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某車間鍋爐風機廠家至2016年止已運行近8 年,振動一直偏大,已困擾生產多年。即使是更新了葉輪總成,并在聯(lián)軸器對中性符合允差的情況下,運行時前后兩軸承位殼振實測振動速度有效值分別達到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右,這是屬于“可容忍”的范圍,但不宜長期運行工作。經我設備人員分析,認為振動大的原因有:一是混凝土基礎過于單薄,重量不足,且運行時基礎周圍地板有明顯的顫動;二是預埋地腳螺栓有松動跡象。經上級研究,決定趁當年大修時間充足的機會,對上述存在問題整改,破除舊基礎后,按本文前述處理措施重新設計、施工新的混凝土基礎和預埋地腳螺栓。鍋爐風機廠家絕大多是由電動機驅動工作的主要由葉輪、蝸殼、軸和軸承座及一些控制附件組成,屬動設備。
開機正常生產后,該鍋爐風機廠家軸承位殼振實測振動速度有效值分別降到了0.45 mm/s 和0.52 mm/s,屬“良好”級別。安裝精度不達標及其檢查處理措施安裝精度主要是指風機軸與驅動電機軸的同心度,即對中性。離心式風機聯(lián)軸器的同心度要求很高。如果聯(lián)軸器沒有找正,或是找正達不到要求,引起鍋爐風機廠家振動將不可避免。應注意的是,即使原來同心度已經符合要求了,但是風機運行一段時間后,由于各種原因,同心度會也會發(fā)生變化,所以應注意定期檢查同心度,如發(fā)現(xiàn)同心度超過允許偏差了,要立即重新找正。試驗結果表明:改型鍋爐風機廠家出口靜壓提升約25Pa,較大全壓效率較原型機提升約10%。因此,當風機發(fā)生異常的振動故障時,檢查聯(lián)軸器的對中情況是必不可少的。
鍋爐風機廠家在大流量區(qū)計算值比實測值偏高,小流量區(qū)計算值比實測值偏低,但是整體上計算結果與實測結果基本吻合。由效率曲線圖可知,大流量區(qū)計算結果比實測結果偏高,小流量區(qū)計算結果比實測結果偏低,說明計算結果與實測結果吻合。通過實驗值與計算值的對比,CFX 軟件的數(shù)值模擬結果與實測結果一致,由此驗證了采用CFX 軟件對帶進氣箱的離心風機的數(shù)值模擬是可靠的。但上述邊界條件只針對高雷諾數(shù)而言,在固體壁面附近,流體粘性應力將取代湍流雷諾應力,并在臨近固體壁面的粘性底層占主要作用。
試驗噪聲分析
離心風機的噪聲按照流體動力聲源的發(fā)聲機制,分為三類:1)單極子,2)偶極子,3)四極子,風機正常工作狀態(tài)下產生的噪聲主要來源于偶極子源。根據(jù)GB/T2888-2008《風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法標準》對有無進氣箱離心風機的噪聲進行測試。試驗地點:浙江上風高科專風實業(yè)有限公司CNAS 檢測中心;采用聲級計對風機出口處的噪聲進行測試,測試方式及儀器。測量時,除地面外無其他的反射條件,測點位置D 距地面的高度與風機出口中心持平,水平方向上與出氣口軸線成45° ,距離出氣口中心L=1m。常用的管道減震器,如KTX可曲繞橡膠接頭,即管道減震器,一般安裝于靠近風機出口端,減震效果比較明顯。
鍋爐風機廠家的噪聲在小流量區(qū),帶進氣箱的離心風機噪聲低于不帶進氣箱,隨著流量的增加,帶進氣箱的風機噪聲顯著提高,在大流量區(qū),明顯的高于不帶進氣箱的噪聲。
鍋爐風機廠家與4 種消聲方式風機的A 聲級對比。從圖中可以看出,每一種方式都有著不錯的降噪效果,其中C 型改進風機降噪效果好,在額定工況點附近總A聲級能降低約7 dB( A) ; B 型改進風機降噪效果也比較理想,優(yōu)于A 和D 型改進風機; A 型改進風機的消聲效果最差。出現(xiàn)上述情況的原因應該是電機噪聲通過蝸殼會被放大,而沒有被吸聲材料有效吸收。將鍋爐風機廠家模型導入ICEM進行網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格劃分過程中對離心風機關鍵部位要進行加密處理,如葉輪、集流器、蝸舌、進氣箱的轉角處等。但后蓋板加裝消聲材料,恰好吸收了電機的部分噪聲,因此后蓋板加裝吸聲材料降低風機噪聲明顯。
本文對吸聲蝸殼對風機降噪效果進行了研究,分別對單獨蝸板、后蓋板、蝸板與后蓋板、蝸板與前蓋板加裝消聲材料的4 種方式進行了試驗測量,在鍋爐風機廠家全工況范圍內,風機噪聲都有不同程度的降低,其中蝸板加后蓋板組合的降噪效果好。由于穿孔板摩擦損失較大,氣體流動阻力增加,導致風機壓力和效率都有不同程度的降低。通過試驗證明相對于周向蝸板加裝消聲材料,風機后蓋板加裝消聲材料消聲效果明顯,且結構簡單、制造方便風機壓力損失小。也證明了消聲蝸殼有很好的降噪效果,并且鍋爐風機廠家蝸殼尺寸雖然有一定的增大,但相對于消聲器等其他降噪方法優(yōu)勢還是很明顯的。鍋爐風機廠家性能試驗原理及其裝置為了驗證修正后數(shù)值計算模型的準確度,對原風機的不同工況氣動性能試驗。對風機進出口安裝條件有限制并且對噪聲有一定要求的離心風機,吸聲蝸殼是較好的選擇。