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溫升=較高軸承溫度-進油溫度引起風機軸承溫度高的主要原因如下:
(1)進油量太小。對策是將潤滑油供給的進油口和油壓調(diào)整到0.3-0.4兆帕左右。
(2)進油溫度高。對策:拆除油站配套的溫控閥,通過手動閥直接調(diào)節(jié)冷卻器的進油量和旁路流量(一般情況下,冷卻器旁路閥完全關閉,所有潤滑油進入冷卻器冷卻)。檢查并清潔冷卻器,降低機油溫度,必要時增加冷卻器的傳熱面積。例如,我公司三臺一次風機每年夏季的軸承溫度都在80度以上。主要原因是冷卻器換熱面積不夠,干燥風機,軸承進油溫度高。之后針對原冷卻器設計容量過小的問題,增加了一臺冷卻器,解決了一次風機夏季軸承溫度過高的問題。
風機振動大的主要原因如下:風機風扇葉片嚴重損壞。如果2011年2月發(fā)現(xiàn)一次風機2A振動過大,計劃4月回廠進行C級大修。結果在修復和打開蓋子后,烘干設備風機,發(fā)現(xiàn)和第二刀片被異物嚴重損傷。除了48個刀片中的4個外,其余44個刀片已損壞。原因是風機進口消聲器等鐵件長期運行,導致振動脫落,損壞葉片。由于制造廠在機組檢修過程中不能立即提供備件,故對葉片損壞部件進行了修復,著色檢查未發(fā)現(xiàn)根部裂紋。直到6月葉片供應時,半側風機組才停止運行,更換了風機葉片。更換葉片后風扇振動正常。
風機的物理模型
某600 MW 機組配套的兩級動葉可調(diào)軸流一次風機,流體計算域包括從集流器到擴壓器的內(nèi)部通道,固體計算部分為葉輪葉片部分。原風機每級導葉數(shù)目為23 片,改造方案圍繞導葉數(shù)目進行。風機動葉片和導葉片數(shù)目通常是互質(zhì)的,可以減少上游氣流對下游的沖擊,減少氣流脈動及噪聲。改造方案成組減少或者增加導葉片,其中導葉數(shù)目減少為方案一至方案三,導葉數(shù)目增加為方案四至方案六?;谳S流風機軸向可以分區(qū)的結構特點,風機采用分區(qū)法將流體計算區(qū)域劃分為集流器區(qū)、級動葉區(qū)、級導葉區(qū)、第二級動葉區(qū)、第二級導葉區(qū)和擴壓器等6 個部分,因為動葉區(qū)內(nèi)流動較復雜,故采用尺寸函數(shù)對動葉區(qū)進行加密,而其他區(qū)域采用較為稀疏的網(wǎng)格。在模擬中進行了網(wǎng)格無關性驗證,風機分別采用260 萬、380 萬、560 萬和820 萬等網(wǎng)格數(shù)對風機氣動性能進行計算,在保證較好的計算精度和計算成本的前提下,確定網(wǎng)格數(shù)為560 萬,在此網(wǎng)格數(shù)下時間成本和模擬精度好。運動方程為三維定常雷諾時均N-S 方程,采用可有效解決旋轉運動和二次流的Realizable k - ε 湍流模型,風機,風機的動葉區(qū)采用多重參考系模型。在數(shù)值模擬中,以集流器入口和擴壓器的出口作為整個計算域進出口,邊界條件為進口速度和自由流出。進出口流量殘差小于10 - 5,各方向的速度及k、ε 等參數(shù)的殘差小于10 - 4,認為當前計算達到收斂要求。
風機優(yōu)化思路
本模型采用Nelder - Mead 的優(yōu)化方法,用于非線性方程針對多目標的優(yōu)化方法,能尋找到全局較小偏差,同時根據(jù)自變量的增加而線性增加計算負荷的大小。由于自變量的變化參數(shù)較多,為了避免出現(xiàn)非物理的優(yōu)化結果,提高優(yōu)化效率。本模型的優(yōu)化將分為兩個部分。
風機設計點的模型優(yōu)化
在設計點,風機內(nèi)部流場狀況較好,流動損失小,。因為Koch & Smith 的模型考慮了諸多物理因素并被廣泛驗證了其合理性,因此不予優(yōu)化。有3 個參數(shù)需要優(yōu)化: 參考沖角、參考落后角和二次流損失。在一維計算時,由于模型中的經(jīng)驗公式是從大量壓氣機的實驗數(shù)據(jù)中提取出來的,針對某一特定的風機幾何尺寸,首先需要對采用的損失和落后角模型進行校驗和標定。標定是根據(jù)風機在轉速990r /min 時,烘干風機,風機的安裝角不變情況下的實驗氣動性能曲線。其次,利用優(yōu)化得到的損失和落后角模型,對安裝角分別為 10°、 5°、- 10°、- 5°的軸流風機的氣動性能進行數(shù)值模擬并與實驗結果進行對比分析,來驗證本模型的準確性和可靠性。因為本風機并未給定相關設計點的參數(shù),風機模型中只能選取設計轉速為990r /min 下率點為設計點,選取實驗的氣動性能曲線做為優(yōu)化對象。
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