某车间5-51离心风机至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。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
5-51离心风机
某车间5-51离心风机至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。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。对电站锅炉5-51离心风机进气箱三维粘性流场进行了数值模拟，分析了进气箱内气体流动特性的影响，并对进气箱的设计和改造提出了建议。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5-51离心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。如果联轴器没有找正，或是找正达不到要求，引起5-51离心风机振动将不可避免。5-51离心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。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。
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。
5-51离心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5-51离心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5-51离心风机参数设置：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。k-ε模型作为为普遍有效的湍流模型，能够计算大量的各种回流和薄剪切层流动，被广泛应用于各类风机的数值求解计算中。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。
5-51离心风机对比分析
在额定转速下， 假定风机进出口处截面上动压静压均匀分布，对风机进口、出口压力及压差，集流器进出口压力及其压差进行统计。取点方法：在截面中心为轴心，周边均匀取了20 个点，之后计算取其平均值，可以看出，同流量下，加米字形集流器的静压和全压差分别为-4 389.0 Pa 和-2 252.9 Pa，而普通圆弧形集流器的压差为-982.9 Pa 和-32.1 Pa，相比可以看出，5-51离心风机 加米字形集流器导流效果比普通圆弧形集流器好。但是同流量下，普通圆弧形集流器比加米字形集流器风机压差大，有效值大2 366 Pa，风机全压差加米字形比普通圆弧形小2 350.8 Pa，减少的这部分能量用于摩擦发热。同样由图6效率曲线对比图可知,加进气箱后风机整体效率降低，与原始5-51离心风机相比其高效区域比较窄，缩短了工作区域，且加进气箱后较优工况点向小流量区偏移。说明集流器经过改造提高了粉尘流的导流能力，提高了风机的性能。
本文对掘进工作面5-51离心风机集流器结构进行了改进研究。并对改进前、后的结构的集流器导流效果做了理论分析。然后应用Fluent 流体软件对其进行了数值建模分析， 充分认识离心分机内部流场流体的流动规律，并得到集流器及整个风机的压力云图，截面所受阻力云图，并取点做了统计分析。研究结果表明：5-51离心风机加米字形集流器使集流器进出口压差增加，明显地起到对粉尘流场的导流作用。在设计集流器的结构时，应确保较大程度地符合金属叶轮附近气流的流动情况，同时还应保证集流器内气流的平稳运行。但是集流器由于增加米字形支撑架，造成集流器截面的摩擦力增大，消耗了风机的一部分动能。但对大型除尘离心风机总体来看，采用该结构大大减少制造难度和加工成本，提高了经济效益。
以5-51离心风机蜗壳与叶轮出口在半径方向上的间距随方位角线性递增来优化蜗壳型线，并用试验证明了良好的蜗壳型线不仅能提高风机效率及全压，还能改变流量-压
