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  • 发布时间:2020-08-14
    风机正常运行情况下,叶片会在不同年限出现下列相应受损状况:   两年:胶衣出现磨损、脱落现象,甚者出现小砂眼和裂纹。   三年:叶片出现大量砂眼,叶脊迎风面尤为严重,风机运行时产生阻力,事故隐患开始显示。   四年:胶衣脱落至极限,叶脊可能出现通腔砂眼,横向细纹及裂纹出现,运行阻力增加,叶片防雷指数降低。   五年:是叶片损毁事故高发年限,叶片外固定材料已被风砂磨损至极限,叶片粘合缝已露出。叶片如同在无外衣的状态下运转,横向裂纹加深延长。这种状态下,风机的每次停车自振所发生的弯扭力,都有可能使叶片内粘合处开裂,并在横向裂纹处折断。通腔砂眼在雨季造成叶片内进水,湿度加大,防雷指数降低,雷击叶片事故出现。   六年:某些沿海风机叶片已磨损至极限,叶片迎风面完全是深浅不均的砂眼,阻力增加,发电量下降。此时叶片外固合材料已完全磨尽,只是依靠自身的内固合在险象中运转,随时都可能发生事故。
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  • 发布时间:2020-08-14
    引风机在燃烧系统中的作用是,将熔铝炉中的燃烧烟气经蓄热式换热器进行热交换后,由引风机抽排到烟道,并排放到大气中。经过换热器热交换之后,到达风机叶轮的烟气温度可达120-150℃,当时在风机设计选型时,选用的是生产的高温风机,轴承选用c。   虽然风机选用的轴承,其自身允许的转速完全能够满足风机实际运转的需要,但是由于该轴承在较高的工作温度、较高的运转速度下工作,很容易将轴承内部的润滑脂甩出轴承的滚道,引起轴承滚动体润滑不良,从而成为轴承失效的主要原因之一。   另一个原因是:风机轴系的两个轴承,由于存在安装同轴度误差,再加上风机整个底座刚性较弱等因素,加大了轴承的轴向载荷,加剧运转系统的动态不平衡,从而造成系统的振动,而振动的存在又加速了轴承的疲劳破坏,使轴承的使用寿命缩短。   经过改造,不但彻底消除了风机轴的振动、轴承温升过高及轴承润滑不良等弊端,而且,在一年来的生产实际运行过程中,除了定期对轴承进行补充润滑油以外,从未出现过任何故障。
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  • 发布时间:2020-08-14
    风机设备检修,叶体轮的检修风机装备解体后,先去除叶体轮设备上的积陈灰、污垢,再详细检查设备中叶体轮的损耗程度,铆头钉结构的磨擦损耗和紧密情况,以及连焊接缝脱焊具体情况,并关注叶体片轮进出口密封环与外置壳体进风港圈有无擦损痕迹,由于此地的间距缝隙最小,倘组合安装时大体位置不周或风机转动运行中由于热体膨胀等因素,均可能使该处产生摩擦。对于叶体轮的某磨穿处,可以用铁制板材焊补,铁板的通体厚度不可超过叶体轮还没磨损前的厚实度,其通体大小应能够将穿孔位遮住。   对于铆头钉,如铆头钉头损耗时可堆积焊接,若铆头钉已经松垮,要即刻更换。对于轮和片的焊接缝损耗或脱焊,要进行焊接或灼补。微面积损耗采用焊补,大面积磨损则采用灼补。焊补叶体片。焊补时要选择使用焊接性能良好、韧性良好的焊接条。对较好高锰钢叶体片的焊接补,建议技术工采用直流焊机,结609接条。任何一块叶体片的焊接补重量应该尽最大量相同,并且对叶体片采用对称焊接补,来减弱焊补后叶体轮形状改变及重量的不平均。   灼补时,其深挖填补块的材质与型号应与叶体片相同,挖补块要打开坡体口,当叶体片较为厚实时应打开两面之坡体口以确保焊补品质。挖补块的每一块质量相差不超过45克,并应对挖补块体针对性配重,对称叶体片的质量差不超过12克。挖补之后,叶体片不能有明显变形或歪曲。挖补叶体片的焊接缝要柔和光滑,没有沙衬眼、龟纹、低陷。焊缝的强硬度应不比叶体片材料的强度低。
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  • 发布时间:2020-08-14
    一 6-24循环流化床锅炉节能风机系列模型 专利号:201010243450.5 1 用途   本系列模型属于小流量、中高压范畴,最高风机效率为82.3%。用本模型模拟设计的风机系列风机可适用于35-410吨/时循环流化床锅炉一次风机、二次风机和高压头引风机、高压强制通风、煤气鼓风机、烧结主抽风机等。 2 选型优势 a、性能优势 举例:某循环流化床锅炉用风机设计参数:pa=101325(pa); &ho; 1 =1.2(kg/m3 );流量=14867(m3 /h);全压=17931(pa); 选型方案1:如果没有6-24系列模型,要满足以上参数只能选7-16no10.6d( n =2980/min) 选型方案2:现在有了6-24系列模型,在某无因次曲线段(原此处空白)可选6-24no10d(n=2980/min)。 表6同样转速和进口密度下,6-24no10d与7-16no10.6d的性能对比结果   流量/(m 3/h) 全压/(pa) 风机效率/(%) 叶功轮率/(kw) 7-16no10.6d 14867 17931 65 107.9 6-24no10d 14867 17931 82.3 85.21 偏差值/(%) 0 0 26.6 -21   由表6看出,为满足设计参数,如选7-16no10.6d,风机效率为65%,而选6-24no10d风机效率为82.3%,风机效率可提高26.6%,叶功轮率可降低21%,可大幅节省能源。而且机号小,可省料、降低成本。另外6-24风机的出进口面积比为0.64,7-16风机的出进口面积比为0.47,与前边所述的同样,为满足同样静压差,6-24可减小机号。 b、f式与d式相比性能相差小   针对小流量风机在同一流量点,风机设计为f式比d式压力及效率下降很多问题,我们对6-24no8模型设计了f式结构,即带进气箱、径向进气。表7给出了7个工况点的f式与d式无因次性能对比。 表7  f式与d式无因次性能比较   1 2 3 4 5 6 7 φ 0.0219 0.0278 0.0337 0.0396 0.0455 0.0514 0.0573 ψ(d式) 0.6178 0.6077 0.5814 0.5466 0.5041 0.4528 0.3931 ψ(f式) 0.6165 0.6023 0.5762 0.5431 0.4991 0.4443 0.3841 ψ偏差(%) -0.21 -0.89 -0.89 -0.64 -1 -1.9 -2.3 &ea;  (d式) 0.7313 0.7931 0.8232 0.8230 0.8048 0.7631 0.7039 &ea;  (f式) 0.6971 0.7580 0.7877 0.7939 0.7809 0.7330 0.6696 &ea;  偏差(%) -4.7 -4.4 -4.3 -3.5 -3.0 -3.9 -4.9            由表7可看出7个工况点f式与d式相比,压力最大下降2.3%,风机效率最大下降4.9%。改变了小流量风机,当f式(径向进气)时,由于叶轮进口流场不均匀及轴对进口气流的阻塞,压力和效率下降很多的状况。本6-24略图附有f式进气箱和进风口。   综上所述,6-24风机用途广泛,其性能填补了该段性能曲线空白,并且高效低噪、出进口面积比大,f式性能与d式性能相差很小。是小流量、高压范畴的理想模型。 二、沈阳鼓风机研究所简介   沈阳鼓风机研究所是风机行业的归口所。机械工业风机产品质量监督检测中心,全国风机标准化技术委员会秘书处、中国风机技术情报网、均设在沈阳鼓风机研究所。七十年代末沈阳鼓风机研究所组织风机行业联合开发的(4-73、4-72、9-19、9-26、5-48、6-48、t4-72)为风机行业的发展和满足市场需求起到了重要作用。     近年来,沈阳鼓风机研究所自主研制的新产品如:     为首钢四制粉引二炉设计的热风炉烟气用离心引风机;     为山东海化集团研制开发1.5万吨/年三聚氰胺冷气风机;     为抚顺矿业集团有限公司西露天矿研制开发瓦斯排送风机、加压风机;     为格尔木炼油厂研制开发的30万吨/年甲醇工程鼓、引风机组;     为长沙中联重工科技发展有限公司开发的筑路用助燃风机及循环风机;     为大庆天燃气公司炼油用加压轴流风机;     为株州机车车辆研制的大功率交流传动机车用冷却塔风机;     为哈尔滨飞机制造厂开发的除雪风机;     为抚顺矿业集团抚顺页岩炼油厂扩建工程油母页岩干馏装置开发的atp烟气排风机、燃烧鼓风机、补燃鼓风机;     为株州机车车辆厂、大连机车车辆厂等厂家设计研制了多套风管试验装置及自动测量系统。;     为德州产品质量检验所等单位设计研制了1.5m&imes;1.5m、2m&imes;2m、3m&imes;3m、4.6m&imes;4.6m风室试验装置及自动测量系统。   满足用户特殊性能的要求、效率高、运转平稳等赢得了用户的赞誉,为用户创造了可观的经济效益。 三、清华大学流体所简介   清华大学流体所从1975年起,在风机气动力设计方法,风机噪声机理分析和降噪技术及高性能风机产品开发方面有很好成果,特别是70年代开发的高压离心风机9-19系列和80年代开发的中压离心风机6-41系列,由于效率高、噪声低被机械部定为全国推广的节能产品,至今仍畅销全国风机市场,为原北京风机厂和北京西山风机厂创造了很大的经济效益。   90年代以来,清华大学流体所提出了风机现代设计方法,将现代计算机技术引入风机气动设计,对整机复杂流场进行数值模拟,能在设计阶段对风机性能进行预估和优化,近年来先后为国外的美国通用电气公司(ge)、日本大金公司、德国西门子公司、美国revcor风机公司、美国zfan风机技术开发公司和国内的北京西山风机厂、鞍山风机二厂等单位合作开发一批高效低噪通风机新产品。例如:   为北京西山风机厂开发了7-35风机系列风机;   为鞍山风机二厂开发了针对大型流化锅炉和烧结使用的7-44,7-22,7-27风机,为鞍山风机二厂创造了很大的经济效益。   又如为美国ge公司开发二台离心风机,一台是替代现有的空调风机,效率提高28%,噪声降低5dba,另一台是用于美国一套高效中央空调示范系统的离心风机,样机在美国斯坦福大学与其他产品作现场对比试验,受到一致好评。   另外,还为北京西山风机厂开发了高性能消排轴流风机系列和矿井对旋轴流风机系列等产品。   四、5个系列模型总体介绍 4.1项目介绍   为满足我国经济的快速发展对风机的需求,提高风机产品的技术水平,贯彻国家信息化部关于逐步淘汰落后产品,推广新产品精神。沈阳鼓风机研究所与清华大学流体所以国内一流的风机设计软件开发、应用和试验研究能力的优势,强强联合,于2005年3月立项,针对现有多数厂家生产的风机系列型谱,本着以填补空白、高效节能为目标,并且尽可能代替用途广泛的其它系列产品的原则,规划并研制5个风机系列模型。通过5年的时间,清华大学流体所对多种设计方案的整机复杂流场进行数值模拟,对风机性能预估和优化进行了几百次气动计算,沈鼓所加工制造了30多套风机模型,进行了100多次试验研究,已完成了本项目。5个风机系列模型均达到了预期目标。该系列模型性能均达到了国内同类产品领先水平,并已申报专利。 4.2风机性能   5个系列的风机模型其性能,除4-73系列模型外,均为曲线缺档区域、并且无因次性能均在风机产品选型时常用的区域,效率高。也就是用此模型模拟的产品具有广泛的用途,性能实用、高效节能,解决了因选型困难而导致风机性能不佳,效率低,产品机号大等问题。风机效率均高于gb19761-2009《通风机能效限定值及能效等级》标准中的节能指标,面对市场有很强的竞争力,应用前景非常广阔。 4.35个模型的共同特点:   1、用途广泛,除4-73系列模型外的4个系列模型为填补了通风机系列型谱空白;   2、叶轮为后向板型叶片,因此电动机不易过载;   3、高效节能、高效区宽、噪声低;   4、出口与进口动压差小,可减小机号;   5、叶片进口磨损小,可延长叶轮的使用寿命;   6、加工方便,叶轮附有叶片展开图。 五、主要业绩 5个新型高效风机系列模型应用   沈阳鼓风机研究所与清华大学流体所联合开发的5个系列新产品模型,即6-35循环流化床锅炉节能风机系列模型、5-55锅炉鼓引节能风机系列模型、6-24循环流化床锅炉节能风系列模型。该5个系列风机模型高效节能,已于2011年8月均获国家专利。仅以其中的7-28循环流化床锅炉节能风机系列模型为例:该风机最高效率87%(能效等级1级:79%,能效等级2级(节能评价值):76%),由此可见该风机最高效率比能效等级2级(节能评价值)高出11个百分点,意味着如果达到同样的流量和压力,功率将下降约11个百分点,节能效果相当可观。   目前很多风机厂家已应用了高效节能产品系列模型,相似模化设计为产品,并获得了可观的经济效益。   重庆通用机械有限公司已经生产4-73(板型叶片)№26f、4-2x73(板型叶片)№20f~№24f、5-2x55№29.5f及№20以下风机共计30多台。主要用于钢厂除尘风机、水泥厂窑头及窑尾风机。   四平鼓风机有限公司已生产5-55№16d,用于煤气加压风机。   石家庄风机有限公司已生产4-73№10d、5-55№10d、7-28№8d,用于循环流化床。   湖北省风机有限公司已生产6-2x35№24f~31f、6-35№5d~23d用于钢厂除尘风机、钢厂鼓引风机。   6-2x24№26f、6-24№8d~23d用于循环流化床、煤粉风机。   5-2x55№20f~34f、5-55№7.5d~23.2d用于钢厂鼓引风机。   7-2x28№22f~28f、7-28№8d~24d用于循环流化床等。
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  • 发布时间:2020-08-14
    :针对当前国内离心通风机普遍存在的内部气流短路间隙过大的问题,进行了一次严格的对比测试,结果是:间隙由2mm增大到19mm,就使有效功率降低了一半。仅此一项造成的能源损失大约等于输入功率的40%。现在国内正在生产和使用的离心通风机的间隙一般都大于19mm。对此作者提出了风机改造方案。 关键词:离心通风机;内部气流短路;气流短路间隙;节能改造;性能测试 0引言   目前我国普通离心通风机普遍存在的一个严重问题,就是其进风口与叶轮之间的间隙(也叫轮盖间隙)太大,造成机内大量气流短路。这既使风量、风压和风机效率大大降低,造成大量能源浪费,又严重影响了风机使用现场的生产和工作:例如烘烤炉的风量不够,产量降低;正确设计的气力输送系统不能正常输送物料;一套冶金或化工装置由于总风机抽力不够导致生产不正常;气流干燥或流化床系统效果不佳等等。近二十多年来这方面的问题越来越严重了。本人在多个机电大市场和工厂看到的和实际用到的4-72、9-19、g4-73、y4-73、y5-48等,以及塑料风机、多翼低噪声离心风机,其气流短路间隙大多在20mm以上,很多达到25~35mm,锅炉引风机的间隙更大。造成这种状况的原因是多方面的:有设计标准问题、小厂管理不善、用户采购员不懂技术等等。但最主要的还是风机行业的技术人员和管理人员存在的认识问题,他们大多认为间隙大了不好,会有些浪费,但并不相信会造成很严重的能源浪费。为了弄清楚这间隙的影响到底有多大,特进行了本次测试。 1测试方法和仪器   本次测试采取自由进口和管道出口装置类型(b类)。   除非是有条件的专门测试场所适于用孔板、文丘里等装置以外,一般的风机性能测试多用l形标准皮托管做传感器。但皮托管并不理想:风速不能大于40m/s,有的标明只能用于0~30m/s,精度也不高。现在市场上有数字式风速测量仪、流量测量仪,灵敏又方便,但其传感器还是皮托管。皮托管之所以不能用于高风速场合,主要是因为其静压测孔开在皮托管之外壁,当风速较高时,此处很难保留贴近管壁的滞留层,所以静压测不准。   本次测试所用的主要仪器是小管径全压测量管,用φ3.0的无缝不锈钢圆管制作,其测量口一段逐渐缩小到直径2mm,从测量口到直角弯的直管长度为管径的20倍以上,并有专门的固定和调节装置,使用很方便。静压测孔单独开在被测风管壁,与全压管测量口处于同一横截面内。在测量点前后有足够长度的情况下,可以认为在同一个横截面上的各点静压相等。显示压力用玻璃管u形压力计。风机为4-72a-4.5#-7.5kw-2900/min。风管为dn250的pvc管,长3.8m,测量点距进风端面2m,相当于8倍管直径。静压测孔直径约2.2mm,外管直径3mm。电压测量用数字式万用电表,电流测量用初级8匝的5倍电流互感器接数字电流表。   风管出风口的轴线上有一根螺杆,移动螺杆上的圆钢板就可以调节阀门开度。这次的阀门开度共设7档,圆钢板到出风口端面的距离分别是:0档、1档30mm、2档70mm、3档120mm、4档200mm、5档300mm和6档全开。   为了验证进风口与叶轮之间的间隙对风机性能的影响,这次为一个叶轮配制了2个不同的进风口,一个与叶轮的间隙为2mm,另一个为19mm。这样测试完一个后,只要换装一个进风口就可以再试第二个了。 3 数据处理   所用pvc管并不很圆,内径从241mm至245mm,截面积按直径243mm计算,而测量孔开在245mm的直径上。考虑到圆管中间和边缘可能流速有差别,将圆面积平均分为三等分,即中间一个圆及两个圆环。这三个部分的测量点都必须取在其内外等面积的等分线上。这样一来,实际上就是要将整个圆平均分成6等分,测量点分别设在第1、第3、第5个圆上。设这三个圆的半径分别是r1、r2、r3,大圆半径为r=122.5mm,则可推出:   r1=(1/6)0.5r=0.4082r=50.00mm   r2=(3/6)0.5r=0.7071r=86.62mm   r3=(5/6)0.5r=0.9129r=111.83mm 测量中,风管内的全压取全压管的读数,动压为全压与静压之差。空气温度和湿度都接近标准状态,直接取数计算,空气密度取1.2kg/m3。电动机的功率因素没有实测,就取其铭牌上的0.8。   动压、静压、全压分别标为pd、pj、pq,功率、输入功率、有效功率分别标为n、n、ny,风速、风量、面积分别标为u、q、s,电流、电压分别为i、v,则:   u=(2pd/1.2)0.5=1.291pd0.5(m/s)   q=su=0.7854&imes;0.2432&imes;3600u=166.968u(m3/h)   ny=qpq/3600000(kw)   n=1.732iv&imes;cosφ   由以上测量数据和计算公式,依次可计算出如下结果:5讨论   由以上数据和图表可以看出:离心通风机内部气流短路间隙的大小对风机性能产生严重影响:间隙由2mm扩大到19mm,就使风机总效率降低了将近40%;在输入功率减少大约1/5的同时,有效功率减少了一半。仅此一项所造成的能源损失大约等于风机输入功率的40%。可以相信,与低压的4-72风机相比,高压的9-19等风机对间隙更敏感。   在jb/t10563-2006一般用途离心通风机技术条件中有规定:   “3.5.4进风口与叶轮轮盖进口间的径向单侧间隙为叶轮直径的0.15%~0.45%,轴向重迭长度为叶轮直径的0.8%~1.2%。&dquo;照此规定,直径450mm的4.5#风机的间隙应为0.675~2.025mm,轴向重迭长度为3.6~5.4mm。照此标准,现在国内正在使用的和正在生产的普通离心通风机没有一台是合格的。   虽然国家标准要求很高,但若要达到标准的要求在我国现阶段是不可能的。   1) 设计方面的原因:据了解,我国现用的离心通风机制造技术基本上还是沿用前苏联在上世纪四、五十年代的标准。可以看出,风机的发明人和后来的改进者在流体动力学方面考虑得很细,但对于在制造工艺中如何减少气流短路这方面有所忽略。为了尽可能减少气体涡流损失,将进风口设计成特殊的弧线形,或叫双喇叭形(见图7),其直径先逐渐缩小,然后又逐渐扩大一些,这样就有了一个比中间的最小圆大一些的端面圆。风机装配时,多是先装叶轮后装进风口,进风口的端面圆必须小于叶轮轮盖进口才能装得进去。装进去以后,现在国内市场上的一般情况都是尽量使叶轮处于进风口最小圆平面内,这样,实际间隙为s3,s3=s1 s2,这就必然有相当大了。即使是进风口端面正好处于叶轮轮盖进口平面内或稍许进去一点,这样间隙可以达到最小,但在以后的检修和热膨胀都可能改变叶轮的轴向位置,也就会加大间隙。 2) 制作方面的原因:现在的绝大多数风机厂都是人工冷作,工件的尺寸精度、圆度、同轴度都远远达不到要求,光是圆度误差就超过间隙标准要求的几倍;再加上工人技术不熟练、企业管理不严、市场对“间隙&dquo;没有要求,所以一般的间隙都很大。一些塑料风机、多翼低噪声风机的轴向间隙在20~35mm,显然是生产者和采购者都没有这方面的意识。   3) 政府缺乏技术监督:过去有地方政府的行业监督,对风机产品实行抽样测试,现在没有了。   现在的风机厂都把用于较高温度场合的锅炉引风机等的间隙留得特别大,理由是考虑热膨胀。其实这是一个误区。因为进风口是插在叶轮里面的;而且叶轮的温度总是略高于进风口,因为热气流对叶轮的对流换热最好,对风管和进风口的传热要差一些,而且进风口和风管还有对外散热的问题,叶轮则没有。所以,当气体温度升高后,两者之间的间隙不是变小了,而是增大了,所以锅炉引风机等高温风机也不必加大间隙。   要想真正解决我国的离心通风机间隙问题,避免严重的能源浪费,只有采取一个办法:改变风机的设计和加工方法,将叶轮和进风口的配合部分改成圆柱面,并实行车削加工(见图8)。只有这样,才能达到必要的尺寸精度、圆度和同轴度,才能使气流短路间隙不会因叶轮位置难以避免轴向移动而改变。 自2010年上半年以来,我们根据此方法改造了1台旧风机,又在风机厂定制了3台,总共4台。第一台间隙2.55mm,第二、三台间隙1.5mm,第四台间隙2mm(就是这次测试用的)。投入使用后风量、风压都明显大了。这样的改动所增加的气流阻力损失应是微乎其微的,制作成本也增加不多,目前这项技术已获得专利。   4) 节能改造的效益估计   在全国离心通风机的装机容量和用电量,目前没有参考数据。估计装机容量和用电量大约都占到总量的1/10以上。按照这个比例,2010年全国发电量41 413亿kwh,因为通风机间隙增大的原因平均浪费40%的电量,按0.5元/k&middo;wh计算,全国离心通风机因此而浪费的总电价值为828亿元/年。大量节约电能,就能减少以煤发电的环境污染,减少煤矿矿难。风机质量大幅提高对使用风机场所提产降耗、改善环境也都大有裨益。 6结论   测试结果表明,离心通风机内部气流短路间隙的大小对风机性能产生严重影响:间隙由2mm扩大到19mm,就使风机总效率降低了近40%;在输入功率减少大约1/5的同时,有效功率减少了一半。仅此一项所造成的能源损失大约等于风机输入功率的40%。现在国内正在生产和使用的离心通风机中多数间隙在19mm以上,还有很多在30mm以上,浪费的电能比例更大。要想改变这种局面,必须改变离心通风机的设计和加工方法,将进风口和叶轮的配合部分改成圆柱面并进行车削加工。
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  • 发布时间:2020-08-12
    目前在很多企业,受工业生产和供暖需求,锅炉的安装、使用非常普及。但很多锅炉由于存在选址欠佳和风机性能不良等因素,锅炉噪声影响周围居民安静的工作、生活环境,损害人民身体健康,常常引发扰民事件,产生纠纷。经统计,2004年我区因噪声引发的信访案件占环境信访案件的30%。因此,锅炉风机噪声治理日益重要。 1、环境噪声污染的危害   噪声对人体的影响和危害一般可分为劳动保护和环境保护两方面,前面指危害人的身体健康,导致各种疾病的发生,后者指干扰环境安静,影响人们正常的工作和生活。噪声对人体健康危害主要表现在:损伤听力,造成噪声性耳聋;导致大脑皮层兴奋和平衡失调,脑血管功能损害,导致神经衰弱;损伤心血管系统,引发消化系统失调,影响内分泌;干扰人们正常的生活、休息、语言交谈和日常的工作学习,分散注意力,降低工作效率。 2、噪声治理的基本原理     形成噪声污染主要是三个因素,即:声源、传播媒介和接收体。只有这三者同时存在,才能对听者形成干扰。从这三方面入手,通过降低声源、限制噪声传播、阻断噪声的接收等手段,来达到控制噪声的目的,在具体的噪声控制技术上,可采用吸声、隔声和消声三种措施。 2.1吸声     当声波入射到物体表面时,部分声能要被物体吸收转化为其他形式的能量,称为吸声。材料的吸声性能用吸收系数来表示,吸声系数越大,则表示材料的吸声性能越好。材料的吸声性能与材料的性质、结构和声波的入射角度及声波的频率有关。多孔吸声材料的吸声机理是:材料内部有无数细小的相互贯通的孔洞,当声波入射到这些材料的表面,进而入射到这些细小的孔隙内时,要引起孔隙内的空气运动,紧靠孔壁和纤维表面的空气,因摩擦和粘滞运动阻力而不易运动,使声能转化为热能而消耗掉。故性能良好的吸声材料要多孔,孔与孔之间互相贯通,并且贯通的孔洞要与外界连通,使声波能进入材料内部。   如对应1000赫兹声波,10cm厚的超细玻璃棉的吸声系数是0.87。 2.2隔声   隔声所采用的方法是将噪声源封闭起来,使噪声控制在一个小的空间内,这种隔声结构称为隔声罩。在声波遇到屏蔽物时,由于界面特性阻抗的改变,入射声能的一部分被反射,一部分被吸收,一部分声能透进屏蔽物继续传播。材料的隔声性能可用透声系数来表示。透声系数越小,表示透进去的声能越少,材料的隔声性能越好。材料的隔声性能与隔声体的结构、性质和入射声波的频率有关。 2.3消声   消声是将多孔吸声材料固定在气流通道内壁,或按一定方式固定在管道中,以达到削弱空气动力性噪声的目的,消声量一般可达到10—50分贝。 3、风机噪声治理技术   锅炉房的鼓风机和引风机噪声一般在90分贝左右,因输送的锅炉烟气温度高达180℃,采用封闭隔声会导致散热不良,电机温度过高,甚至烧毁电机。因此,在工艺上将风机降噪和节能两方面结合起来。经实践,锅炉风机节能降噪综合治理方案为:对锅炉房的工艺布置保持不变,将鼓风机、引风机分别置在隔声室内,用通风管将它们与主机相连接,在隔声室顶上或墙面上开设进气口,并安装消声器供机房进风使用。平面布置时将鼓风机靠近锅炉房一侧,进风口在上风侧,电机置于气流通道中间。锅炉运行时,由于鼓风机在隔声室内产生负压,大量的室外新鲜空气就会自动进入隔声室,首先和引风机电机进行热交换,使之冷却降温,室内温度保持50℃左右。      该方案中由于隔声室和进风消声器的降噪能力都比较大,降噪的效果容易实现。鼓风机将预热的空气送入锅炉燃烧,回收利用能源,具有一定的经济效益。   为保证治理效果和锅炉设备正常运行,在设计施工中,应根据具体要求,考虑噪声的声强、声频等因素,对隔声、吸声和通风散热进行详细设计,做好细部处理。对隔声室的大小厚度,吸声材料的种类、厚度进行计算。进风消声器的消声量一般选用25db(a)左右。尽量减少噪声辐射面积,去掉不必要的金属板面。控制板面的振动,在声源与隔声罩及基础之间用软性材料连接。鼓风机的连接管道和薄壁钢板烟囱是噪声治理的薄弱环节,在管壁外包扎5cm厚的玻璃纤维棉,用钢丝扎紧后,再用2cm厚的钢丝网水泥粉刷。将玻璃纤维棉固定在钢板上,吸收隔声室内的混响噪声。 4、降噪和节能效果 4.1降噪效果   如果风机噪声是90分贝,采用3mm钢板的隔声罩,其理论隔声量是32分贝。隔声罩内衬10cm厚的玻璃棉,其吸声系数是0.87,在进气管安装消声器,则实际隔声量为   tl=32 10log20.87=30分贝   故风机噪声治理后达到:t=90-30=60分贝   声压级和声强是反映声音的客观物理量,人体对噪声的主观          感受用响度表示:n=2(n-40)/10(宋)   治理前的风机响度为:n1=2(90-40)/10=32(宋)   治理前的风机响度为:n2=2(60-40)/10=4(宋)   故治理前后响度降低87.5% 节能效果   机房内设备的散热主要有三个方面:①引风机与管道壁面的对流散热,②引风机与管道壁面的辐射散热,③风机电机的散热。    该方案中由于隔声室和进风消声器的降噪能力都比较大,降噪的效果容易实现。鼓风机将预热的空气送入锅炉燃烧,回收利用能源,具有一定的经济效益。   为保证治理效果和锅炉设备正常运行,在设计施工中,应根据具体要求,考虑噪声的声强、声频等因素,对隔声、吸声和通风散热进行详细设计,做好细部处理。对隔声室的大小厚度,吸声材料的种类、厚度进行计算。进风消声器的消声量一般选用25db(a)左右。尽量减少噪声辐射面积,去掉不必要的金属板面。控制板面的振动,在声源与隔声罩及基础之间用软性材料连接。鼓风机的连接管道和薄壁钢板烟囱是噪声治理的薄弱环节,在管壁外包扎5cm厚的玻璃纤维棉,用钢丝扎紧后,再用2cm厚的钢丝网水泥粉刷。将玻璃纤维棉固定在钢板上,吸收隔声室内的混响噪声。   根据通风工程原理,节能降噪系统还可以回收部分热量。经过实践,采用锅炉风机噪声节能降噪治理技术,既降低了噪声污染,保障了人民群众的生活环境,又回收利用了能源,达到了经济、环境效益的统一。
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  • 发布时间:2020-08-12
    厂外面有3个3kw的风机,厂界噪音75分贝,超标了,需要降到70以下,请问各位大侠有什么好办法,另外怎么添加图片啊? 方案a:高速旋转的叶轮与空气摩擦是噪音的来源,如果有条件的话在原来风机的一侧安装一套风机消音器。也可以降低轴流风机的转速。如果风机可以换的话,我建议换一台sfb4-6型的轴流风机,风量为4500m3/h;转速960/min;功率0.25kw,噪音为60db(a)。 方案b:在出风口加带海绵的过滤网可以起到一定的降噪效果,但是会带来额外的风阻。 如果想调节转速的话可以在电源以及风机之间串一个降压装置(应该是交流风机吧?) 1。滑动电阻,方便成本低,但是不节能。 2。变压器,简便常用。 3。变频器,节能,成本较高。 方案c:在办公室墙上加层消音墙壁,里面是消音棉。 方案d:控制风机噪声的常用方法是在风机的进、出口处安装阻性消声器。对于有更高降噪要求的场合,可以采用消声隔声箱,并在机组与地基之间安置减震器。采取上述方法,一般可获得明显的降噪效果。 下面分析一下风机噪声的产生和设计上的消除方法: 风机离散噪声(旋转噪声):与叶轮的旋转有关。特别在高速、低负荷情况下,这种噪声尤为突出。离散噪声是由于叶片周围不对称结构与叶片口设计试验旋转所形成的周向不均匀流场相互作用而产生的噪声,一般认为有以下几种1)进风口前由于前导叶或金属网罩存在而产生的进气干涉噪声(2)叶片在不光滑或不对称机壳中产生的旋转频率噪声(3)离心出风口由于蜗舌的存在或轴流式风机后导叶的存在而产生的出口干涉噪声,离散噪声具有离散的频谱特性,基频(i=1时对应的频率)噪声最强,高次谐波依此递减。 风机涡流噪声:是由气流流动时的各种分离涡流产生的,一般认为有4种成因(1)当具有一定的来流紊流度的气流流向叶片时产生的来流紊流噪声(2)气流流经叶片表面由于脉动的紊流附面层产生的紊流边界层噪声(3)由于叶片表面紊流附面层在叶片尾缘脱落产生的脱体旋涡噪声(4)轴流通风机由于凹面压力大于凸面而在叶片顶端产生的由凹面流向凸面的二次流被主气流带走形成的顶涡流噪声。 风机叶片穿孔法降低风机涡流噪声为了降低风机涡流噪声,通常可以采用工作轮叶片穿孔法,因为叶片出口处经常出现涡流分离,而采用叶片穿孔方法可以使部分气流自叶片高压面流向叶片低压面,可以促使叶片分离点向流动下方移动,其机理等同于附面层吹风。这样降低了叶片出口截面的分离区,分离区涡流强度和尺寸减少,噪声也随之减少。但是大的穿孔系数会使压差降低过快,达不到要求的能量头,因此叶片穿孔法关键是穿孔排数、穿孔面积、穿孔系数、穿孔直径和穿孔偏角的设计,具体降噪方法如下: (1)增强叶栅的气动力栽荷,降低圆周速度 对于风机采用强前向叶片,且多叶片叶轮有利于增大叶栅的气动力载荷,在得到同样风量风压情况下,叶轮叶片外圆上圆周速度可使风机噪声明显降低。 (2)合理的蜗舌间隙和蜗舌半径 当气流与叶片做相对运动时,叶片后缘的气流尾迹中速度及压力均小于主流区,使叶栅后的气流速度与压力分布皆不均匀,这种不均匀的气流在旋转,由于在动叶的气流出口有蜗舌存在,则这种非稳定流动与蜗舌相互作用将产生噪声,距离噪声愈近噪声愈烈,通常适当取较大的风舌前端半径可以降低离心风机的旋转噪声与涡流噪声。 (3)蜗舌倾斜 风机叶轮叶栅气流的周期性脉动速度所产生的周期性脉动气动力也使蜗舌相互作用产生旋转噪声,此噪声大小与脉动气动力的剧烈程度及涡舌的迎风面积有关,把蜗舌做成倾斜式,则同相位的脉动气动力的作用面积小了,辐射的噪声也就减小了。 (4)叶轮入(出)口处加紊流化装置 在风机叶轮叶片的入口或出口处加紊流化装置(金属网)可以使叶片背面的层流附面层立即转换成紊流附面层,推迟叶片背面附面层的分离,甚至不分离,叶片后缘装上网,网后的气流速度与压力梯度能迅速变均匀,若网在涡区中则可将涡区大大缩小,可进一步减噪. (5)在动叶进出气边上设锯齿形结构 在动叶进出气边上设锯齿形结构可使叶片上气流层流附面层较早地转化为紊流,从而避免层流附面层中的不稳定波导致涡流分离,使涡流分离,噪声降低。 (6)在蜗舌处设置声学共振器 蜗舌处设置声学共振器,当声波传到共振器时,小孔孔径和空腔中的气体存声波作用下来回运动,这运动的气体具有一定的质量,它抗拒由于声波作用而引起的运动,同时声波进入小孔孔径时,由于颈壁的摩擦和阻尼,使相当一部分声能因热耗而损失掉。另外充满气体的空腔具有阻碍来自小孔的压力变化的特性,由于这些因素的共同作用,当气体通过共振器时,噪声得到了降低。 方案f: 应该不是电的问题 既然已经消除了风声,那么剩下的应该是风机的噪声,风机噪声与风机的结构形式和工作状态有关,不同系列、不同型号的的噪声不一样的。即使是同一风机,在不同的工况下,噪声也不一样。 控制风机噪声除了在机械设备上优化外(轮、轴的动平衡,润滑系统等),还可以通过外装消声器,或隔音、消音设备来控制。
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  • 发布时间:2020-08-12
    离心式通风机作为流体机械的一种重要类型,广泛应用于国民经济各个部门,是主要的耗能机械之一,也是节能减排的一个重要研究领域。研究过程表明:提高离心通风机叶轮设计水平,是提高离心通风机效率、扩大其工况范围的关键。本文将从离心通风机叶轮的设计和利用边界层控制技术提高离心通风机叶轮性能这两个方面,对近年来提出的提高离心通风机性能的方法和途径的研究进行归纳分析。 1 离心通风机叶轮的设计方法简述   如何设计高效、工艺简单的离心通风机一直是科研人员研究的主要问题,设计高效叶轮叶片是解决这一问题的主要途径。   叶轮是风机的核心气动部件,叶轮内部流动的好坏直接决定着整机的性能和效率。因此国内外学者为了了解叶轮内部的真实流动状况,改进叶轮设计以提高叶轮的性能和效率,作了大量的工作。   为了设计出高效的离心叶轮,科研工作者们从各种角度来研究气体在叶轮内的流动规律,寻求最佳的叶轮设计方法。最早使用的是一元设计方法[1],通过大量的统计数据和一定的理论分析,获得离心通风机各个关键截面气动和结构参数的选择规律。在一元方法使用的初期,可以简单地通过对风机各个关键截面的平均速度计算,确定离心叶轮和蜗壳的关键参数,而且一般叶片型线采用简单的单圆弧成型。这种方法非常粗糙,设计的风机性能需要设计人员有非常丰富的经验,有时可以获得性能不错的风机,但是,大部分情况下,设计的通风机效率低下。为了改进,研究人员对叶轮轮盖的子午面型线采用过流断面的概念进行设计[2-3],如此设计出来的离心叶轮的轮盖为两段或多段圆弧,这种方法设计的叶轮虽然比前一种一元设计方法效率略有提高,但是该方法设计的风机轮盖加工难度大,成本高,很难用于大型风机和非标风机的生产。另外一个重要方面就是改进叶片设计,对于二元叶片的改进方法主要为采用等减速方法和等扩张度方法等[4],还有采用给定叶轮内相对速度w沿平均流线m分布[5]的方法。等减速方法从损失的角度考虑,气流相对速度在叶轮流道内的流动过程中以同一速率均匀变化,能减少流动损失,进而提高叶轮效率;等扩张度方法是为了避免局部地区过大的扩张角而提出的方法。给定的叶轮内相对速度w沿平均流线m的分布是通过控制相对平均流速沿流线m的变化规律,通过简单几何关系,就可以得到叶片型线沿半径的分布。以上方法虽然简单,但也需要比较复杂的数值计算。   随着数值计算以及电子计算机的高速发展,可以采用更加复杂的方法设计离心通风机叶片。苗水淼等运用“全可控涡&dquo;概念[6],建立了一种采用流线曲率法在叶轮流道的子午面上进行叶轮设计的设计方法,该方法目前已经推广至工程界,并已经取得了显著效果[7]。但是此方法中决定叶轮设计成功与否的关键,即如何给出子午流面上叶片涡的合理分布。这一方面需要具有较丰富的设计经验;另一方面也需要在设计过程中对设计结果不断改进以符合叶片涡的分布规律,以期最终设计出高效率的叶轮机械。对于整个子午面上可控涡的确定,可以采用cu沿轮盘、轮盖的给定,可以通过线性插值的方法确定cu在整个子午面上的分布[8-9],也可以通过经验公式确定可控涡的分布[10],也有利用给定叶片载荷法[11]设计离心通风机的叶片。以上方法都是采用流线曲率法,设计出的是三元离心叶片,对于二元离心通风机叶片还不能直接应用。但数值计算显示,离心通风机的二元叶片内部流动的结构是更复杂的三维流动。因此,如何利用三维流场计算方法进一步来设计高效二元离心叶轮是提高离心通风机设计技术的关键。   随着计算技术的不断发展,三维粘性流场计算获得了非常大的进步,据此,有一些研究者提出了近似模型方法。该方法是针对在工程中完全采用随机类优化方法寻优时计算量过大的问题,应用统计学的方法,提出的一种计算量小、在一定程度上可以保证设计准确性的方法。在近似模型方法应用于叶轮机械气动优化设计方面,国内外研究者们已经做了相当一部分工作[12-14],其中以响应面和人工神经网络方法应用居多。如何有效地将近似模型方法应用于多学科、多工况的优化问题,并用较少的设计参数覆盖更大的实际设计空间,是一个重要的课题。   2007年,席光等提出了近似模型方法在叶轮机械气动优化设计中的应用[15]。近似模型的建立过程主要包括:(1)选择试验设计方法并布置样本点,在样本点上产生设计变量和设计目标对应的样本数据;(2)选择模型函数来表示上面的样本数据;(3)选择某种方法,用上面的模型函数拟合样本数据,建立近似模型。以上每一步选择不同的方法或者模型,就相应产生了各种不同的近似模型方法。该方法不仅有利于更准确地洞察设计量和设计目标之间的关系,而且用近似模型来取代计算费时的评估目标函数的计算分析程序,可以为工程优化设计提供快速的空间探测分析工具,降低了计算成本。在气动优化设计过程中,用该模型取代耗时的高精度的计算流体动力学分析,可以加速设计过程,降低设计成本。基于统计学理论提出的近似模型方法,有效地平衡了基于计算流体动力学分析的叶轮机械气动优化设计中计算成本和计算精度这一对矛盾。该近似模型方法在试验设计方法基础上,将响应面方法、kiging方法和人工神经网络技术成功地应用于叶轮机械部件的优化设计中,在离心压缩机叶片扩压器、叶轮和混流泵叶轮设计等问题中得到了成功应用,展示了广阔的工程应用前景。目前,席光课题组已经建立了离心压缩机部件及水泵叶轮的优化设计系统,并在工程设计中发挥了重要作用。   2008年,李景银等在近似模型方法的基础上提出了控制离心叶轮流道的相对平均速度优化设计方法[16],将近似模型方法较早的应用于离心通风机叶轮设计。该方法通过给出流道内气流平均速度沿平均流线的设计分布,设计出一组离心风机参数,根据正交性准则,在充分考虑影响叶轮效率因素的基础上,采用正交优化方法进行优化组合,并结合基于流体动力学分析软件的数值模拟,最终成功开发了与全国推广产品9-19同样设计参数和叶轮大小的离心通风机模型,计算全压效率提高了4%以上。该方法简单易行、合理可靠,得到了很高的设计开发效率。   随着理论研究的不断深入和设计方法的不断提高,对于降低叶轮气动损失、改善叶轮气动性能的措施,提高离心风机效率的研究,将会更好的应用于工程实际中。 2 改善离心通风机内叶轮流动的方法   叶轮是离心风机的心脏,离心风机叶轮的内部流动是一个非常复杂的逆压过程,叶轮的高速旋转和叶道复杂几何形状都使其内部流动变成了非常复杂的三维湍流流动。由于压差,叶片通道内一般会存在叶片压力面向吸力面的二次流动,同时由于气流90°转弯,导致轮盘压力大于轮盖压力也形成了二次流,这一般会导致叶轮的轮盖和叶片吸力面区域出现低速区甚至分离,形成射流—尾迹结构[17]。由于射流—尾迹结构的存在,导致离心风机效率下降,噪声增大。为了改善离心叶轮内部的流动状况,提高叶轮效率,一个重要的研究方向就是采用边界层控制方式提高离心叶轮性能,这也是近年的热点研究方向。   2007年,刘小民等人采用边界层主动控制技术在压缩机进气段选择性布置涡流发生器,从而改变叶轮进口处流场,通过数值计算对不同配置参数下离心压缩机性能进行对比分析[18]。该文章对涡流发生器应用于离心叶轮内流动控制的效果进行了初步的验证和研究,通过数值分析表明这种方法确实可以改善叶轮内部流动,达到提高叶轮性能的效果。但是该主动控制技术结构复杂,而且需要外加控制设备和能量,对要求经济耐用的离心通风机产品不具有竞争力。   采用边界层控制方式提高离心叶轮性能的另外一种方法就是采用自适应边界层控制技术。1999年,黄东涛等人提出了离心通风机叶轮设计中采用长短叶片开缝方法[19-20],该方法采用的串列叶栅技术,综合了长短叶片和边界层吹气两种技术的优点,利用边界层吹气技术抑制边界层的增长,提高效率,而且试验结果表明[20],该方法可以有效的提高设计和大流量下的风机效率,但对小流量效果不明显。文献[21]用此思想解决了离心叶轮内部积灰的问题。虽然串列叶栅技术在离心压缩机叶轮[20]内没有获得效率提高的效果,但从文献内容看,估计是由于该文作者主要研究的是串联叶片的相位效应,而没有研究串联叶片的径向位置的变化影响导致的。   理论和试验都表明,离心叶轮的射流尾迹结构随着流量减小更加强烈,而且小流量时,尾迹处于吸力面,设计流量时,尾迹处于吸力面和轮盖交界处。为了提高设计和小流量离心通风机效率,2008年,田华等人提出了叶片开缝技术[22],该技术提出在叶轮轮盖与叶片之间叶片尾部处开缝,引用叶片压力面侧的高压气体吹除吸力面侧的低速尾迹区,直接给叶轮内的低速流体提供能量。最终得到在设计流量和小流量情况下,叶轮开缝后叶片表面分离区域减小,整个流道速度和叶轮内部相对速度分布更加均匀,且最大绝对速度明显减小的结果。这种方法改善了叶轮内部流场的流动状况,达到了提高离心叶轮性能和整机性能的效果,而且所形成的射流可以吹除叶片吸力面的积灰,有利于叶轮在气固两相流中工作。   2008年,李景银等人提出在离心风机轮盖上靠近叶片吸力面处开孔的方法[23],利用蜗壳内的高压气体产生射流,从而直接给叶轮内的低速或分离流体提供能量,以减弱由叶轮内二次流所导致的射流-尾迹结构,并可用于消除或解决部分负荷时,常发生的离心叶轮的积灰问题。通过对离心风机整机的数值试验,发现轮盖开孔后,在设计点附近的风机压力提高了约2%,效率提高了1%以上,小流量时压力提高了1.5%,效率提高了2.1%。在设计流量和小流量时,由于轮盖开孔形成的射流,可以明显改善叶轮出口的分离流动,减小低速区域,降低叶轮出口处的最高速度和速度梯度,从而减弱了离心叶轮出口处的射流—尾迹结构。此外,沿叶片表面流动分离区域减小,压力增加更有规律。轮盖开孔方法可以提高设计流量和小流量下的闭式离心叶轮性能和整机性能,如果结合离心叶轮串列叶栅自适应边界层控制技术,有可能全面提高离心叶轮性能。 3 结论   综上所述,近年来对离心通风机叶轮内部流动的研究取得了明显进展,有些研究成果已经应用到实际设计中,并获得令人满意的结果。目前,对离心通风机叶轮内部流动的研究仍是比较活跃的研究领域之一,笔者认为可在如下方面进行进一步研究:   (1)如何将近似模型方法在通风机方面的应用进行更深入的研究,结合已有的叶片设计技术,探索更加高效快速的优化设计方法;   (2)如何将串列叶栅、轮盖开孔和叶片开缝等离心叶轮自适应边界层控制技术结合起来,在全工况范围内改善离心通风机叶轮的性能,提高离心风机的效率;   (3)考虑非定常特性的设计方法研究。目前,研究离心通风机叶轮内部的流动均仍以定常计算为主,随着动态试验和数值模拟的发展,人们对于叶轮机械内部流动的非定常现象及其机理将越来越清楚,将非定常的研究成果应用于设计工作中是非常重要的方面。
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  • 发布时间:2020-08-12
    风机性能曲线是风机性能和状态的重要度量,也是风机控制的基础。当风机运行1记,间后,特别是风机的若干部件更换后,风机的特性会发生变化。当需对风机控制系统进行改造时,无据可依,此时就必须付风机的性能状态进测试而喘振边界是风机性能状态的关键征因素之。因为,风机旦进入喘振工况,轻则影响风机的正常运转,重则可能会对风机造成巨大的损害。在此情况下,方面,必须保证风机的安全;另方面,测试中还必须尽可能地达到喘振边界,以测得准确的风机性能数据。因此,如何准确地预测风机喘振边界是本文讨论的首要问。   2喘振边界预测的基本思路根据风机原理,般情况下,风机喘振前会出现旋转失速。可以说。喘振足严重的旋转失速后导致转广的振动状态较大变化因此,监测风机振动随工况的变化,就有可能确定旋转失速的出现。事实上,较深度的旋转失速本身就是种非稳定工况。   把此状态定为喘振边界虽然趋于保守,但仍然可取。   另外,实测时,随着风机的出口流量逐步减少,出1出力会随之增加,此,风机转子会逐渐向进气口方向移动。因此,监测风机的轴位移可得到预测喂振的重要信息。   轴位移8般通过电涡流传感器测量。风机运行时,轴位移有个报警值1.当风机憋压时,轴位移值逐步趋近报警值。如果轴位移信号先于喘振报警。则以此时的状态作为喘振边界因为芳出现轴位移报警则风机不允许连续运行。   除此之外,由于风机喘振时会伴随着放炮声,因此风机的噪声信号也是风机状态的重要监测量。   由此认为,可以通过监测轴振动和轴位移以及风机的噪声来预测风机喘振边界3实例应用某厂5风机是从捷克进口的12级轴流压缩机,由汽轮机驱动。其静叶角度分两段可调。其中第段静叶调节的范围为10.    16而第段静叶则根据第段静叶联调。转速从28503750以1;4调2001年该厂对5=风机控制系统进了改造。   改造过程中,为得到义整准确的1机性能线数据,实测中又必须尽可能地接近喘振边界。因此,首先验证通过监测轴振动和轴位移以及风机的噪声来预测风机喘振是否可行。   3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号将风机在上述的3个喘振点上进入喘振边界全过利的4=轴1轴位移;虑波处理1.衍到4的变化关系测点数由可,随着风机出口压力升高,风机轴向力持续发生变化,轴位,连线减小,而当风机进入喘振边界时,轴位移发生突变。风机在不同状态下3次进入喘振边界。轴位,都遵循1样的规律。轴位移移这种变化趋势的监测,可以比较准确地对风机喘振进行预测。   4应用实效在5风机的测试过程中,总共选择了10个静6, 8, 16,测试了106个工况点,基本上覆盖了风机所有的工况范围。在实测过程中,通过监测风机轴振动和风机轴位移的变化趋势来逼近喘振边界,尽量使所预测的喘振边界接近实际的喘振边界,达到了相当好的效果。同时,采用最小乘法对性能曲线原始数据进行拟合处理。在5中,简要地展了其中个静叶角度下拟合后的性能曲线测试结果。下转第57页!以个从有代性的工在这个工况点测量风机的性能状态,并且直至风机进入喘振边界。   这3个工况下,风机振时4瓦轴位移3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号13.13中,为哚声,015为3瓦轴振动,17为3瓦轴振动,016为4瓦轴振动,为4瓦轴振动。12为4瓦轴位移由13可,风机要进入喘振工况时,风机轴振动状态开始发生较大变化。风机喘振时,风机发生剧烈的低频振动,振幅达到最大值。轴向位移突变,噪声低沉。而在风机进入喘振边界过程中,噪声信号对喘振的反应明显滞后于轴振动以及轴位移信号的反应。所以,利用轴振动及轴位移信号来预测喘振比利用噪声信号通过常规的听音方式更为可靠。撒,3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号上接第53页常运行时,所需刚度的时间相对较长,亦即磨损时间较长。所以在轴瓦面出现热裂纹,引起面剥落,小片区域碎裂。   43级转子的主振频率为工频2001幅值达60;谐波成分幅值很小2.结合工艺,再根据以往的检修经验及压缩机入口过滤网易脏的特点,认为高速转子因严重结垢而存在不平衡,所以外在慢升高。   5打开机组检查到的情况由于3级振动动值持续过高,于8月份最终停车检修。   各级叶轮均有不同程度的结垢现象,其中以3级叶轮最为严屯,由于该机组在生产中的作分重要,般不轻易检修;即使检修,也不允许有更多的时间进行解体大修。这就导致结垢物随着时间的延长越结越多, 衡纪越来越严重。振动越来越大。后经除垢做动平衡后,使不平衡量得以消除。   同时发现了3级轴瓦间隙略有增大,超出了标准间隙0.23,极限0.02,6处理措施对高速转子除垢后做动平衡。   检查各轴承间隙量及瓦背量。测量瓦块厚度后,挑选合适的瓦块予以更换,使轴承间隙尽量接近间隙范围标准值0.170.23,小仇7检修后的效果开车后,测得3级振幅只有3史取其余各级振幅均有 程度的降低频谱显的工频幅价也只5结论健立厂利风机轴振动和轴位,信预测风机喘振边界的新方法,并在实际工程应用中验证了其可厅性。   发现在风机进入喘振边界过程中,噪声信号对喘振的反应滞后厂轴振动以及轴位移。入1此,利用轴振动以及轴位移信号来预测风机喘振边界要优于利噪声信号倾测,利用风机轴振动和轴位移信号预测风机喘振边界的方法,在5风机实际测试中,最大限度地降低了喘振工况对5风机危害的同时,得到了比较准确的风机忭能曲线。   吸人风量叫的,5风机的新控制系统将测试结果作为控制参数进行改造,至今,改造后的控制系统已经正常运行13年多。   3级轴承尤向频谱2记录本特利3300监视仪儿次故障前后的数据,1.   1级潘2000年8月5日8时检修前2000年8月9日9时检修后天2001年5月27日22时被迫停车前2001年5月30日15时检修后3天2001年9月30日检修后41天4监测分析结论通过对这台机姐监测到的数据迸行了频谱分析,可以得出如下结论。   从在线监测的数据来看。本特利3300监视仪反映的数据可靠。排除了探头前置器监视仪等其它仪部分出现故障。   空压机介质进出1压力温。度等参数正常,排除了气流激振的可能。   轴瓦温度油压均无异常情况。振动为工频,排除了油膜涡动引起的振动。轴瓦部分面剥落碎裂的原因是因为轴瓦间隙过大,导致支撑刚度降低,在这种情况f,机组启动,次汕膜刚度达到正
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    求质量分布均匀性好等特点。采用复合材料制造风机叶片可以充分利用复合材料的可设计性,对叶片的强度刚度固有频率等基本参数进行优化设计。对于复杂的外形和面要求,利用复合材料可以制作出形状复杂轻质高强的叶片,而且维修性好周期短可以现场施工。由于复合材料具有疲劳强度高缺口敏感性低内部阻尼大耐候性优良的特点,用于风机叶片制造可以取得优异的综合性能。   1国外发展现状及趋势1.1国外复合材料风机叶片发展现状全球风力发电市场发展迅速。十年来,全球风力发电机容量年平均增长率为27,近6年平均增长率超过30%,2002年较2001年增长38.至2002年底全球风电总装机容量已达3100万贾。目前美国已有约2万台风力发电机组在运行,预计2050年风力发电将占美国发电总量10.德国风电已占全国发电总量5,并计划到2030年取消核能发电,并出台了系列政策鼓励发展可再生能源,德国风力发电机容量已超过1000万评,居世界第位,是我国同期风力发电机容量的23倍,而国土面积仅占我国的十七分之。据欧洲风能协会1999年在布鲁塞尔发的项国际能源研究报告指出,到2060年全球可再生能源将占世界能源总量的50以上。风力发电到2020年可提供世界电力需求的10,创造170万个就业机会,并在全球范围内减少100多亿1氧化硫废气排放。   1.2国外风机叶片发展趋势现代风力发电机组技术发展趋势是向大单机容董的方向发展。我国2001年安装的风力发电机组平均单机容量为632,同期全球为920兆贾。至2002年少,16公司在全球已累计安装了499台6型1.3米机型,占其全部10个机型总装机容量的42.2.目前发达国家将5米风力发电机组作为陆地安装的主导机型。对于陆地安装的1.5米以上的机型,每kw综合成本明显增加。2mw以上的商业机组般仅安装于海上风力场。   并且发电用风力发电机组从200kw300kw起步,600kw750kw机组在风电领域度成为主流。近年来,级风机已成为国外风电市场上的主要产品,如美国主流机型为1.5,丹麦主流机型为2.03.0.在2004年的汉诺威。博会上4.5风电机组也已面世。   mw级发电机组具有单机容量大单位kw配套费用低土地占用面积小等优势,研发生产mw级风机是风电发展的必然趋势。   风机叶片作为风力发电机组的最关键部件,其叶型设计和所用的材料直接影响机组的性能和功率,也决定风力发电每1的价格。级的风机叶片长度般超过251叶片占整个风电装置成本的152013国外叶片研制向大型化,低成本性能轻量化发展,已开发出54m的全玻纤复合材料叶片,其单位kwh成本很低,同时开发横梁和端部使用少量的碳纤维的61大型叶片。目前国内的技术仅可实现了23.5叶片750批产化,灰级的风机叶片全部依赖于进口。风电机组中采用复合材料的部件有叶片机舱罩和导流罩等部件,用量最大的是叶片。风力发电装置最关键最核心的部分是转子的叶片。世界各大风电公司都非常重视叶片的研制工作。级的风机叶片长度般都超过25,这种叶片对传统材料和工艺提出了挑战。   国外叶片研制向大型化,低成本性能轻量化发展。lm公司现已开发54m的全玻纤复合材料叶片,其单位成本很低,同时开发横梁和端部使用少量碳纤维的61大型叶片,以开发5mw风机。德国n0dexr00公司则开发56m长的碳纤维叶片,他们认为当叶片尺寸大到定程度时,由于使用碳纤,材料用量的减少可使其成本不高于玻纤复合材料。n0dex公司现已开发的44,1叶片仅重9.61kg.   2国内发展趋势2.1国内复合材料风机叶片发展现状我国从20世纪70年代末期自行开发了多种1001充电用的风电机组,在牧区和海岛得到迅速推广,促进了农村电气化,而且初步形成产业,年生产能力达到1万多台,居世界第,有的产品还销售到国外市场。但在20世纪80年代以后,我国与世界风电机的水平差距越来越大,在设计材料工艺和生产制造上的差距,使我国研制风电机的水平远落后于世界先进国家的水平。   在累计的市场份额中,国产机组从2003年的15.4上升到2004年的18,金风科技从8.8上升到12,占国内产品的66.进口产品中,丹麦的,0公司保持总量第一,占累计装机容量的30,进口机组的36.数据充分说明,在风电主机方面,目前仍是进口机组为主的局面,国内机组以新疆金风科技的6001机组为主,西安维德在2004年装机也仅有14台600kw机组。叶片方面,进口机组有些选用lm公司的叶片,有些直接从国外与整机起进口。国内只有保定惠腾具备批产能力,配套金风科技等公司的机组。惠腾的600kw机组叶片的价格要比国外产品的低20左右。在国家有关部门规定在特许权项目中风电机组本土化率不低于70的要求下,批有实力的大企业准备进军风电机组制造业,在这样的大环境下,风机叶片项目呈现光明的前景。随着我国风电市场的迅猛发展和国家相关政策的出台,从风电机组到风机叶片的国产化步伐会逐渐加快。国内现有的风机叶片制造商已欲加大研发及制造技术等领域的投人,些拥有技术储备的企业也将步入这个行业。未来几年内,国内风电机组及风机叶片将打破基本上完全依赖进口的局面,叶片制造领域将会出现23家具有竞争力的企业,结束国外叶片制造企业垄断国内市场的局面。   目前,国产750评风机叶片市场销售价格约为65万元套,而肘级叶片国内尚无产品问世,均需从国外采购。世界上风力发电叶片最大的制造商是丹麦的lmglasfiber公司,在天津市设有独资的制造厂,12叶片的售价约为0万套,1.5,叶片的售价约为200万元套。   公司名称风电机功率尸沿叶片情况年产量台备注公司情况中航保定惠腾风电设备有限公司艾尔姆玻璃纤维制品天津有限公司上海玻璃钢研究所玻璃纤维叶片,3片;正在开发1.2及1.3阽识叶片中美合资丹麦独资投资7,万美元自立研制北京万电公司长22!碳纤维叶片,3片已装4台变浆距与国外的主要差距现在①国内仅具有750kw风电机复合材料叶片的制造技术,尚无兄级叶片的设计制造技术;国内大多以手糊工艺为主,而国外,人尺撕,30阳,5,1和高强芯材发泡等技术已应用于特大型叶片成型;国内仅有23.51左右的叶片生产工艺技术,而国外已拥有55米左右的特大叶片工业化生产技术。   2.2国内复合材料风机叶片发展趋势翼型复杂化。复合材料叶片由航空翼型向风电机翼型发展,随着风机容量不断增大,叶片的长度和厚度也相应增加。同时,为了提风电机的效率,在制造过程中还要加大叶片的升阻比,叶片翼形更加复杂。   开发高度柔性的变桨矩风机叶片。风力机叶片的两条发展路线,即柔性叶片和刚性叶片。目前,世界上的风电机叶片以刚性的为主,只有美国主张开发度柔性的变桨矩风力机。叶片和塔架很柔软,只要把风力机的结构动力学解决好,风力机的成本就可以降下来,使风力发电成本降至2.5美分贾高性能材料的应用。在叶片的材料应用方面,新型材料已开始应用于大型的风电机叶片的制造,如高强碳纤维丹麦0,公司及韧性天然纤维法国人1公司开始研制。总的发展趋势是向低成本轻质化的方向发展,提高损伤容限和可靠性。   工艺技术多样化。采用最新工艺,多种工艺综合技术,如缠绕varimrtm热熔性环氧预浸料硬质泡沫发泡和多轴铺层技术等。   单机容量大型化。大容量单机应用于大中型风力机群与电网并网发电运行即所谓了单机容量为4.5多种机型,企业规模向大型化发展。   3结束语随着新材料新技术的不断应用,复合材料风机叶片向复杂化大型化的方向发展。国内性能复合材料风机叶片生产技术的发展将大大缩短与世界先进水平的差距,并将推动我国整个复合材料行业的技术进步。
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