烘干设备风机优化思路
本模型采用Nelder - Mead 的优化方法,用于非线性方程针对多目标的优化方法,能寻找到全局较小偏差,同时根据自变量的增加而线性增加计算负荷的大小。该结果证实了轴流风机单频噪声较大值在低频段,主要噪声为低频噪声。由于自变量的变化参数较多,为了避免出现非物理的优化结果,提高优化效率。本模型的优化将分为两个部分。
烘干
烘干设备风机
烘干设备风机优化思路
本模型采用Nelder - Mead 的优化方法,用于非线性方程针对多目标的优化方法,能寻找到全局较小偏差,同时根据自变量的增加而线性增加计算负荷的大小。该结果证实了轴流风机单频噪声较大值在低频段,主要噪声为低频噪声。由于自变量的变化参数较多,为了避免出现非物理的优化结果,提高优化效率。本模型的优化将分为两个部分。
烘干设备风机设计点的模型优化
在设计点,风机内部流场状况较好,流动损失小,。因为Koch & Smith 的模型考虑了诸多物理因素并被广泛验证了其合理性,因此不予优化。停风机1a检查风机入口消声器,发现多孔板铆钉脱落,导致吸水棉从堵塞的通道中流出,使风机落入喘振区。有3 个参数需要优化: 参考冲角、参考落后角和二次流损失。在一维计算时,由于模型中的经验公式是从大量压气机的实验数据中提取出来的,针对某一特定的风机几何尺寸,首先需要对采用的损失和落后角模型进行校验和标定。标定是根据风机在转速990r /min 时,烘干设备风机的安装角不变情况下的实验气动性能曲线。其次,利用优化得到的损失和落后角模型,对安装角分别为+ 10°、+ 5°、- 10°、- 5°的轴流风机的气动性能进行数值模拟并与实验结果进行对比分析,来验证本模型的准确性和可靠性。因为本风机并未给定相关设计点的参数,烘干设备风机模型中只能选取设计转速为990r /min 下率点为设计点,选取实验的气动性能曲线做为优化对象。
加载气动力、离心力后计算得到烘干设备风机导叶数目变化后动叶的应力基本没有影响,动叶吸力面的近叶顶部位等值线沿叶高方向近似呈倒S 分布且应力较小; 叶根部分布应力较为复杂,较大值位于叶根中部与轮毂接触位置,此处是由于承受较大的径向离心力、垂直于烘干设备风机叶片表面的气动力和扭曲的叶型结构共同作用造成; 级等效应力稍微高于第二级等效应力,这是由于离心力沿径向,而气动力垂直于叶片表面,气动力的作用效果抑制离心力作用效果造成的,但气动力作用效果影响较小; 总变形近似沿对角线方向由小到大发生变化,烘干设备风机叶根处变形基本为零,较大值变形位于叶顶后缘。入口集尘器的作用是保证风管内气流均匀、畅通,有效提高风机运行效率,降低风机噪声。由此可知导叶数目变化后,对叶片总变形基本没有影响。
烘干设备风机在静应力强度分析中,通常选取材料的屈服极限作为极限应力,基于第四强度理论对叶片进行强度校核。轴承的供油和保证其润滑系统的动态特性引起轴承各种形式的振动,对于滑动轴承可能引起油膜涡动和油膜振荡等故障。塑性材料的许用应力[σ]= σs /ns,其中σs是材料的屈服极限,ns为材料的安全系数,一般对于弹性结构材料加载静力载荷的情况下,ns = 1. 5 ~ 2。叶片材料为ZL101,其屈服强度σs = 180 MPa,ns = 2,计算叶片的许用应力为90 MPa,而叶片较大等效应力的峰值为21. 3 MPa,远小于叶片许用应力,因此改型后方案三强度仍满足要求。在叶片刚度方面,前面分析知,气动力作用效果对离心力效果有抑制作用,方案三全压相对于原风机有所增大,较大变形有所降低。
液压缸输入轴弹簧断裂。2012年11月24日,2号机组引风机2b电流突然下降50A,负荷立即由450MW手动调节降低。重新调整后,两台引风机的就地机械指示基本相同,但DCS引风机2b开度比2a开度大13%,风机停运后,风机上盖和全行程运行动叶无异常,故液压缸为N。在此基础上,利用LES软件对烘干设备风机的瞬态流场进行了计算,并引入了FW-H噪声模拟模型对风机的流场进行了计算。损坏了。液压缸输入轴的夹紧螺钉没有松动,但发现液压缸输入轴的两个弹簧断裂。更换液压缸所有输入轴弹簧,将原烘干设备风机4片增加到8片。重新调试开关位置,并入系统后正常。原因是厂家设计的弹簧强度不够。4.5风机失速或喘振(1)风机消声器堵塞。2012年送风机1a发生多次喘振,经测量风机消声器出口风压至-3kpa,判断消声器堵塞。停风机1a检查风机入口消声器,发现多孔板铆钉脱落,导致吸水棉从堵塞的通道中流出,使风机落入喘振区。取出消声器中的吸水棉后,运行正常。另外,针对一次风机1B多次失速,经检查,风机入口消声器多孔板铆钉松动,减小了通道面积,使一次风机落入失速区,通过加强消声器消除了失速故障。
烘干设备风机采用角钢加固消声器的多孔板保护板,防止因铆钉从多孔板上脱落而导致吸音棉跑出堵塞通道。(2)空气预热器传热元件堵塞。2012年1月,1B一次风机多次出现喘振。烘干设备风机是叶片式流动机械,其产生的噪声包括空气动力性噪声、气固耦合噪声、机械噪声、电磁噪声,其中空气动力性噪声是大风量轴流风机的主要噪声。检查烘干设备风机空气预热器1B传热元件严重堵塞后,一次风机出口堵塞。通过更换空气预热器1B段传热元件严重堵塞,消除了喘振故障。对策:控制空气预热器出口排烟温度不制造厂规定的较低温度,防止低温腐蚀和运行空气预热器冷端部件堵塞。通过定期维护,及时检查和更换风扇滑块和衬套等易损件,检查叶柄装置,润滑叶柄轴承,旋转维护液压缸,清洗油站和更换润滑油,清洗油冷却器,调整适当的供油压力。做好风机进口消声器的检修工作,提高检修技术水平,确保风机联轴节和电机联轴节的中心安全。液压缸的安装精度和安装精度可大大降低动叶可调轴流风机的故障率。



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