某车间中压除尘风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。即使是更新了叶轮总成,并在联轴器对中性符合允差的情况下,运行时前后两轴承位壳振实测振动速度有效值分别达到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右,这是属于“可容忍”的范围,但不宜长期运行工作。1)中压除尘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
中压除尘风机
某车间中压除尘风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。即使是更新了叶轮总成,并在联轴器对中性符合允差的情况下,运行时前后两轴承位壳振实测振动速度有效值分别达到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右,这是属于“可容忍”的范围,但不宜长期运行工作。1)中压除尘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。经我设备人员分析,认为振动大的原因有:一是混凝土基础过于单薄,重量不足,且运行时基础周围地板有明显的颤动;二是预埋地脚螺栓有松动迹象。经上级研究,决定趁当年大修时间充足的机会,对上述存在问题整改,破除旧基础后,按本文前述处理措施重新设计、施工新的混凝土基础和预埋地脚螺栓。
开机正常生产后,该中压除尘风机轴承位壳振实测振动速度有效值分别降到了0.45 mm/s 和0.52 mm/s,属“良好”级别。安装精度不达标及其检查处理措施安装精度主要是指风机轴与驱动电机轴的同心度,即对中性。离心式风机联轴器的同心度要求很高。对于重要和安装要求高的风机,有必要设计和制作一个表架配合百分表进行测量,中压除尘风机主要由抱箍、角钢表架等组成。如果联轴器没有找正,或是找正达不到要求,引起中压除尘风机振动将不可避免。应注意的是,即使原来同心度已经符合要求了,但是风机运行一段时间后,由于各种原因,同心度会也会发生变化,所以应注意定期检查同心度,如发现同心度超过允许偏差了,要立即重新找正。因此,当风机发生异常的振动故障时,检查联轴器的对中情况是必不可少的。
中压除尘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。常用的管道减震器,如KTX可曲绕橡胶接头,即管道减震器,一般安装于靠近风机出口端,减震效果比较明显。中压除尘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;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,根据中压除尘风机的运行工况,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。在实际工作中,常用的打表工具———磁性表座虽然使用简便,但却存在着刚性不足和适用条件受限的不良情况。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。对于难于清洗的中压除尘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。
为改善中压除尘风机受气体粘性影响导致流动分离加剧的现象,在传统蜗壳型线设计理论的基础上,研究气体粘性力矩对蜗壳壁线分布的影响,并采用动量矩修正方法对其进行改型设计。综上所述,本文通过结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响进行研究,简要分析了各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的影响。另外,为真实反映风机内流场分布情况,在标准k-ε 计算模型的扩散项中加入粘性应力作用,使其高计算误差降低至3%。对比分析改型前后风机数值模拟计算和试验测量结果可知,采用修改的k-ε 模型进行计算发现改型后风机内旋涡强度减小,蜗壳出口靠近蜗舌处流动分离得到改善。试验结果表明:改型中压除尘风机出口静压提升约25Pa,较大全压效率较原型机提升约10%。
同时,由于蜗壳张开度扩大能够抑制流动分离,使蜗舌附近区域的旋涡强度及其影响区域减小,从而有效地降低了多翼离心风机噪声2.5dB。为了保证数值计算结果的准确性,避免网格误差对其模拟结果造成影响,对中压除尘风机进行网格无关性验证,如表1所示。多翼离心风机广泛应用于国民经济的各个领域,是工业生产中主要耗能设备之一,蜗壳作为离心风机中不可或缺的基本元件,其结构的不对称性及内部流动的复杂性会对叶轮出口气流角造成较大影响,使其沿圆周方向呈现出明显的不对称性。而在风机实际运行过程中,中压除尘风机叶轮出口气流与蜗壳壁面间存在强烈的非定常干涉,使得蜗壳壁面成为风机的主要噪声源。因此提高蜗壳型线设计水平,不仅能改善风机气动性能,还能达到降低噪声的效果。目前国内外学者对离心风机蜗壳型线的研究,主要集中在寻找能真实反映蜗壳内流体流动状态的设计方法。
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