目前風機的湍流數值模擬方法有直接數值模擬法、雷諾時間平均法和大渦模擬法。每個湍流模型都有其各自的優缺點。對于直接數值模擬方法,其優點是可以在不引入經驗模型假設的情況下模擬流場中各尺寸的湍流波動,因此被稱為-的湍流波動。精細計算風機流體數值模擬方法的缺點是在直接數值計算中,網格尺寸要求很小,導致計算量的增加。它通常需要較大的內存和快速的cpu,因此在實際工程中很難應用。雷諾時間平均法是工程中常用的數值模擬方法。風機通過引入雷諾應力的封閉方程,可以求解時間平均雷諾方程。其優點是避免了直接數值模擬計算量過大的問題,但這些經驗模型只適用于有限的環境。直接數值模擬dns是瞬時湍流控制方程的直接解。dns的較大優點是它不需要對湍流進行任何簡化或近似。理論上,可以得到相對準確的結果。然而,直接風機數值模擬所需的網格節點數量-,計算量大。目前,只有一些簡單的流動機理可以研究,如室內空氣流動、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動過程中的碰撞磨損等。
風機的矩形截面蝸殼成型時,蝸殼側壁只需用鋼板切斷,在滾筒上滾動即可。加工制造方便。因此,選擇離心風機常用的矩形截面蝸殼作為風機蝸殼截面的設計依據。介紹了蝸殼型線的設計方案。采用等循環法完成了蝸殼型線的設計,選擇等邊單元法進行了蝸殼型線的近似繪制。
風機蝸殼外形參數的選擇
蝸殼寬度的選擇和蝸殼較佳寬度的選擇并沒有給出一種固定的計算方法。建議蝸殼b的寬度為葉輪出口寬度的2-5倍[52-54]。蝸殼的寬度也可通過公式確定。由式計算的蝸殼寬度為0.069m~0.099m,b值為0.72m,為風機葉輪出口寬度的6倍。通過對設計風機的建模和數值計算,4-72風機,當殼體厚度為葉輪出口寬度的6倍時,效率低,流量大,總壓低。因此,根據風機的數值計算和文獻綜述的結果,蝸殼寬度是葉輪出口寬度的4倍,即b為0.48m。
改造后,對兩臺風機進行性能評價試驗,包括全負荷風機數據試驗、改造前后數據試驗和風機較大出力試驗數據,如下所示。1滿負荷風機數據試驗:鍋爐滿負荷運行時,爐內氧含量維持在2.5%,爐內負壓維持在0-50pa,鍋爐穩定運行2小時后,現場測量兩臺引風機數據。滿足機組滿負荷要求。風機滿負荷數據見表2。
2改造前后數據試驗:風機改造后,鍋爐正常運行1小時,運行參數穩定。采集風機的數據,并與改造前的數據進行比較。鍋爐滿負荷時,兩臺引風機電流降低48a。
3風機較大出力試驗:冷態下,風機擋板開度為80%時,風機電流達到設計值。a風機入口擋板開啟80%時,風機電流為146a,b風機入口擋板開啟80%時,風機電流為145.6a,滿足設計要求。
結論
1與改造前后引風機試驗數據相比,a風機效率提高17.2%,b風機效率提高13.8%。正常運行時,風機進口擋板開度為50%~55%,風機電流95~100a,滿足機組滿負荷運行要求。
2改造后風機電耗降低26384 kwh,y5-48風機,增壓風機電耗降低52159 kwh,9-12風機,合計77543 kwh,輔助電耗降低0.5%。
3改造后,取消風機冷卻水,風機軸承高溫度為55c,滿足設計要求。通過排除冷卻水,淄博風機,每年可節約約5萬噸水。
4通過風機性能試驗報告和實際運行,引風機改造能滿足運行要求,節電效果明顯。