某车间高压离心通风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。一般来讲,大型高速风机轴承采用轴瓦,润滑采用润滑油强制喷射润滑,高速旋转的主轴悬浮于油膜上,正常工况时振动很低。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
高压离心通风机
某车间高压离心通风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。一般来讲,大型高速风机轴承采用轴瓦,润滑采用润滑油强制喷射润滑,高速旋转的主轴悬浮于油膜上,正常工况时振动很低。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。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,该高压离心通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。Bartenwerfer等将蜗板外侧消声部分的外壳做成方形,里面填充消声材料对离心风机进行降噪试验研究,使改进后的风机A声级降低了9~12dB(A)。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,引起高压离心通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。
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。以离心风机在掘进工作面环境下的运行工况为依据,进行高压离心通风机参数设置:流量取22806。主要从集流器优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响、窝壳优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响、电机优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响,以及叶片形状优化对高压离心通风机金属叶轮稳定运行影响四个方面进行分析,为保证金属叶轮的稳定运行提供技术支持。各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的影响
集流器优化对高压离心通风机金属叶轮稳定运行的影响
集流器的工作原理是通过将气流均匀地送入叶轮进口截面,以达到提高高压离心通风机叶轮的效率以及风机整体性能的目的。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-4389。集流器的结构形式对气流的流动损失以及金属叶轮的平稳运行都有很大影响,因此对集流器的结构优化是非常重要的。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。集流器的类型有很多种,常用的集流器是锥弧形集流器,锥弧形集流器的气流运行一般比较平稳,但是集流器喉部到叶轮进口阶段容易发生边界层分离现象,增加高压离心通风机的损失,导致离心风机效率降低。因此,必须优化集流器结构,通过减小集流器的锥度、增加喉部半径的方式,提高离心风机的效率,保证金属叶轮的平稳运行。
在标准进气风管测试装置上,对高压离心通风机及在风机蜗壳周向板、前盖板、后盖板等部位分别加装吸声材料后,测试了不同结构形式下风机性能和噪声特性。随着经济的发展以及技术的发展,老旧的离心风机已经不能适应现代化发展的需要。试验结果表明:相比原风机,蜗壳周向板与后盖板同时加装吸声材料效果较好,设计工况下A声级能够降低7.2dB(A),在小流量工况下,吸声蜗壳的降噪效果变差;根据风机噪声频谱,穿孔板加玻璃棉吸声蜗壳的吸声性能中高频好于低频,风机基频噪声在设计点能够降低12.5dB(A);高压离心通风机加装吸声材料后风机气动性能会略有下滑,压力和效率都有不同程度的降低。离心式风机是工业生产中应用广泛的通用辅助设备,而风机噪声尤其大型风机噪声很大,严重影响人的身心健康,所以降低风机噪声有着重要的意义。由于蜗壳壁面是离心风机主要的气动噪声源,蜗壳不消声时,声波在风机蜗壳内连续反射,形成一个混响声场,声压级较高。采用消声蜗壳后,被吸收的声能多,被反射的声能少,其声场的声压级就会降低。
对于高压离心通风机消声蜗壳降噪效果的研究,国内外很多学者都做了不少的研究工作。考虑到离心风机结构的复杂且不规则性,本文采用非结构四面体网格进行划分,其中无进气箱的离心风机网格数量约370万,网格质量为0。Bartenwerfer等将蜗板外侧消声部分的外壳做成方形,里面填充消声材料对离心风机进行降噪试验研究,使改进后的风机A声级降低了9~12dB(A)。刘晓良等研究了消声蜗壳消声材料厚度、空腔厚度等对风机降噪效果的影响,结果表明:适当增加消声材料厚度或空腔厚度可以提高消声蜗壳的降噪效果。到目前为止,对消声蜗壳的研究基本都集中在周向蜗板上加装消声材料,对风机侧板加消声材料的消声蜗壳降噪效果研究得还比较少。
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