因此,当鼓风机产生振动故障现象时,首先必须从基础查找原因。基础因素主要是:
(1)混凝土基座结构设计有缺陷,基座强度和刚度不够;
(2)基础地质差,风机运行一段时间后,造成基础沉降或松动;
(3)混凝土基座材料不合格,浇筑不符合规范要求;
(4)地脚螺栓及垫铁的安装不当。实际中,常采用二次灌浆的方法将地脚螺栓进行固定定位,其施工、安装应严格执行规范要求,以确保质量。根据上述分析,基础因素引起风机振动的表征主要有:基础周围地坪有明显振动;基础与地坪或二次灌浆产生的结合面存在明显裂缝,垫铁或地脚螺栓松动,应注意,此类振动往往比较剧烈,严重时发生螺栓断裂,轴承座螺栓孔崩裂,直接造成轴承座报废;基础产生不均匀沉降,产生基座倾斜。鼓风机处理措施:一是验算基础的质量是否符合要求,对于风机等旋转式设备,由于回转而产生的惯性力作用在基础上,为确保安全运行,则基础质量应等于10 倍的风机机组质量,不符合要求应采用加固加重措施;二是有松动的二次灌浆地脚螺栓应破除拔出,孔壁凿毛后重新浇筑混凝土固定地脚螺栓。二次灌浆应保湿养护7 天以上,混凝土强度达到设计强度后才能进行下一步的安装。二次灌浆的混凝土强度可提高一级,固定效果更佳。
鼓风机进气箱出口处(叶轮进口处)水平横向截面速度的矢量图及云图,从图中可以看出,虽然其出口几何结构是对称的,然而在出口处其流速为不均匀分布,靠进气方向处流速较高,被进气方向速度较低,气流经弯头转弯后,流速分布比较紊乱,从而使得进入风机叶轮的流速不均匀,与文献的研究结果一致,这是导致离心风机效率低的原因之一。
进气箱内的流动损失
进气箱的流动损失可以通过数值模拟计算分析,为理论研究提供参考,其大小为进气箱出口截面的动压乘以损失系数。由于进气箱出口速度大致与叶轮的进口速度一样。
进气箱对离心风机性能的影响可知在进气箱出口与鼓风机叶轮进口处存在涡旋现象,研究中发现该涡旋与流量大小有关,在大流量区涡旋不明显,且位于进气箱侧的叶轮叶套的进口处,随着流量的减小,涡旋形状更加的明显,并向进气箱出口方向B侧偏移。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。鼓风机叶片表面存在附面层,随着叶轮旋转,吸力面和压力面附面层的结构和形态是不同的。
为改善鼓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。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:改型鼓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。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,鼓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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