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来源:周口鼓风机 发布日期:2020.07.21

高温风机技术简介 

我公司制造的w6-29、w6-39 、w6-2×29、w6-2×39、w9-19、w9-26、w4-73、w4-80、bb24、bb50型高温风机系列,和r6-29、r6-39、r6-2×29、r6-2×39型热风机系列,是在引进英国豪登bb24和bb50系列高温风机专利技术后,经过十几年的消化吸收,对上千台高温风机的制造和维护经验进行总结的基础上,再采用当今美国nrec最新技术进行改进后的产品。目前,该产品技术十分成熟,工艺先进,各项技术指标皆居于当前国际先进水平,并以极高的可靠性以及操作自动化程度高、维护保养简便易行等特点,受到广大用户的欢迎。

风机运行可靠,使用寿命长

我公司生产的高温风机,严格按照国家标准设计制造。

高温风机与一般风机比较最大不同之点在于所输送的是高温气体,因此风机设计既要考虑风机具有合理的热强性能,又要考虑风机受高温膨胀形变后必须保持可靠运行的特殊结构,对此,重通有着十分成熟的设计技术和制造经验。

风机叶轮的强度计算

    我公司原引进英国豪登公司技术,采用的是“二次计算法”,该方法计算只能确定叶轮的危险截面的应力。我公司目前采用了99年8月从美国“ansys”公司引进的有限元结构分析软件(该软件是目前世界上最先进的强度计算软件之一,计算精度高,并且能精确计算出叶轮上每一点的应力分布),对原计算结果进行了校核计算,重新调整了设计数据,提高了风机的设计精度和可靠性。

风机的临界转速计算

    以往采用的是“普劳尔法”,计算的准确性差,并且不能进行转子的动态特性分析。我公司目前采用的是97年9月从美国“nrec”公司进口的“dyrobes”软件,进行转子的结构形状、不平衡反应、临界转速计算、扭转及轴向振动等转子动力学动态特性分析。为风机转子的平稳、可靠运行提供了有力的保障。

叶轮材质选择

     材质选择是根据风机技术参数确定的,不同工况的高温风机的叶轮材质可能有所不同。用于高温风机叶轮,我公司采用铬钼钒低合金优质结构钢及1cr18ni9ni,这种材料经过严格的热处理工艺后具有优良的热强性能和焊接性能:厚度为6-16mm的板材,常温抗拉强度(σb)≥630mpa;屈服强度(σs)≥402 mpa;  伸长率(δ5)≥20;在580℃下10万小时的持久强度超过国外广泛使用的2 1/4 cr-lmo钢。

叶轮焊接后残余应力的消除

    叶轮焊接后必须消除残余应力,否则,会因残余应力的逐渐释放引起变形和振动,严重影响风机安全平稳运行,导致停机或破坏。我公司拥有φ5000 × 2000的天然气退火炉一座,用于φ4500以下叶轮焊接后进行整体退火消除残余应力处理,消除率可达70-90%。同时使焊缝中残留的氢逸出,避免发生延迟裂纹,稳定叶轮结构尺寸,最大限度地减少叶轮在实际运行中的变形,确保风机安全平稳运行。

主轴的刚性

    主轴以充分考虑径向、轴向振动应力、扭转应力,和其他部件对主轴的影响等因素,取临界转速高于最大工作转速的1.3倍,作为必要的条件设计。主轴采用优质合金钢经锻造而成,在主轴上整体锻制有一个法兰,用其与叶轮配合,并用高强度螺栓与之联结,做到联结可靠,运行平稳。

主轴及叶轮等旋转零件的无损探伤

我公司拥有完善的无损探伤手段和先进的检验标准,在工件制造过程中,根据加工性质焊缝部位不同分别采用,“x”射线、超声波、着色和磁粉探伤。叶轮和主轴在制造过程中均要进行多次探伤检查,确保制造质量。

转子动平衡精度

我公司拥有300kg至30t各种型号规格的硬、软支承动平衡机,可对全系列风机进行精确动平衡试验。为了确保风机平稳运行,我公司提高了风机转子的动平衡精度,其平衡精度品质等级g,控制在4.0mm/s,优于部颁标准(jb/t9101-1999)规定的6.3mm/s。

    轴承箱的防热膨胀措施

    高温风机主轴受热后轴向伸长可达10mm左右,为了防止因主轴的轴向膨胀而顶坏轴承箱,轴承箱设计分为定位轴承箱和非定位轴承箱两种。定位轴承箱设在驱动端,由轴承箱侧盖的插入部份,对轴承的外圈进行轴向固定,从而达到转子定位的目的。非定位轴承箱设在非驱动端,轴承箱侧盖的插入端留出了足够的安装间隙,以容纳主轴的轴向热膨胀量。

可靠的轴承润滑方式

高温风机的轴承润滑,采用“油浴—油环—循环油”复合润滑方式,循环润滑油靠稀油站提供,轴承正常使用时主要靠循环油进行润滑及冷却。该循环油不但起到润滑轴承的作用,而且可将风机沿轴向传导给轴承的热量,及轴承自身摩擦产生的热量带走,起到冷却轴承的作用,以保证轴承的安全运转,延长轴承的使用寿命。

轴承箱内增设有油环。油环的作用在于,如果遇到意外停电事故或油站短时故障,油站不能正常提供润滑油时,油环将从轴承箱内的油池将油带起,以供给轴承一定的油,保证轴承的短时正常运转。

慢转自动盘车装置

当风机使用工作温度超过300℃时,如果停机,会因转子自身重量和风机内部气体存在的温度梯度变化的影响,使静止下来转子发生弯曲变形,导致下次启动时机组发生振动。为了防止风机转子变形,风机配带有停机慢转自动盘车装置。该装置在风机停车时,通过控制柜自动启动,当风机转数降至约60r/min时,盘车装置自动与风机转子啮合,从而带动风机转子,继续低速运行至气体温度降为100℃时为止。

机壳和转子的防热膨胀结构

机壳的六个支脚,采用带碟形弹簧的压紧螺栓固定于底座上,底座固定在水泥基础上。机壳进气箱侧板与轴承箱底座间安装有防热膨胀定位拨叉。以上两结构用于防止高温下风机壳体的无规则热变形,以免影响到水泥基础。对于风机转子的轴向热膨胀,安装时预先考虑了充足的膨胀预留量,保证风机转子高温下的平稳运行。

风机进风口与叶轮进口

对于风机进风口与叶轮进口间隙采取上大下小,左右均匀,进行精确计算,保证了风机在冷态与热态温度的变化下,有合理的间隙能够安全运行。

轴端密封和散热轮

在进气箱的主轴通过处,设置有特殊的浮动密封(碳石墨密封,耐温500℃),在机壳受热膨胀后,可以自动定心,起到良好的密封作用,消除了风机运行时,因机壳受热膨胀引起的轴封与主轴不同心而产生的轴封磨损,大大地提高了轴封的密封性能,延长了轴封的使用寿命,降低了气体的泄漏。

在进气箱与轴承座之间,设置有一个散热轮,以减少来自风机的辐射热,降低对轴承的外界影响,为轴承的正常运转提供保障。

风机的防磨及耐磨结构

本公司的6-29和6-39及4-80系列风机模型其周速系数较小,气流相对流速低,本身选用的防腐材料是较好的防腐耐磨机型。

我公司采用美国nrec软件对原引进风机叶轮气动及有限元应力和振动分析进行重新校核,绘制出叶片表面的速度及压力分布图形,调整了原有耐磨衬板及耐磨层分布位置,预计叶轮耐磨性将提高5-8%。

叶轮采用单板型后向叶片,并在进口前缘加厚,提高了叶片抗冲击磨损能力。在叶片与中盘(后盘)之间焊缝处增加了耐磨板,有效保护焊缝提高耐磨性。

根据输送气体含尘量和粉尘硬度的差异,分别采取了在流道易磨损部位堆焊耐磨层,增加耐磨衬板等设计,进一步增强叶片的耐磨性能。

对有特殊耐磨要求的风机,采用了粘贴防腐耐磨陶瓷片或采用整体可更换式耐磨衬板的新结构。整体耐磨衬板的表面平滑,克服了因堆焊使叶片表面不平,增大了气流摩擦噪声的缺陷。对用户来说,大修时只需更换耐磨衬板,无需更换整个叶轮,可节省运行成本,具有更好的经济性。

    我公司制造的高温风机,选用了铬钼钒合金结构钢制作叶轮,该材质耐磨损、热强性和冲击性兼优,在450℃高温条件下抗拉强度不小于500mpa,屈服强度不小于340mpa,横向冲击值不小于49 j/cm2。

控制自动化程度高,操作维护简便易行

根据用户的不同需要,我公司高温风机可配置就地控制、远距离控制、以及微机自动控制等多种控制柜,可对机组进行风量、电流、温度、油压、振动、转速、等控制信号的远距离传输,多功能的监控,并能够在故障时进行自动报警和联锁停机保护等。

本公司高温风机设计有三种低压电控柜,供用户根据自己需要选择订购:

dk型-继电器加仪表盘型

pcy型-plc+仪表盘型

pcf型-plc+显示器触摸屏型

其中,pcf型是本公司于九六年自行研制的新产品,该产品采用了微机进行自动控制,以触摸屏显示图形、图表、文字进行人机对话,操作非常直观,可对风机的风量、电流、温度、油压、振动、转速和无级调速等多功能实施监控;停机时自动启动盘车装置;在发生故障时自动报警和自动联锁停机保护;系统设置的自诊断功能可快速地进行故障判定提示,简化了操作者的操作和故障判断的过程。

在风机蜗壳底部设有可快速开启而密封良好的检修门,大型风机还设有易于维修的观察门,便于清除粉尘堆积和进行维修观察。

机壳采取法兰联结的剖分式结构,剖分位置合理,无需全部拆除进出风口管道就能方便吊出转子,减少维修的工作量。

风机配套的电机,液力偶合器等,均分别带有各自的底座或底板,使维修替换、拆卸变得更加方便。

机壳外焊有井字型筋板,进气箱和壳体内部焊有钢管支撑,增加了强度,降低了气流对壳体的振动,并可防止安装、运输时碰撞变形。

风机的其它特点

产品效率高,性能曲线平坦

1998年我公司采用美国nrec中的“旋转流道和静止流道设计分析系统”程序对原豪登bb系列风机叶轮叶片型线重新分析后进行了改进,经改进后的测试,叶轮效率在原基础上提高了2-3%,目前我公司制造的w6-29、w6-39 w9-19、w9-26、w4-73、w4-80、系列(包括单吸入、双吸入式高温风机和热风机)风机的最高内效率可达85%左右,与同类型风机相比较,居于国际先进水平。风机的性能曲线变化平缓,在设计工况点的80-120%范围内,风机的效率仍可达80%左右,因此,当用户的使用工况变化时,仍可获得较高的效率。

允许使用的工况范围

风机配套采用液力偶合器进行无级调速,并配有进口差动导叶调节装置。此调节装置能进行使用工况的微量、缓慢、平稳调节,其调节方式是:开启调节装置时,先逐渐打开两个叶片后,再打开剩下的几个叶片,至最后所有的叶片全部打开。采用上述调节方法后,可扩大风机的工况使用范围,适应管网系统的各种变化,达到提高风机的实际运行效率,节约能源,降低系统运行成本的目的。

改进盘车装置,提高了可靠性

针对以往国内高温风机慢转盘车装置出现的问题,我们进行了认真的分析后发现,影响慢转盘车装置正常使用的原因主要有以下两点:

⑴盘车装置所配超越离合器,运行中楔块长期摩擦,严重发热损坏。

⑵用户违章操作,直接用盘车装置启动风机,造成超越离合器损坏。

针对以上原因,我公司协助超越离合器生产厂家,开发出非接触式超越离合器,解决了超越离合器的发热损坏问题。针对用户的违章启动操作,我们在风机的电控中,增加了停机后(无转速信号时),不能启动慢转盘车装置的控制设置,完全避免了用户违章操作的可能性,确保慢转盘车装置的可靠使用。

完善了轴承油密封结构

轴承箱的轴端密封,采用特殊的挡油环结构动态密封设计,其原理为:依靠挡油环与插入挡油环衔口内的,轴承箱侧盖上的回油槽前端衔口,所形成的交错衔接结构,将润滑油外漏的通道完全封住,并且利用挡油环高速旋转时产生的离心力,将飞溅的润滑油甩向轴承箱的内壁后,顺壁面流回下部的油池,确保轴端密封处滴油不漏。在轴承箱侧盖的外侧内孔处,还增设有盘根密封,除进一步增加了密封的可靠性外,还能有效地防止外部的灰尘对润滑油的污染。

风机结构紧凑,占地面积小

风机的进气箱与机壳采取共用一块侧板的结构,并采用收敛式进风口,以及在进气箱底部增加防涡流板等措施,在不影响风机气动性能的前提下,使风机轴向尺寸大大减小,从而使风机外型结构尺寸更为紧凑。

 

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