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發布時間:2020-11-04 02:11  
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離心風機的瞬態計算方法采用第二章所述的穩態計算方法。計算結果收斂后,將收斂結果作為瞬態計算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用隱式分離法求解離散方程。高速離心鼓風機的壓力修正采用簡單算法進行。對流項采用二階迎風格式離散,擴散項采用二階中心格式離散,時間項采用二階隱式格式離散。(2)通過觀察風機不同截面上的總壓和速度等值線,可以得出離心風機的內部流動規律:由于葉輪的旋轉,在葉輪入口產生較大的負壓值,使空氣從集塵器進入葉輪。時間步長由公式確定。離心風機空氣動力噪聲的計算離心風機運行時產生的噪聲主要包括機械噪聲、電磁噪聲和空氣動力噪聲。離心風機的內部是復雜的三維非定常渦噪聲。復雜流場結構與氣動噪聲的相關性是氣動噪聲研究中的一個難題。

為了了解三維流場結構對氣動噪聲的影響,在氣動噪聲預測中,采用條帶理論方法確定葉片表面的氣動參數。近年來,風機流場結構的研究取得了很大進展。在風機氣動噪聲預測中,建立了相應的物理模型和數學模型,介紹了復雜流場的數值模擬技術,進行了考慮三維流場的氣動噪聲預測計算,研究了流場結構對高速離心鼓風機氣動噪聲的影響。討論了如何有效地控制風機內部流量,降低風機噪聲。高速離心鼓風機采用多耦合仿生設計和數值計算方法,研究了仿生葉片的降噪機理。結果表明,仿生葉片的鋸齒后緣結構可以有效地改變葉片后緣脫落渦的結構和頻率,從而減小葉片表面的壓力波動和氣流對葉片前緣的影響,使A計權聲壓級提高??梢钥闯觯谙嗤臈l件下,通過風機轉速與葉輪出口直徑的比值,可以得到風機流量、靜壓、總壓和內功率的比例關系。風機的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]將葉片的線性后緣改為S形后緣,結果表明,S型后緣葉片能有效地降低空調風機的噪聲,使高速離心鼓風機噪聲降低到2.2dB左右。當S型后緣角為5度,葉片傾角適當增大時,可有效降低空調風機噪聲。

本文主要完成設計高速離心鼓風機的穩態和瞬態數值計算,在瞬態數值計算結果穩定后,采用FW-H模型計算設計風機的氣動噪聲值。根據數值計算結果,得出以下結論:
(1)通過比較設計風機樣機和斜槽離心風機樣機的數值計算結果,可以看出在設計流量條件下重新設計的離心機,風機的總壓值高于E設計目標,效率68%,效率比樣機高19.9%,總壓值由4626pa提高到5257pa,均滿足合作單位的性能要求。
(2)通過觀察原型風機和斜槽風機葉片通道的流線圖,可以看出設計風機的長、短葉片吸力面分離較弱,但沒有強渦流區。與樣機的內部流程相比,該流程有了很大的改進,效率也有了很大的提高。
(3)根據計算出高速離心鼓風機的噪聲頻譜,可以看出設計風機的聲壓在1100Hz時有一個峰值,聲壓值為58dB。在遠場噪聲計算中,隨著受流點到葉輪中心距離的增加,風機噪聲值呈下降趨勢。

電廠155MW機組鍋爐采用高溫高壓自然循環汽包鍋爐。風煙系統為平衡通風方式,由兩臺高速離心鼓風機和兩臺離心送風機組成。引風機為離心風機,進口擋板調節,單吸雙支撐。引風機風量496800m3/h,全壓6600pa,軸功率1086KW,設計電流146.8A,電機額定功率1250KW。增壓風機流量1491480m3/h,增壓風機總壓力2500pa,電機額定功率1400kw。鍋爐滿負荷運行時,兩臺引風機進口擋板開度為100%/100%,高速離心鼓風機電流為120/121A,增壓風機運行電流為150A,風機無調整裕度,不能滿足機組滿負荷要求,負壓力在t內調整。電爐是有限的。同時,增壓風機故障也是鍋爐MFT保護動作的原因之一,不利于機組安全穩定運行。因此,對我廠脫硝系統進行了改造:將原SNCR SCR聯合脫硝方式改為SCR脫硝方式,改造后取消原增壓風機,原引風機出力不能滿足機組滿負荷要求。本次引風機的力變換與反硝化、靜電沉淀同步進行,將引風機進出口鋼煙道整體更換,改變原有的工業水冷卻方式。根據該設備的現狀,提出了提高Y4-73型引風機出力的方案。在對高速離心鼓風機電機基礎和電機進行技術改造的基礎上,通過改變引風機的葉輪形式和直徑,增加引風機的輸出,并根據原風機的輸出,將引風機的容量提高1500帕。風機改造后,必須能滿足機組各工況和任何工況下的風機運行要求。不會出現急停喘振。
改造后,對兩臺高速離心鼓風機進行性能評價試驗,包括全負荷風機數據試驗、改造前后數據試驗和風機較大出力試驗數據,如下所示。(1)滿負荷風機數據試驗:鍋爐滿負荷運行時,爐內氧含量維持在2.5%,爐內負壓維持在0-50pa,鍋爐穩定運行2小時后,現場測量兩臺引風機數據。滿足機組滿負荷要求。本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型計算了高速離心鼓風機在不同工況下的穩態,并根據公式計算了設計工況下離心風機的壓力、軸功率和效率。風機滿負荷數據見表2。
(2)改造前后數據試驗:風機改造后,鍋爐正常運行1小時,運行參數穩定。采集風機的數據,并與改造前的數據進行比較。鍋爐滿負荷時,兩臺引風機電流降低48A。
(3)高速離心鼓風機較大出力試驗:冷態下,風機擋板開度為80%時,風機電流達到設計值。A風機入口擋板開啟80%時,風機電流為146A,B風機入口擋板開啟80%時,風機電流為145.6A,滿足設計要求。
結論
(1)與改造前后引風機試驗數據相比,A風機效率提高17.2%,B風機效率提高13.8%。正常運行時,風機進口擋板開度為50%~55%,風機電流95~100A,滿足機組滿負荷運行要求。
(2)改造后高速離心鼓風機電耗降低26384 kWh,增壓風機電耗降低52159 kWh,合計77543 kWh,輔助電耗降低0.5%。
(3)改造后,取消風機冷卻水,風機軸承高溫度為55C,滿足設計要求。通過排除冷卻水,每年可節約約5萬噸水。
(4)通過高速離心鼓風機性能試驗報告和實際運行,引風機改造能滿足運行要求,節電效果明顯。