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李海伟 先生
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发布时间:2020-08-19 08:21:03
木材干燥窑风机以其和易调节等优点已成为燃煤发电机组的送、引和一次风机的优选。叶片是轴流风机的核心部件,决定风机的性能; 而导叶是轴流风机中重要的流通部件,其气动设计直接影响上下游流通部件的特性。研究表明,木材干燥窑风机的叶轮机械内的流固耦合现象与流体机械各种故障的产生有直接关系。在模拟中进行了网格无关性验证,木材干燥窑风机分别采用260万、380万、560万和820万等网格数对风机气动性能进行计算,在保证较好的计算精度和计算成本的前提下,确定网格数为560万,在此网格数下时间成本和模拟精度好。因此借助流固耦合的方法对导叶数目变化后风机叶片的静力结构及振动进行研究具有重要的现实意义和工程价值。导叶结构、数目和安装角度对提高流体机械的性能、降低木材干燥窑风机噪声和减轻振动具有明显影响。利用试验对轴流泵有无导叶时的外特性进行测试,表明在较优工况下导叶可回收的旋转动能约占叶轮出口总能量的15. 7%,验证了导叶对提高能量利用率的作用。
模拟木材干燥窑风机导叶数
目不同时泵内的压力脉动特征,指出导叶数变动对导叶区流域及其下游流域的压力脉动具有一定影响,而对上游叶轮流域的流动影响则较小。利用数值模拟方法对导叶与叶轮匹配进行研究,表明导叶数目增加后模型压力提高329Pa,轴功率降低1. 2 kW,效率提高6%。模拟木材干燥窑风机导叶数目不同时泵内的压力脉动特征,指出导叶数变动对导叶区流域及其下游流域的压力脉动具有一定影响,而对上游叶轮流域的流动影响则较小。模拟了轴流风机后导叶改变对风机性能的影响,表明导叶数目减少4 片后全压提升5. 4 Pa,效率提高0. 8%。
叶片是轴流风机的核心部件,在振动作用下容易发生破损或断裂,对叶片进行振动分析具有重要的工程意义。模态分析主要是分析结构的振动属性,叶片的固有特性包括频率和模态振型,与叶片的质量和刚度分布有关。
木材干燥窑风机叶片在预应力下的前六阶振动频率。第二级动叶区的全压数值上基本是级的两倍且流体流动更加复杂,两者离心力惯性力相同,在同等条件下第二张动叶区更容易发生损坏,而级与第二级各阶的固有频率基本一致,所以离心力对固有频率起决定性作用,气动力对固有频率影响较小。当边界层流体的动能能够克服叶片表面的摩擦力时,叶片表面可能形成回流。叶轮各阶模态的临界转速为n = 60 f,可得到各阶模态的临界转速。
通常情况下,一阶临界转速下的振动较为激烈,叶片的一阶临界转速为16 860 r /min,而工作转速为1 490 r /min,远比一阶临界转速低,因此不会产生共振,满足风机的设计使用要求,同时方案三风机振动频率基本没有发生变化,也满足使用要求。导叶数目改变前后叶片振型基本没有发生变化,在叶片的前缘或者后缘点处现振动较大位移,叶根部位振动位移较小。根据研究可知,为提高木材干燥窑风机低频噪声的消声量,在空间允许的条件下,消声片的厚度为100mm较适宜。 阶振型为叶片前缘点绕轴向的弯曲振动,第2 阶振型为叶片前、后缘点绕轴向的扭转振动,第3 阶振型为叶片后缘点绕轴向的扭转振动与一阶弯曲振动的复合运动,第4 阶振型为叶片后缘点绕轴向扭转与一阶弯曲振动的复合振动,第5 阶振型为扭转与一阶弯曲振动的复合振动,第6 阶振型为叶片后缘点绕轴向的二阶弯曲振动。可以看出,随模态阶数的依次增加,木材干燥窑风机叶片各阶振型变得更加复杂,木材干燥窑风机叶片的高阶次振型变为叶片复杂弯曲与绕轴扭转的复合振动。
在电厂运行过程中,木材干燥窑风机的使用非常普遍,轴流风机机组效率相对较高,能耗较低,因此得到了广泛的应用,但轴流风机往往会出现一些故障,如果处理不当,还会引起其他一些故障,甚至导致机组在运行中出现问题。整个发电厂。因此,本文对电厂轴流风机的常见故障及其处理策略进行了研究和分析。轴流风机的位置在其相关领域中是非常重要的,但是轴流风机的故障却经常发生,而轴流风机的故障是很难处理的。如果这些故障在故障发生后不能及时有效地解决,很可能导致锅炉灭火等更严重的问题。针对某660MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机,借助Fluent进行流体数值模拟,研究导叶数目改变对风机性能的影响,并选出较优方案三。因此,研究火电厂轴流风机常见故障及其处理策略,具有十分重要和紧迫的意义。木材干燥窑风机旋转失速通常是指迎角超过某一临界值时边界层分离的现象,当空气开始离开页面的凸面时,会诱发边界层分离的现象。随着攻角的增大,分离现象越来越严重,会产生较大的涡流现象,导致木材干燥窑风机风压下降。这是一个***的解释旋转失速。在轴流风机运行过程中,由于叶栅叶片加工安装过程中存在一定误差,安装角度不完全一致。同时,由于木材干燥窑风机安装角度不同,气流会失去均匀性。此时,每个叶片周围的流量存在一些差异,因此不可能在每个叶片上失速。喘振也是轴流风机运行中的一种特殊情况,它也与旋转失速有关。如果叶栅发生旋转失速,且与风机一起运行的管网系统容量很大,将导致整个风机管网系统出现周期性的气流振荡问题,即所谓的风机喘振。
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