠家改造方案如下。
(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(cè)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(cè)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。研究結(jié)果表明,鍋爐風(fēng)機(jī)廠家葉片結(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。
(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。
鍋爐風(fēng)機(jī)廠家的性能保證:
(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(cè)大多采用遙控設(shè)備完成溫度數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)測(cè)。當(dāng)然,鍋爐風(fēng)機(jī)廠家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(cè)。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)。鍋爐風(fēng)機(jī)廠家其他部分的網(wǎng)格生成是通過先劃分區(qū)域,然后手動(dòng)劃分網(wǎng)格來(lái)完成的。