三元流技術(shù)在燒結主抽風(fēng)機的實(shí)踐與應用

通過(guò)在燒結主抽風(fēng)機的葉輪上創(chuàng )新應用三元流技術(shù)，改造葉輪葉片結構以適應流體的真實(shí)流態(tài)，達到風(fēng)機運行效率的提高，節能效果顯著(zhù)。

摘 要: 通過(guò)在燒結主抽風(fēng)機的葉輪上創(chuàng )新應用三元流技術(shù)，改造葉輪葉片結構以適應流體的真實(shí)流態(tài)，達到風(fēng)機運行效率的提高，節能效果顯著(zhù)。

1 引言

眾所周知，風(fēng)在燒結生產(chǎn)中具有極其重要的意義，以致在操作方針中有“以風(fēng)為綱”或“以風(fēng)保產(chǎn)”的字樣，在科教書(shū)中也寫(xiě)明: “垂直燒結速度和產(chǎn)量與通過(guò)料層的風(fēng)量近似成正比關(guān)系”。提高主抽風(fēng)機風(fēng)量是提高有效風(fēng)量的一個(gè)重要措施，一般情況下提高風(fēng)機風(fēng)量需要增加葉輪直徑，同時(shí)增加電機功率。這也意味著(zhù)現有風(fēng)機和電機將被淘汰。那么通過(guò)在燒結主抽風(fēng)機葉輪上應用三元流技術(shù)，實(shí)現在現有設備不變的基礎上只改變葉片的結構，達到增加風(fēng)量，節能的目的，這將是一個(gè)既經(jīng)濟又實(shí)惠的途徑。

2 三元流技術(shù)原理

三元流動(dòng)理論就是把葉輪內部的三元立體空間無(wú)限地分割，通過(guò)對葉輪流道內各工作點(diǎn)的分析，建立起完整、真實(shí)的葉輪內流體流動(dòng)的數學(xué)模型，依據三元流動(dòng)理論設計出來(lái)的葉片形狀為不規則曲面形狀，葉輪葉片的結構可適應流體的真實(shí)流態(tài)，能夠控制葉輪內部全部流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布 。

3 三元流技術(shù)的實(shí)踐與應用

3.1 設計計算

從圖 1 與圖 2 的對比可以看出，兩種葉輪的幾何形狀差異很大，為使兩種不同幾何形狀的葉輪滿(mǎn)足完全相同的安裝條件，在設計上是存在很大難度的。因此在設計過(guò)程中采用了多種設計方法進(jìn)行比較后，對葉輪內流動(dòng)優(yōu)化及強度計算進(jìn)行復合性設計，在基本設計定型后再運用流場(chǎng)分析對葉片優(yōu)化平臺進(jìn)行了系統優(yōu)化，僅優(yōu)化所提高的整機效率為原離心風(fēng)機約 5%～6%，優(yōu)化過(guò)程見(jiàn)圖 3。

對于風(fēng)機葉輪設計根據所選用的材料進(jìn)行強度效核是必須進(jìn)行的程序，本文對葉輪的強度效核所采用的方法，是將葉輪整體作為計算幾何模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格剖分，同時(shí)為保證結構離散化的計算精度和內存空間的有效利用，運用計算強度的軟件進(jìn)行 10 節點(diǎn)的四面體單元網(wǎng)格剖分進(jìn)行強度效核，校核的結果是該三元流葉輪有足夠的強度滿(mǎn)足運行要求，圖 4、圖 5 為 SJ9500 三元流葉輪葉片強度分析的結果。

3.2 改造內容

離心風(fēng)機的改造包括二大部分內容，第一部分是定子的系統改造，第二部分是轉子的系統改造。下面就改造的內容作以詳細介紹。

3.2.1 離心風(fēng)機定子的改造

在風(fēng)機的整體設計上，風(fēng)機進(jìn)氣箱和葉輪進(jìn)風(fēng)口分別采用分流技術(shù)使其進(jìn)氣氣流均勻分布，減小氣流湍流回旋損失，有效的提高了機殼進(jìn)氣室的流通效率，也提高了風(fēng)機整機的運行效率。

3.2.2 離心風(fēng)機轉子的改造

葉輪改造主要通過(guò)葉輪內部的三元立體空間無(wú)限地分割，通過(guò)對葉輪流道內各工作點(diǎn)的分析，建立起完整、真實(shí)的葉輪內流體流動(dòng)的數學(xué)模型，依據三元流動(dòng)理論設計出來(lái)的葉片形狀為不規則曲面形狀，葉輪葉片的結構可適應流體的真實(shí)流態(tài)，能夠有效控制葉輪內部流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布。改造后的轉子新葉輪如圖 6。

4 實(shí)施效果

SJ9500-1.0/0.855 改造前后數據對比情況見(jiàn)表1。通過(guò)表中的數據對比分析，該燒結主抽風(fēng)機改造后進(jìn)氣負壓與原來(lái)基本相同，進(jìn)氣風(fēng)量提高了11%，運行電流相比原來(lái)增加了約 6.45%。其余各項性能參數滿(mǎn)足現有生產(chǎn)條件，且風(fēng)機目前運行良好。該風(fēng)機安裝完，前期運行出現短時(shí)間的轉子振動(dòng)主要與進(jìn)氣溫度過(guò)高有關(guān)，再者轉子與軸瓦也有個(gè)磨合期，截止目前該風(fēng)機已經(jīng)運行平穩。

瑞澤能源是一家專(zhuān)注節能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)，擁有自主知識產(chǎn)權的“5S”流體輸送系統高效節能技術(shù)、電能質(zhì)量?jì)?yōu)化節電技術(shù)、循環(huán)水零排放技術(shù)，在水泵節能、風(fēng)機節能、空壓機系統節能、供水系統節能、循環(huán)水系統節能、中央空調系統節能、電機系統節能、配電系統節能和循環(huán)水水處理等領(lǐng)域得到廣泛應用，公司依托三元流技術(shù)設計的三元流葉輪，用于水泵、風(fēng)機、離心式空壓機的節能改造，技術(shù)應用可靠，業(yè)績(jì)優(yōu)良。