电厂锅炉组通用轴流式引风机简介

电厂锅炉组通用轴流式引风机简介热能与动力工程******指导教师：****************摘要本次设计的主要任务是通过对给定流量和压力参数进行分析，设计一台大型普通轴流式通风机。本文设计的通风机前导叶是可调的和叶轮机构不可调，叶轮轮毂采用直筒式。前导叶可调不仅可以大大扩大运行工作范围，而且可以显著提高变工况下的效率。直筒型轮毂结构简单，容易制造，易保证通道表面的平滑，不宜产生分离气流。本次设计主要是对普通轴流式通风机的结构进行设计，特别是对一些关键部位进行设计计算和强度校核。重点是通风机的叶片和叶轮以及导叶的设计，及叶片和轮毂的强度校核。叶片的强度校核在本设计中，只需要对叶片根部进行强度校核即可，安全系数s≥2。对叶片固定的轮毂均应进行强度校核。采用近似计算。安全系数为s≥2。关键词：轴流式通风机；气动力设计；强度校核。AbstractThemaintaskistodesignalarge-scalerotorbladeadjustableordinaryaxialmineralfanthroughtheanalysisofthecurrentcapacityandthepressureparameter.Therotorbladeadjustableorganizationisappliedintheventilatordesignedinthearticle.Themovingimpellerhubisstraight-like.Therotorbladeadjustableorganizationnotonlymayexpandtheoperatingregiongreatly,butalsomayobviouslyenhancetheefficiencyunderthechangingoperatingmode.Thestraightwheelhubstructureissimple,easytomake,easytoguaranteethatthechannelsurfaceissmooth,andwon’teasytoproducetheseparatedaircurrent.Thearticlemainlycarriesonthedesignofthetwolevelofordinaryaxialfan'sstructure,especiallyonthedesigningcalculationandtheintensityexaminationtosomeessentialspots.Thekeypointisthedesignoftheventilator'srotorbladesandthemovingimpellersaswellasguidevanes,andtheintensityexaminationofmovingvanesandwheelhub's.Inthisarticleonlytherootoftherotorbladeneedtobecarriedontheintensityexamination.Safetycoefficientiss≥2.Theintensityexaminationshouldcarryontotheleafbladefixedwheelhub.Usetheapproximatecalculation.Thesafetycoefficientiss≥2.Keywords:axialfan;aerodynamicdesign;intensityexamination一：前言通风机是电厂的能耗设备，轴流式通风机主要由进风口、工作轮、整流器、主体风筒、扩散器和传动轴等部件组成，它的主要原理是风机运转时，空气沿着风机的轴向方向进入叶轮，被叶片挤压向前推动，经扩散器排出（轴向进入，轴向流出），其主要特点，结构紧凑，便于调节风量、风压，但构造复杂，较难维护。叶轮是由固定在轴上的轮毂和以一定角度安装其上的叶片组成。叶片的形状为中空梯形，横断面为翼形。沿高度方向可做成扭曲形，以消除和减小径向流动。叶轮的作用是增加空气的全压。叶轮有一级和二级两种。二级叶轮产生的风压是一级两倍。整流器安装在每级叶轮之后，为固定轮。其作用是整直由叶片流出的旋转气流，减小动能和涡流损失。目前国外风机技术发展趋势而言，将朝着风机容量不断增大、高效化、高速小型化和低噪音方向发展。大型风机容量继续增大，随着各种工业装置规模的大型化，需要的各类风机的容量也在不断增加，大机号的风机在未来几年在市场中将会有所增加；高效化，为提高效率，三元流动叶轮已在通风机中得到越来越广泛的应用；高速小型化，各类风机采用三元流动叶轮后，在提高效率的同时，压力也可提高，所以在同等条件下，叶轮外径可减少10%～30%，这样就取得缩小体积和减轻重量的明显效果；低噪声化，风机的噪声是工业生产中噪声污染源最主要来源之一，风机大型化和高速化使噪声问题更加突出，对低频噪声，风机主要通过改进风机结构设计，降低本体噪声，若达不到要求，可采取加装消声器等措施。流量：Q=106m³/s额定压力：P=6000Pa转速：n=745/min介质密度：0.87kg/m³风机效率：η=84.9%叶片数：z=10二：通风机总体方案设计部分1，在给定的设计参数中，压强为6000Pa高于4900Pa。选择设计的总体形式为普通轴流式风机。2，设计风机主要结构材料多采用Q235，材料价格便宜，性能优良，有很好的焊接性能，风机叶轮结构拟采用轮毂和轮盘铸造形式，制造方便，抗震性好。3，风机在设计工为况下运转时的轴功率：0N=MpQ1000（2.1）式中：Q流量；p全压升；全压效率；M传动效率。根据已有经验，取=0.82，M=0.98，得轴功率：0N=98.082.010006000106=791.44(kW)（2.2）0.50.10.90.80.70.60.30.20.50.60.90.80.7图2.2轴流通风机压强系数和效率随轮毂比的变化曲线2030807060400.20.30.71.00.80.90.60.50.4sn图2.3轴流通风机轮毂比随比转速的变化曲线且近似满足下列关系式：s0.8625log1.014410n，sn≤35（2.3）s0.9045log1.063810n，s8035n（2.4）⑵叶轮外径tD在给定风机全压和流量的情况下，当转速一定时，叶轮外径tD也就基本确定了。由图2.4可知：207060504030801.43.83.43.02.62.21.8snuK图2.4轴流通风机叶轮外径系数随比转速的变化曲线比转速sn与系数uK基本呈直线关系。其中u2uKp（2.5）根据图2.4，求出sn下的uK，然后可以计算出tD：ut260πpKDn（2.6）uK与sn的近似关系为：su1.030nK（2.7）对于标准状态下的空气（3/2.1mkg）：ut77.4πKpDn（2.8）⑶计算圆周速度tu及压力系数60nDutt（2.9）2tpu（2.10）圆周速度限制如下：如果现场要求低噪声，则tu一般为60～80m/s；受材料限制即使采取降噪措施仍需tu≤130m/s。⑷叶片数的选取一般规律是：叶片数少，叶片宽，支杆直径大；叶片数多，叶片窄，支杆直径小。根据国内设计轴流风机的经验和试验数据，对于按孤立叶型设计法设计的轴流风机，其最佳叶片数推荐如下：轮毂比0.30.40.50.60.7叶片数z2～64～86～128～1610～203：结论本设计达到的性能指标⑴风机设计完成后,前导叶安装角可以在0°到60°之间变化；⑵在设计工况点叶栅的设计效率可以达到88%；⑶风压在设计工况点能达到6000pa；⑷流量在设计工况点能达到106m3/s。参考文献[1]王德明.矿井通风机及通风安全新技术[M].中国矿业大学出版社,2002.[2]张俊姚金林.GAF型矿用轴流式主要通风机现场性能测试[J].煤炭科学技术,2005,33.[3]关瑞岐王远广.矿井通风节能降耗的几个途径[J].煤炭技,2004,22(5).[4]李新,王晓林,邓鹏.基于C语言的轴流式通风机气动参数设计程序的开发及应用[J][5]孙研.通风机选型使用手册.北京：机械工业出版社，1999，9[6]李庆宜.通风机[M].北京:机械工业出版社,1986[7]戚美,郭传江.轴流式通风机设计系统的开发与应用[J].煤炭科学技术,2007,35(12):[8]吴玉林,陈庆光.通风机和压缩机[M].北京:清华大学出版社,2005,14-200[9]《离心式与轴流式通风机》编写组．离心式与轴流式通风机．1版．电力工业出版社，[10]GodHetsroni(Edictorinthief).Handbookofmultiphasesystems.1982