PDF《8型抽流风机部 合》

第32巷第3期2003年9月燕力透平们tanwroan.

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8 型抽流风机部合 静叶转角度对性憾的影响 黄志慧, 何建平 ( 上海汽转机有限公司设计研究所, 上海

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4 0 ) 摘要: 介绍 Z -

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3 .

8 型抽流风机部分静叶转角度对风机性能的影响.试脸证明, 部分静叶转角度的应 用非常有效地改善风机性能, 提高了机组的经济性 关键词: 部分静叶可调, 轴流风机 ;

静叶转角度卜 风机性能;

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T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s p e r f o r m a n c e e f f e c t e d b y p a r t r o t a t i o n a l v a n e s o f Z -

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8 f l o w - c o m p r e s - s o r . T h e p r a c t i c e s h o w s t h a t t h e a p p l i c a t i o n o f p a r t r o t a t i o n a l v a n e s i m p r o v e s n o t o n l y p e r f o r m a n c e o f f l o w - c o mp r e s s o r b u t a l s o t h e u n i t s c o s t - e f f e c t i v e n e s s . K e y w o r d s : p a r t v a n e s - r o t a t e d ;

f l o w - c o m p r e s s o r ;

r o t a t i o n a l v a n e s ;

p e r f o r m a n c e ;

e f f e c t 行范围变宽, 性能得到改善.全静叶可调的风机

0 引言 比部分静叶可调的轴流风机性能改善得更好些 但结构相对复杂、 庞大. 上海汽轮机有限公司( ( S T C ) 自行开发设计的 Z -

2 3

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3 .

8 型部分静叶可调轴流风机( ( S T C产品 代号为'

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5 8

7 ) 于2001年7月在天津铁厂调试一 次成功并进行了性能试验, 在此我们利用试验数 据对部分静叶转角度对风机性能的影响作一些论 述.2

587 风机设计背景

1 静叶可调轴流风机简介 静叶可调轴流风机可分为部分静叶可调轴流 风机和全静叶可调轴流风机两大类型.它们都是 通过转动静叶使静叶安装角改变, 从而使风机的 流量、 压比发生改变, 减小静叶安装角度, 可以使 风机的特性线向小流量方向移, 开大静叶安装角 度, 能使风机的特性线向大流量方向移.由此可 见,通过改变静叶的安装角度能使风机的流量运

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7 风机是为天津铁厂

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1 3

3 汽轮鼓风 机组改造项目设计的部分静叶可调轴流风机.天 津铁厂要求新机组的基础使用原机组的基础即基 础保持不动, 铁厂对风机需要满足的高炉运行工 况提出较高的要求, 如图

1 所示的A, B , C和D工况点组成的范围.尤其是高炉运行工况 A点: 流量2

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7 的流 量运行范围宽, 压比变化不大.如果设计仍用固 定静叶的轴流风机( 如

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7 风机静叶不可调) 将 无法同时满足这两工况点的运行要求: 若要满足 工况 A点运行就必须提高转速( 这样对风机及驱 动机一汽轮机的转子和动叶的强度以及临界转速 收稿日期:

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6 作者简介: 黄志慧(

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7 5 一〕 , 女, 下程师,

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9 7 年毕业于河南洛阳工学院, 现从事压气机及汽轮机的设计工作 万方数据

7 -

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3 . 8型轴流风机部分静叶转角度对性能的形响 等 要求就更高) 或者放大风机的 通流部分以使风机 特性线向大流量方向移动以满足 A点工况, 这样 就使 D点工况处于风机喘振线以外较远位置( 见图1 ) , 这样的风机若要保证 D点工况安全运行就 必须大量放风, 这就造成大量的能源浪费;

反之, 如 果把固定静叶的轴流风机模化缩小使风机特性线 向小流量方向移以满足 D点工况不放风安全运 行, 则大流量的 A点工况无法满足.如果采用静 叶可调的风机, 因其静叶安装角度可调, 流量随之 变化, 使风机的特性改善, 风机的流量运行范围变 宽, 从而就能满足用户对风机性能的要求.由于基 础尺寸已定. 轴流风机结构尺寸受到限制, 较难布 置尺寸相对较大的全静叶可调轴流风机, 而通过计 算分析, 部分静叶可调轴流风机也能满足用户要 求, 因此,

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7 风机设计成部分静叶可调. 图1

587 风机未转角度通用特性曲线( n =0 .

6 7 ) A , B , C和D点组成的范围是天津铁厂提出的高炉运行 工况范 围设计.欲:}进口 法兰处压力 P x动.

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1 二1图2

587 风机通用特性曲线( 理论计算) 通过风机静叶转角度的热力性能计算,

5 8

7 风机只要前

6 列静叶可调( 总级数为

1 1 级) , 静叶 转动角度按 相应工况 法依次减少, 进口导叶转动 角度范围为士1

5 0 , 就能使该风机的特性既能满足 A点工 况, 又能满足D点工况且不必放风的运行 要求〔 见图

2 ) , 节约了能源, 提高了机组的经济性. 通过对

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7 风机的性能测试, 我们得出了

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7 风机实测通用特性曲线( 见图

3 ) .从图

2 和图

3 比较可见, 理论计算的风机静叶转角度特 性与实测的风机静叶转角度特性基本一致.由于 试验测量本身带有一定误差, 加上计算中使用的 一些系数的选取也会影响计算结果( 包括理论计 万方数据 第 3期 热办透平算及实测特性线图中的数据计算) , 因此, D点工 况理论计算和实测特性线图之间还存在一些误 差.但从天津铁厂两套

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7 机组一年半的运行 情况看, 机组运行非常好, 无论是冬季的高压比小 流量工况还是夏季的大流量工况都能满足, 且不 需要放风.由此可见,

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7 风机静叶转角度后的 气动特性是成功的, 满足了用户的需求.

3 静叶转角度后对轴流风机性能的 影响 通过性能试验, 我们对试验数据进行整理分 析, 总结出部分静叶转角度后对轴流风机性能有 多方面的影响, 以下我们分别进行论述.

3 .

1 对效率的影响 在进行理论计算时, 我们对静叶转角度后机 组效率的影响作了详细的分析, 得出风机静叶转 动角度按 相应工况 角度变化计算的效率比按相 同角度变化计算的效率变化要小些.上海成套设 备研究所曾用我公司的6

0 0

0 k W燃气轮机的压气 机前四级在试验台上作了比较试验, 而该叶型与

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, 风机叶型是同一叶型.在试验台上的比较 试验表明: 每列静叶的安装角关小相同角度的比 按 相应工况 关小静叶安装角度的流量减少得稍 多些, 但压比降低得较多, 尤其效率有明显下降. 如在石 =

0 .

8 相对转速时, 其最高效率的 下降竟达

4 %左右, 而按 相应工况 关小静叶安装角度的 最高效率下降仅

1 %左右. 同样, 从

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7 风机实测通用特性曲线图( 图3)可见, 部分静叶转角度后的效率, 无论静叶安装 角是减小还是增加, 风机在新的运行状态下, 都能 保持高效工作, 说明级与级之间匹配没有破坏. 尤其第

5 级与第

6 级<

即可调静叶末级与其后的 固定静叶首级) 之间气流冲角的突跳所引起的匹 配问题, 试验证明影响不大, 风机在低工况仍能保 持在绝热效率为8

0 写以上的高效区工作. I比} . I一匕} 二卜」 } ,I = A - 斗. {}一}{}!一}}I}一}}}I}}{}{ I}I I 一} 、 {伙}一}! V 一}} } 11一}.}!! 设]..…H参巨 州+书袜豁 一 并株 升抖ff-1-IA'

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1 1 图3

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7 风机实测通用特性曲线( . =. .

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2 对流t的影响 理论上, 对一般轴流式风机进 口级, 平均半径 处流量系数 o m =0 .

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动叶栅进 口速度方 向角 a , =5

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0 这时, 进口导叶安装角变动

1 0 , 流量变化约 I %;

进口导叶安装角的设计值愈小, 改变静叶安装角 万方数据

2 一235o3 . 8型轴流风机部分静叶转角度对性能的影响 对流量的影响愈大. 在

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7 风机性能试验中, 我们对低转速部分 静叶安装角关小角度和高转速部分静叶安装角开 大角度对流量的影响分别进行测试 由图 4可见, 风机在低转速时, 进口导叶安装角每关小

1 0, 流量平均减少约

1 %.由图 5可见, 风机在高转 速时, 进口导叶安装角每开大

1 , 流量平均增加 约1.3%.而且从图 5还可看出, 进口导叶安装 角开大角度在 . ~5 0范围时, 流量增加量最大, 该 范围进 口导叶安装角度每转

1 0流量就改变约

18 瑞.继续开大角度, 则流量增加量较少, 这也 就证明了进口导叶安装角的设计值越小, 改变静 叶安装角对流量的影响越大, 进口导叶安装角的 设计值........