張 波,呂玉坤
離心風(fēng)機(jī)是火電廠的重要輔機(jī),是僅次于泵的耗電大戶[1],其耗電量約占發(fā)電機(jī)組發(fā)電量的1.5%~3%,占廠用電的25%~30%[2]。因此,研究和改造風(fēng)機(jī),提高其性能,對(duì)火電廠的節(jié)能增效具有重要意義。
國(guó)內(nèi)外對(duì)離心風(fēng)機(jī)的研究多集中于葉輪和蝸殼結(jié)構(gòu),而對(duì)蝸殼型線的優(yōu)化、葉輪與蝸殼之間軸向相對(duì)位置及徑向相對(duì)位置的研究不多。黃東濤、張建、王建等對(duì)葉片通流部分進(jìn)行了改造[3~5]。Dawes、Nursen、楊靜等研究了蝸殼內(nèi)部的三維旋轉(zhuǎn)流動(dòng)[6~8]。區(qū)穎達(dá)、呂玉坤等研究得出了合適的蝸舌間隙,可較好地降低泄漏損失和噪聲[9,10]。宋寶軍、程博利用數(shù)值模擬手段,分別對(duì)蝸殼寬度和蝸殼型線優(yōu)化,提高了風(fēng)機(jī)效率和全壓[11,12]。鄭金等提出多種節(jié)能改造方案,增壓風(fēng)機(jī)節(jié)電效果顯著[13]。因此,耦合蝸殼寬度、蝸舌間隙及葉輪軸向相對(duì)位置三因素,探尋最優(yōu)耦合方案,就有可能提高風(fēng)機(jī)性能。
本文以G4-73№8D型離心風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象,在蝸殼型線優(yōu)化的基礎(chǔ)上,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法耦合蝸殼寬度、蝸舌間隙及葉輪軸向相對(duì)位置三因素[14],利用Fluent數(shù)值模擬軟件,對(duì)耦合風(fēng)機(jī)的內(nèi)部三維流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究其蝸殼內(nèi)部流動(dòng)特性,以提高風(fēng)機(jī)性能。
正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交性原理編制并已標(biāo)準(zhǔn)化的正交表,科學(xué)安排試驗(yàn)方案,得到的試驗(yàn)結(jié)果再用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行處理,使之得出科學(xué)結(jié)論。
探索基于蝸殼型線優(yōu)化,耦合蝸殼寬度A、蝸舌間隙B、葉輪軸向相對(duì)位置C(葉輪后盤與蝸殼后端的間距)三因素后,離心風(fēng)機(jī)全壓與效率都提升的方案。……