《毕业设计（论文）离心式风机的相关改进.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）离心式风机的相关改进.doc（22页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、离心式风机的相关改进 摘 要风机是电厂锅炉的主要辅助设备之一，是火力发电厂不可缺少的一部分，其所消耗的电量约占电厂总发电量的23%。随着用电量的不断增长和能源问题的出现，电厂风机运行的经济性越来越为人们所重视，其运行状况的好坏直接关系到火力发电厂的经济效益。它的安全稳定运行是机组安全运行的安全保障。本文主要介绍了Y4-260-01No26.5F型离心式风机的安装以及离心式风机在安装过程中出现的一些问题进行分析并提出相应的改进措施，并且针对离心式风机的减震防噪问题提出相关改进措施，最后对离心式风机主要部件在使用过程中的注意事项做了说明。关键词：风机振动；叶轮；改进措施 AbstractThe p
2、ower plant boiler fan is the main auxiliary equipment is one of the indispensable part of thermal power plant, the consumption of electricity power plant of electricity for about 2 3%. As of power consumption of the increase and the energy problem arises, power plant operation performance of fan for
3、 people place more and more attention, the operation condition of the directly related to the economic benefits of coal-fired power plants. Its safe and stable operation is the safe operation of the unit security. This paper mainly introduced the simple the centrifugal fan, to the centrifugal fan in
4、stalled in the factory and centrifugal fan installed some problems appeared during the paper expounds and put forward the corresponding improvement measures, mainly in centrifugal fan shock the deadening improvement measures are proposed. Finally the paper gives some of the main parts of centrifugal
5、 fan use common attention. Keywords: fan vibration; Impeller corrosion; Improvement measures目 录摘 要IAbstractII第 1 章 绪论11.1 课题研究的内容及意义1第 2 章 离心式风机的结构及工作原理22.1 基本构造22.2 工作原理32.3 性能参数32.4 离心式风机的特性42.5 调节方式6第 3 章 通风设备的减震防噪改进措施73.1 噪声73.2 通风设备常见的噪声73.2.1 机械噪声73.2.2 流体噪声73.3 离心式风机减震防噪改进措施83.3.1 常见的减少噪声措施83
6、.3.2 减少噪声的改进措施8第 4 章 离心式风机的减振改进措施114.1 风机振动114.2 风机振动大的原因114.2.1 系统阻力过大114.2.2 质量不平衡引起振动114.2.3 其他原因引起的振动124.3 改进措施12第 5 章 离心式风机润滑油系统改造135.1 改造前风机的运行状况135.2 润滑油路系统的改造14第 6 章 离心式风机冷却水系统的改造156.1 冷却系统存在的问题156.2 冷却水系统改造15总结16参考文献17第 1 章 绪论离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。离心式风机风量大效率高、运转平稳躁声低、结构完整
7、便于维护拆装方便等优点。离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气的推进等。电厂离心式风机我国早从20世纪60年代起就开发了具有世界先进水平的电站离心式风机，随后又开发出了一大批适用于我国火力发电技术发展各时期需要的电站离心式风机。目前包括相关引进国外先进技术的厂家一起，我国已能生产出具有国际先进水平的电站离心式风机，能够满足我国常规火力发电枝术发展的需要。我国电站风机的运行水平总体来说我国电站风机的运行水平是比较高的，但为满足我国电国实际需要，还
8、需进一步提高。1.1 课题研究的内容及意义本文通过对电厂锅炉机组离心式引风机出现的常见故障，进行原因分析，并提出故障处理措施及日常维护方法。目前用于火力发电厂的国内生产的高效离心式送、引风机，在实际运行中并未发挥出高效风机的“高效”这个优势，而处于高效风机低效运行的状况。究其原因，最根本的还不在于选型、风机与管道系统性能的匹配以及安装、等方面，而在于风机的故障处理这对电站锅炉本身的效率和电厂的经济效益有直接的关系，对风机的维护也有重大的意义。本文选择锅炉为410th，每台锅炉配置两台双进风吸入式离心式吸风机，型号为Y4-260-01No26.5F，转速742rmin，单驱动，双支撑，双入口。锅
9、炉采用文丘里水磨除尘器，吸风机工作环境恶劣，根据国家环保要求对机组进行了除尘脱硫改造，改造后，除尘脱硫后烟气湿度大、温度低、携带烟 尘多。吸风机长期连续运行条件差，故障发生频繁。第 2 章 离心式风机的结构及工作原理2.1 基本构造离心式风机主要构件有叶轮、机壳、机轴及吸入口等。1-吸入口2-叶轮前盘3-叶片4-后盘5-机壳6-出口7-截流板（风舌）8-支架图2-1离心式风机的结构分解示意图其中，叶轮由前盘、后盘和叶片组成。后盘固定于轮壳上，轮壳与机轴用键连接。按叶片出口安装角不同，叶轮分为以下三种型式。（1）前向(前弯)叶片的叶轮叶片出口安装角度 290，图2-2(a)前向叶轮，图2-2(b
10、)多叶前向叶轮。这种类型的叶轮流道短而出口较宽。（2）径向叶片的叶轮 叶片出口安装角度 290，图2-2(c)型径向叶轮，图2-2(d)型径向叶轮。前者制作复杂，但损失小，后者则相反。（3）后向(后弯)叶片的叶轮叶片出口安装290，图2-2(e)后向叶轮，图2-2(f)翼型后向叶轮。这类叶型的叶轮能量损失小，整机效率高，运转时噪声小，但产生的风压较低。离心式风机叶轮型式，如图2-2所示：图2-2 离心式风机叶轮型式2.2 工作原理当风机叶轮旋转时，叶片中的气体随叶轮获得离心力，并在离心力作用下，气体通过叶片而获得动能和压力能，从而源源不断地输送气体。2.3 性能参数每一台风机上都有一个表示其工
11、作特性的牌子，称为铭牌。铭牌中的流量、全压或压头、功率(容量)、效率、转速以及允许吸上真空高度等均表明了风机的性能，故称为风机的基本性能参数。(1)流量风机的流量是指单位时间内所输送的流体体积；以符号Q表示。单位为kg/s、m3 /s或m3 /h。(2)全压或压头全压(或压头)是单位体积气体通过曲机所获得的能量，包括动压和静压。用符号p 表示，单位为Pa或 mmH2O。流量与全压表明了机械具有的工作能力，是风机最主要的性能参数。它们之间的关系是风机理论的核心部分之一。(3)功率与效率功率有两种：有效功率和轴功率。有效功率是单位时间内流体通过风机所获得的总能量，即风机其功率完全传递给流体，故称为
12、有效功率，用符号Pe表示，单位为kW。风机的有效功率按式 Pe=Qp(kW) 2-1 式中Q风机的流量，m3/s；p风机的压头，kPa。轴功率消耗在风机轴上的功率，即电机传递给风机轴上的功率，用符号P表示。轴功率包括有效功率、克服风机转动产生的机械摩擦损失、风机中流体流动所产生的能量损失及漏水、漏气现象造成的能量损失等。故PPe，两者之比称为风机效率，用符号表示= 2-2配套功率是指电动机功率，用Pm表示。在选电动机时，一般考虑一定的安全系数，用k表示，则 Pm=kP 2-3式中：k常取1.151.50(4)转速转速是指风机叶轮每分钟的转数，以符号n表示。常用的单位是rmin。常用的转速有29
13、00、1450、960 rmin。在选用电动机时，电动机的转速应该和泵与风机的转速相一致。2.4 离心式风机的特性在一定转速下，离心式风机的主要性能参数可用曲线图形表示，这种图形称为风机的特性曲线。离心式风机的特性，如图：2-5，2-6，2-7所示图2-5 离心式风机特性曲线图2-6离心式风机管路系统特性曲线图2-7离心式风机的工况点2.5 调节方式离心式风机的调节方式一般有3种，即进口挡板调节、进口导叶调节和变速调节。（1）进口挡板调节是最简单的调节方式，也是最不经济的调节方式。它是在低负荷时用减小开度的办法进行调节。在减小挡板开度时并不能改变风机流量与压头特性曲线，而是人为的增加通道阻力。
14、挡板调节的经济性很差，所以一般不采用这种调节方式。（2）进口导叶调节是通过改变风机入口的气流方向来改变风机的特性曲线，这也使离心式风机的这种调节方式只能向着流量和压头减小的单方向调节。这也使风机的效率降低，但与进口挡板调节相比，其功率消耗要小。由于导叶调节的结构和维护都比较简单，所以是应用最普遍的调节方式。（3）变转速调节是采用液力偶合器、调频电动机等来改变风机的转速，从而改变风机的特性曲线。由于风机在不同的转速下对应的风机效率实际上是相同的，所以这种调节方式是最经济的。采用较多的是用双速（双绕组）电动机来拖动，使风机可在两种转速下运行。这种调节方式不能单独使用，应与导叶联合使用进行调节。在某
15、一负荷之上，风机以高转速运行；当降到一定负荷时，风机可切换到低转速运行。这样可以弥补由于负荷变化过大而引起风机效率大幅度降低。第 3 章 通风设备的减震防噪改进措施3.1 噪声声音：物体受振动后，在弹性介质（气、固、液）中传播的波，其频率和压力能使人耳引起音响感觉的声波称为声音，该受振动的物体称为音源。人耳能感受2020000Hz的声波，超过20000Hz称为超声波。通风设备产生噪音的因素有气流运动、机械、电磁等。其中最主要的噪音是气动噪音。我国常用的噪声指的是声压级，也就是离噪音源一定距离所测的噪音大小。噪声的单位是“分贝”，缩写为dB，我们常见的形式为dB（A），A的含义是在A计权网络指模
16、拟人耳对不同频率声音敏感程度的不同而对不同频率的声音分配不同的权重，对测量后的声音进行加权计算的一种测量方法。下测量的噪声，称为A声级，记作dB（A）。AMCA认证噪声测量用的单位是声功率级（LwiA）,也就是衡量噪音源本身所产生噪音的大小。我国通常使用的是声压级，声压级与声功率级的转化计算为：声功率级声压级 = 11.5 （距离噪音源1.5m）声功率级声压级 = 17.5 （距离噪音源3m）声功率级声压级 = 23.5 （距离噪音源6m）声功率级声压级 = 9 （距离噪音源1m）3.2 通风设备常见的噪声3.2.1 机械噪声 转子不平衡、轴承不合适、安装不良、机壳与接管共振、 基础与建筑物刚
17、性不足、 电动机电磁振动、传动机构不合适3.2.2 流体噪声 旋涡噪声：叶片在空气中旋转，引起涡流和气流紊流，产生宽频带噪声。旋转噪声：旋转叶片经过某点时，对空气产生周期性压力和速度脉动，向周围气体辐射的噪声。3.3 离心式风机减震防噪改进措施3.3.1 常见的减少噪声措施 保持转子平衡控制在标准规定的范围内，转子不平衡是引起离心式风机振动和噪声的根源。保持防振基础有好的刚性，减振器应处于有效状态。离心式风机进出风管与通风设备应柔性连接，防止机壳与接管的共振。保持风电轮位置在同一平面上，保持合适皮带松紧度，防止过松和过紧。选用优质轴承并正确安装。注意润滑油脂质量，补充间隔和填充量。选用优质电机
18、，防止产生电磁振动和噪声。3.3.2 减少噪声的改进措施 因为离心式风机本身为金属材质，直接安装，当时不会出现明显的噪声，但在长时间的使用过程中，螺栓有些松弛，或因为受重力的长时间的影响，或因厂房受外部因素影响导致离心式风机与厂房接触有间隙出现，这样离心式风机运转就会出现不平衡，两种金属之间就会产生撞击声，久而久之，此撞击声会越来越大。为此在安装离心式风机时考虑在两者之间加入减震器 全每台离心式风机的驱动装置和电机应均匀通过减震器和离心式风机本体相接，从而延长驱动装置及叶轮的寿命，并使之运行更为平稳安静。（减震垫）。减震器可采用弹簧减震器或橡胶减震器。因橡胶减震器减震效果更加，为此推荐使用5m
19、m的橡胶减震垫。并且如果采用硬连接的方式，离心式风机运行时产生的震动将会严重损坏离心式风机的各个部件。使得具有良好的气动性能，叶轮及皮带轮均经严格的动平衡校正，故运转平稳、噪声低、流量大、振动小、寿命长等特点。广泛适用于单位食堂、宾馆酒楼、饮食店等公共场所的厨房排风、抽油烟或通风换气之用，并适宜在粮食机械、化工机械、塑料机械等生产设备上使用。用途广泛，适应性强。改造前的参数，如表3-1所示表3-1改造前的参数机号转速配用电机流量全压噪声(No)(r/min)(Kw-P)(m3/h)(Pa)db(A)1.528000.25-2700-800912-7209514500.09-4363-40024
20、4-19396228001.1-21900-25001200-9599814500.25-4950-1350410-294952.2528002.2-22700-42501678-111810214500.37-41400-2200450-300992.514500.75-41950-2850490-39096314501.1-42500-3800600-400983A214501.5-43500-5000620-500983.514502.2-44995-66401199-998999601.1-63377-4476526-438101 改造后的参数，如表3-2所示表3-2改造后的参数机号转
21、速配用电机流量全压噪声(No)(r/min)(Kw-P)(m3/h)(Pa)db(A)1.528000.25-2700-800912-7206014500.09-4363-400244-19368228001.1-21900-25001200-9596514500.25-4950-1350410-294722.2528002.2-22700-42501678-11186614500.37-41400-2200450-300672.514500.75-41950-2850490-39068314501.1-42500-3800600-400683A214501.5-43500-5000620-5
22、00693.514502.2-44995-66401199-998679601.1-63377-4476526-43865第 4 章 离心式风机的减振改进措施4.1 风机振动由于受当时技术条件限制，该风机投产时没有装设振动自动测量装置，对于风机振动参数的采集主要靠人工利用仪器现场对机壳进行实际测量。吸风机的振动一般分为突发振动和逐渐增大两种。前者多发生于风机负荷变化频繁且幅度较大时，主要属于转子轮毂表面积灰突然脱落造成转子不平衡或锅炉高负荷运行的振动；后者则主要属于机械方面的异常引起的振动，同时还会伴有脉动异声出现。4.2 风机振动大的原因4.2.1 系统阻力过大由于大多数电厂使用的是管式空气
23、预热器，长期运行，容易积灰、结垢，严重时堵灰，并且水磨除尘器中的脱硫旋流板上很容易积灰，堵塞旋流板上的烟气通道。导致系统阻力增加，流量减小，系统的管路特性曲线变陡，使风机的工作点落入喘振区，导致引风机振动。4.2.2 质量不平衡引起振动叶轮质量不平衡主要由两方面原因：叶轮结垢和叶轮磨损。这两种情况的产生与吸风机前接的除尘装置密切相关。吸风机叶轮积灰结垢。电厂采用湿法脱硫，并且脱硫除尘一体化，这使得烟气湿度增大，温度降低，增加了未除尽烟尘的粘接度，在烟气流经风机叶片时，在气体涡流的作用下很容易被吸附在叶片非工作面上，特别在 叶片非工作面的进口处与出口处烟尘结垢比较严重，并且随着风机使用时间的增加
24、逐渐增厚。当每个叶片上的结垢或积灰不均匀时，叶轮的平衡遭到破坏，造成风机质量不平衡，发生振动。吸风机叶片腐蚀磨损。由于烟气湿度大，温度低，使得吸风机处于酸性烟气中工作，湿烟尘粘附在叶片上破坏了叶片的保护层，加速了叶片磨损，经过烟尘连续冲刷下，在叶片出口处由于磨损而形成锯齿形状或刀刃形状，严重时叶片焊接部位出现裂口，在高速运行中，叶片发生弯曲变形，造成叶轮不平衡。4.2.3 其他原因引起的振动风机中心与电动机 中心线不再一条线上，两转子的轴线上下或左右存在偏差，两转子的轴线相交成一定角度。这种情况一般在新安装或解体大修的风机中出现，在正常运行中很少出现。轴承座刚度，影响轴承座刚度的因素有连接刚度
25、、共振和结构刚度。吸风机为运行多年的 运行设备，轴承座和地基一般都不会引起风机振动。4.3 改进措施改进水磨除尘器内部结构。发电厂锅炉采用旋流板式的脱硫原理，在水磨除尘器内部安装三层旋流板，加大气液借助面积，提高脱硫效率。但在实际运行中，烟尘很容易粘接在旋流板上，堵塞扇形开孔，致使烟气流通不畅。并且在水磨除尘器内部的旋流板距离吸风机距离较近，小直径水滴很容易被吸风机抽走，增加了烟气的湿度，提高了携带烟尘量。根据此现象，采取以下改进措施：1、拆除水膜除尘器内部的旋流板装置。水膜除尘器主筒内设有三层旋流板，由于其开口方向不一致，不仅增加了烟气阻力，而且破坏了水磨除尘器的 原理，而其喷嘴喷出的水颗粒
26、却加重了烟气水分，因此，拆除旋流板，利用烟气旋转时产生的离心力将液滴分离开来，在水膜除尘器上部安装环形进水孔，利用沿石壁下流的水除去水磨除尘器内壁上的积灰。2、在文丘里前加装一级脱硫塔，增加脱硫效率，减少除尘用水量。在两侧烟道上各安装一台一级脱硫塔，并在一级脱硫塔处加装个水平喷嘴，保证烟气与除尘脱硫水充分接住，当烟气通过文丘里结构时，烟气流速加快，进入水磨后，增加了烟尘和水滴的离心力，进一步减少烟气携带的水分和烟尘。3、采取上述措施后，将大大减小烟气携带的灰尘和水分，防止吸风机叶片粘灰结垢，减轻了叶片腐蚀磨损，避免了脱硫系统结垢堵塞烟气通道，降低了系统阻力，使吸风机入口负压基本达到设计值，吸风
27、机远离失速区运行。停机次数明显减少，从原来的一周清灰一次延长至一个季度清灰一次。第 5 章 离心式风机润滑油系统改造在实际操作过程中，特别是引风机上升到达某点后，一般在比正常运行温度高 10风机由于运行条件较恶劣，故障率较高，据有关统计1015左右就会维持不变， 然后会逐渐下降。资料引风机平均每年发生故障为2次，冷却风机小、冷却风量不足。引风机处的烟每年发生故障为0. 4次，从而导致机组非计划停运 ，油温在120140轴承箱如果没有有效的冷却或减负荷运行。轴承温度会升高。比较简单同时又节约用电的解决，因此，迅速判断风机运行中故障产生的原因，采取的方法是在轮毂侧轴承设置压缩空气冷却。当温度低时的
28、措施解决是装置连续安全运行的保障。虽然此时可以不开启压缩空气冷却，温度高时开启压缩空风机的故障类型繁多，原因也很复杂，但根据相关资料显示，在实际运行中风机故障较多的是：轴承振动、动叶卡涩、轴承温度高、保护装置误动。而锅炉风机运行过程中发生故障较多的情况依然未有明显降低，后来经过分析我们认为是轴承温度高。针对这种情况我们对风机的润滑、风机的冷却水、风量不足是轴承温度高的主要原油系统进行了研究和改造。5.1 改造前风机的运行状况一直存在轴承温度高的问题，而风机轴承温度异常升高的原因有三类 : 润滑不良冷却不够、轴承异常，由于离心式风机轴承置于风机外，若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间隙增大引起
29、的温度升高，一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判断、如是润滑不良、冷却不够的原因则是较容易来判断由于风机在运行，很难判断是轴承有问题还是润滑、冷却的问题。实际工作中一般先从以下几个方面分析、解决问题。1、加油是否恰当。应当按照定期工作的要求给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况，主要是加油过多。这时现象为温度持续不断上升到达某点后，一般在比正常运行温度高1015左右就会维持不变，然后会逐渐下。2、冷却风机小、冷却风量不足。引风机处的烟温在 120140 轴承箱如果没有有效的冷却轴承温度会升高。比较简单同时又节约用电的解决方法是在轮毂侧轴承设置压缩空气冷却。当温度低时可以不开启压
30、缩空气冷却，温度高时开启压缩空气冷却。3、确认不存在上述问题后再检查轴承箱。通过使用以上方法后依然未有明显降低后来经过分析，我们认为送引风机的冷却水风量 不足是轴承温度高的主要原因。为此，我们经过论证与设计，对风机润滑油系统进行了必要的改造、降低润滑油温度。5.2 润滑油路系统的改造图5-1 润滑油系统流程图在对润滑油系统改造后，效果较为明显。引风机的轴承温度会大幅度降低，而且消除了引风机润滑油油箱进水的可能性，这些都为风机的平稳运行提供了保障。此外，由于压缩空气不再使用，减少了能源消耗，起到了节能降耗的作用。引风机润滑油系统改造使用后，使用效果会较好。第 6 章 离心式风机冷却水系统的改造6
31、.1 冷却系统存在的问题离心式风机因功率较大。故为水冷方式。 图6-1冷却冷系统流程6.2 冷却水系统改造（1）更换冷却水因冷却水是经过自备净水装置处理后的水，水质较差，含有较丰富的营养物质，为藻类生长提供了条件。建自来水引入冷却水池，彻底改善了系统用水水质，有效减缓了冷却管路的腐蚀，抑制了冷却塔藻类的生长。（2）改造循环水泵风机冷却系统的配套循环水泵流量为100m3/h，而单台风机设计循环水20m3/h，故水泵水量偏大，水压高于油压，在油冷却器出现问题是冷却水将在高压作用下进入油箱，对风机的安全运行构成威胁。通过将循环水泵的功率降低，同时保证了工厂用水，保证冷却水压为0.25-3.0mp，确
32、保了风机油压高于水压，从而达到安全运行的目的。改造后在夏季运行时，风机油温控制在50摄氏度以下，与往年同期期相比尤文降低5摄氏度左右，在其他季节，可根据油温情况调节冷却水量，适当减少冷却水量或只使用其中一只油冷却器，增加了运行控制的灵活性。 总结风机是火力发电机组不可缺少的主要辅助设备，其主要作用是将炉膛内燃料燃烧所产生的烟气吸出通过除尘器排入大气，并建立炉膛负压运行。尤其采用湿法脱硫和除尘的机组，风机运行环境恶劣，故障发生率较高。通过上述措施，减少风机的停运次数，增加了风机连续运行周期。在现代化生产中，生产装置向着大型化、高速化、自动化和连续化发展，大型机组成为现代化大规模生产装置中的关键设
33、备，如果出现停机故障将导致全厂停产，其损失是十分巨大的。近年来很多电厂十分重视主风机的检修质量，催化车间主风机的完好率达到了100% ，通过提高机组检修质量，确保了催化装置的安全高效运行，经济效益和社会效益显著。只有了解风机的结构性能,做到精确维护、正确判断故障,掌握风机故障的处理方法,才能保证风机的安全、稳定运行。参考文献谭兴昀.引风机叶轮积灰的故障诊断及分析.山西电力电出版社.20082吴洪波,姜家渊.锅炉风机运行中常见故障的原因分析及处理J.中国电力出版社.20053邢国清.流体力学泵与风机(第二版).中国电力出版社.20094刘家钰主编.电站风机改造与可靠性分析.中国电力出版社.20015张磊.张立华主编. 燃煤锅炉机组.中国电力出版社.20066吴民强.主编.泵与风机节能技术.中国电力出版社.19987刘家钱,齐春松.厂风机调节方式的探讨.中国电力出版社.19868李齐贵.高离心通风机内效率的新结构风机技术.中国电力出版社.1987910
