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分析了鼓风机失速的原因。分析了引风机和一次风机的不同失速原因,并分别给出了相应的处理方法。本文总结了近年来轴流风机失速、喘振的情况及相关原因。指出除系统阻力过大外,风机本身的制造不符合标准,如动叶开度不一致或叶顶间隙过大,也可能是造成失速的常见原因。通过山东关西风机的实践和文献总结,
鼓风机失速的主要原因是:
(1)风机选型与烟气系统阻力不匹配,这一般是由于风压选择参数太小,风机阻力增大过大造成的。环境保护改造后的阻力、空气预热器堵塞或挡板门未全开等,风机实际运行点离失速线太近。
(2)风机在制造或安装上不符合标准,如叶顶间隙过大、动叶角度不一致等制造原因,导致实际失速线下移,使工作点过于靠近失速线。
(3)鼓风机进口管路布置不合理,导致引风机进口速度分布不均(总压畸变),导致风机实际失速线向下移动,导致风机提前失速。通过以往的文献研究,发现在压缩机领域,叶尖间隙与失速裕度的关系得到了充分的研究。在电站风机领域,现有文献仅定性地讨论了叶尖间隙对失速的影响,没有建立叶尖间隙超调量与风机性能和失速压力之间的定量关系。结合风机大修叶片叶尖间隙数据,提出了一次风机叶尖间隙与风机性能和失速压力的定量关系。
以矿井对旋轴流局部通风机为研究对象,进行了风机叶片的穿孔设计,建立了鼓风机叶片穿孔前后风机的总体模型,并进行了稳态、非稳态模拟和噪声预测。结果表明,叶片穿孔能有效地抑制叶片非工作面叶尖泄漏和涡流的产生和脱落,从而降低了两级叶轮通过频率的声功率级和声压值。宽带噪声是穿孔后的主要噪声源。对旋轴流风机存在振动大、噪声大的问题。由于煤矿工作的性质,风机必须始终处于运行状态,以保证井下有足够的新鲜空气。持续的鼓风机噪音会让地下工作者感到分心,无法集中注意力。严重的噪音会对人的听力、视力、神经系统等造成伤害。较大的振动和噪声也会影响风机结构的稳定性,降低其使用寿命。研究鼓风机噪声产生的原因及其防治方法,对提高井下工作环境质量,保证矿井安全生产具有重要意义。方开祥模拟了一台小型散热风扇的流场,设计了叶片的穿孔。穿孔后,风机的声压级降低,证实了降低穿孔噪声的可行性。张启顺研究了风机叶片数相匹配时,风机内流场和声功率级的变化。对鼓风机不同流量下产生噪声的原因。实验结果与数值模拟结果的比较验证了模拟的正确性。因此,利用多孔叶片模型对风机的噪声进行模拟,可为风机降噪提供参考。
本文以方案中鼓风机的定子叶片为例进行了详细设计,优化了S1流面叶型,鼓风机采用三维叶片技术改善了定子叶栅内的流动。通过三维数值模拟,对S2流面设计中的损失和滞后角模型进行了标定,为叶片三维建模提供了依据。通过与初步三维设计结果的比较,两种设计方案的气动参数径向分布一致,证实了鼓风机设计过程中S2流面设计的准确性和可靠性。由于叶尖泄漏流的存在,叶尖压力比与气流角(图中灰色虚拟线圈所示的面积)之间存在一定的偏差,但通过三维CFD的修正,s2的设计趋势预测了叶尖泄漏流对气动参数径向分布的影响;bec在高负荷下,定子根部出现了气流分离现象,导致了出口气流角和S2设置的初步三维设计。预测结果略有不同(图中橙色虚线圈所示的区域)。鼓风机利用一条非均匀有理B-sline曲线来描述由四个控制点(红点)控制的曲线,包括前缘点和后缘点。叶片体由四条非均匀曲面、两个吸力面和两个压力面组成,同时与较大切圆(灰圆)和前缘后缘椭圆弧相切。利用MIT MISES程序对S1型拖缆叶片进行了流场分析。采用B-L(Baldwin-Lomax)湍流模型和AGS(Abu-Ghamman-Shaw)旁路过渡模型描述了过渡过程。