防爆离心式风机产生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式刚性和可靠性欠佳,当联轴器转到下方时,由于磁性表座、连接杆、紧固件和百分表的自重,造成百分表下坠,探头脱离测点,结果就是产生上文所述的异常读数。当检修人员按作者建议制作的表架后,在检修过程中,不再出现异常读数,检修任务按时圆满完成。防爆离心式风机转子不平衡和检查处理措施造成风机转子不平衡的原因主要
防爆离心式风机
防爆离心式风机产生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式刚性和可靠性欠佳,当联轴器转到下方时,由于磁性表座、连接杆、紧固件和百分表的自重,造成百分表下坠,探头脱离测点,结果就是产生上文所述的异常读数。当检修人员按作者建议制作的表架后,在检修过程中,不再出现异常读数,检修任务按时圆满完成。防爆离心式风机转子不平衡和检查处理措施造成风机转子不平衡的原因主要有:叶轮出现不均匀的磨损或腐蚀;山东冠熙环保设备有限公司对集流器进行改进,在防爆离心式风机集流器内部的侧壁上固定若干条肋组成的“米”字支撑架。叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物;叶片连接处存在裂纹或叶轮与轮毂、轮毂与轴颈的连接配合松动等。用测振仪测得数据,如果显示振动值径向较大而轴向较小或者振动值随转速上升而增大,都是转子不平衡引起振动的特征。
预防处理措施主要有:
一是,根据防爆离心式风机的运行工况,在进风机前工序上采取除尘措施,控制减少进入风机的粉尘等含量;
二是,定期清理风机叶轮,顺便仔细检查叶轮是否存在裂缝以及叶轮与主轴的配合情况。一般来说,转子不平衡引起的振动都是叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物产生的。对于难于清洗的防爆离心式风机叶轮转子可采用化学法清洗,如硫酸生产中二硫化硫主风机叶轮,可采用氢氧化钙稀水,再用高压喷射机喷射清洗叶轮,速度快效果佳。本试验风机的结构简图,在风机蜗板和前后盖板上可分别固定穿孔钢板,穿孔板与蜗壳本体之间形成10mm的空腔,空腔内填充超细玻璃棉,形成消声蜗壳。
1)防爆离心式风机在进气箱出口与叶轮进口处有涡旋产生,其位置与流量大小相关,涡旋的存在导致叶轮流道发生了堵塞,是离心风机效率降低的原因之一。
2)加进气箱后,风机叶轮尾缘的“尾迹-射流”现象更加的严重,且在小流量区风机内部流场存在偏心现象。
3)加进气箱后防爆离心式风机不仅效率有所降低,其全开流量与压力与无进气箱相比也有所下降,加进气箱后离心风机较优工况点向小流量区偏移,进气箱内部流场的复杂性以及出口速度的不均匀性对风机内部的流场分布产生了影响。
4)相比于无进气箱的情况下,加进气箱后,风机随流量的增加,噪声提升的更快,且在大流量区明显高于不带进气箱的噪声。
5)与实验测试结果对比分析,结果表明采用数值模拟研究风机性能是可行的。
为了提高掘进工作面离心风机导流效果, 提出对防爆离心式风机圆弧形集流器加米字支撑架改造。通过建立离心风机几何模型和数值模型,并施加边界条件,利用Fluent 软件对加米字圆弧集流器和普通圆弧集流器离心风机进行了整机内部流场数值模拟, 采用Tecplot 软件进行后处理,显示同流量下离心风机的压力云图。防爆离心式风机流体的数学模型粉尘流体在风机中流动的物理条件较为复杂,影响因素较多,因此在离心风机的数值计算中,假设流体为连续等温不可压缩的牛顿流体稳态运动而且各组分之间没有化学反应。
几何模型建立与网格划分
计算模型采用掘进工作面4-72-5.6A 防爆防腐蚀的离心式通风机,其主要参数:电机功率22 kW,转速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全压4 152~2 330 Pa。其主要由进风口、集流器、叶轮和蜗壳组成。
防爆离心式风机集流器中添加了米字形结构与环形挡环。风机结构复杂且叶片外形不规则,因此生成结构化网格比较困难,相反非结构化网格适应能力强,在处理复杂结构时有利于网格的自适应。
因此防爆离心式风机采用四面体非结构化网格。使用ANSYS 软件中的CFD 软件进行网格划分,加米字形集流器模型网格数1 072 503,网格节点数184 910;普通圆弧形模型网格数1 296 832,网格节点数223 847。以离心风机在掘进工作面环境下的运行工况为依据,进行防爆离心式风机参数设置:流量取22 806.54 m3/h,流速取6.335 15 m/s, 质量流量取7.491 3 kg/s。把Pro/E 建立的几何模型导入Fluent 中并对几何模型的边界条件计算参数进行设定。其中入口类型采用速度进口,出口设为压力边界条件,本计算采用的样机是矿用式离心风机, 出口静压可以近似为0,蜗壳内壁及叶轮壁面粗糙度均取0.5,集流器、叶轮、蜗壳等各流体区域结合处的公共面采用interface边界类型面, 将叶片的压力面和吸力面以及叶轮前盘、后盘和转轴的内外表面一起定义为旋转壁面。环境压力为101 325 Pa,取粉尘流体密度ρ=1.225 kg/m3。计算时采用SIMPLE 压力速度耦合方法进行。试验结果表明:改型防爆离心式风机出口静压提升约25Pa,较大全压效率较原型机提升约10%。
整机压力云图分布
通过Fluent 软件对掘进工作面离心风机进行流场数值模拟,模拟得出在同流量下,加米字集流器和普通集流器离心风机压力云图可以看出,风机静压从进口至出口逐渐增大,在蜗壳外达到较大。加米字集流器风机进口静压明显高于普通集流器离心风机, 其较大静压达到2 510 Pa,普通集流器达到1 440 Pa;可以看出,原始风机叶轮流道内靠近出口处形成涡旋,主要原因是叶片出口附近存在较为严重的边界层分离现象。加米字风机的全压较大可达5 860 Pa,而普通集流器较大达到4 260 Pa。
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