三元葉輪技術(shù)在煤氣鼓風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用與實(shí)踐上課講義

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。三元葉輪技術(shù)在煤氣鼓風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用與實(shí)踐-三元葉輪技術(shù)在煤氣鼓風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用與實(shí)踐1H3?#c+g,陳松澤0B.xMj&b6b4u8v2d#趙春景/河北省邯鋼股份公司焦化廠摘要：主要論述了“全可控渦”三元葉輪設(shè)計(jì)與制造技術(shù)在煤氣鼓風(fēng)機(jī)中應(yīng)用與實(shí)踐，提出了在目前技術(shù)條件下鼓風(fēng)機(jī)組節(jié)能降耗與升級(jí)改造的可行性。關(guān)鍵詞：離心式鼓風(fēng)機(jī)；三元葉輪；改造；節(jié)能中圖分類號(hào)：TH442;i4d93h.文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1006-8155（2007）06-0062-02TheApplicationandPracticeo

2、f3-DImpellerTechniqueonGasBlowersAbstract:Thepapermainlydiscussestheapplicationandpracticeof3-Dimpellerdesignandmanufacturingtechniqueof“allcontrolledvortex”ongasblowers,andpointsoutthefeasibilityofenergy-savingandupgradereconstructioninblowerunitsunderthepresenttechniquecondition.Keywords:centrifug

3、alblower;3-Dimpeller;reconstruction;energy-saving0t7Y6O_1K,L4引言目前三元葉輪技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展較為迅速，國內(nèi)外三元葉輪設(shè)計(jì)可劃分成兩大類，一類是正命題設(shè)計(jì)方法，一類是逆命題設(shè)計(jì)方法。前者是先有葉輪的幾何形狀和尺寸再進(jìn)行葉輪內(nèi)流場(chǎng)分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷葉輪設(shè)計(jì)的好壞，再去修改所設(shè)計(jì)葉輪的形狀和尺寸直到滿意為止，不難想象這類設(shè)計(jì)方法不僅要求設(shè)計(jì)人員具有很豐富的判斷和修改設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，而且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)；后者是先有所希望的流場(chǎng)，后有可得到這一流場(chǎng)的葉輪幾何形狀和尺寸，它是利用三元流動(dòng)正命題公式，通過輸入葉輪內(nèi)兩或三根流線上的葉片壓力面與吸力面速度

4、差沿流線的分布，通過一系列假定，實(shí)現(xiàn)了用已知流場(chǎng)求得葉輪幾何形狀和尺寸的反命題目的，由于它未能解決葉輪內(nèi)全部流場(chǎng)控制與葉片光滑加工之間的矛盾，只能控制葉頂和葉根兩條流線上的流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)葉片較寬或葉輪由軸向轉(zhuǎn)徑向曲率半徑（軸向尺寸）較小時(shí)，葉片高度上流場(chǎng)變化劇烈，則葉輪的流動(dòng)效率將會(huì)下降甚至使計(jì)算設(shè)計(jì)發(fā)散。18S/n8*y/u*|#|-h“全可控渦”三元葉輪設(shè)計(jì)方法“全可控渦”三元葉輪設(shè)計(jì)方法，解決了葉輪內(nèi)全部流場(chǎng)控制與葉片光滑加工之間的矛盾，在設(shè)計(jì)時(shí)采用三元流動(dòng)逆命題公式，輸入葉輪內(nèi)全部流體質(zhì)點(diǎn)的“渦”（速度環(huán)量RCu）分布，直接得到三元葉片的型面，從而達(dá)到控制葉輪內(nèi)全部流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布。大

5、大縮短了葉輪設(shè)計(jì)的計(jì)算時(shí)間，而且可確保寬葉片或小軸向尺寸條件下設(shè)計(jì)計(jì)算收斂。西安交通大學(xué)王尚錦教授發(fā)明的高效節(jié)能“全可控渦”三元流離心式鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，這種技術(shù)制造的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子其葉輪的子午面、回轉(zhuǎn)面及葉片型線設(shè)計(jì)中采用了任意曲面設(shè)計(jì)方法，改變了國外引進(jìn)技術(shù)的“直線元素”三元葉輪只能自由控制葉頂和葉根兩個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪內(nèi)部全部流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)的控制，其效率可比一般三元流葉輪提高2以上，較二元設(shè)計(jì)的葉輪提高效率812,整機(jī)效率可達(dá)8486?！叭煽販u”三元葉輪的制造加工采用整體銑制工藝，整體鍛件在數(shù)控加工中心直接將葉片銑制在輪盤上，以保證葉片形狀與氣動(dòng)設(shè)計(jì)完全符合，這樣既保證

6、了鼓風(fēng)機(jī)效率，而且葉片與輪盤整體又可以保障葉輪強(qiáng)度?！叭煽販u”兩體焊三元葉輪的輪盤和蓋盤均采用高強(qiáng)度合金鋼制成，并組焊成葉輪組件，并且焊后采用整體熱處理進(jìn)行工藝調(diào)質(zhì)，這樣不僅可確保葉輪的整體晶粒組織細(xì)密，而且可以消除焊后應(yīng)力，從而大大提高了葉輪運(yùn)行的安全可靠性。定子擴(kuò)壓葉片采用數(shù)控銑制安裝角度固定可調(diào)節(jié)式的機(jī)翼型葉片，創(chuàng)造了在需要變動(dòng)機(jī)組與焦?fàn)t及管網(wǎng)匹配特性時(shí)的調(diào)整手段。2p,t-b2U*r5R“全可控渦”三元葉輪技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐隨著我國焦化行業(yè)擴(kuò)建、新建新焦?fàn)t的增多,對(duì)于已有相當(dāng)規(guī)模的廠礦來講,焦?fàn)t系統(tǒng)增加后,老的煤氣回收系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機(jī)的回收能力就顯得不足了。以往解決這類問題的主要途徑有兩

7、種:一是擴(kuò)建風(fēng)機(jī)機(jī)房增加新的風(fēng)機(jī),或更換舊有的風(fēng)機(jī);另一種是采用雙機(jī)并聯(lián)的運(yùn)行方式,以達(dá)到提高煤氣的回收能力的目的。前者耗資巨大,后者不但操作困難,運(yùn)行成本高,而且減少了備用風(fēng)機(jī)，嚴(yán)重地威脅到焦化生產(chǎn)的正常運(yùn)行,因此上述兩種方法都有著各自的缺點(diǎn)。采用“全可控渦”三元葉輪技術(shù)對(duì)舊風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造是完全可行的。采用“全可控渦”三元葉輪技術(shù)設(shè)計(jì)制造的節(jié)能型壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子已廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)制造行業(yè)，目前成功應(yīng)用該技術(shù)改造鼓風(fēng)機(jī)的例子有很多，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，舉例如下。我廠現(xiàn)有兩臺(tái)D900-0.976/1.333型煤氣鼓風(fēng)機(jī),因生產(chǎn)工藝要求增大煤氣風(fēng)機(jī)的容量，由當(dāng)前4.5萬m3/h增大到6.1萬m3/h。2

8、005年7月與西安交大賽爾聯(lián)系后,在不改變電機(jī)、增速機(jī)、風(fēng)機(jī)外殼等情況下，只對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子導(dǎo)流板進(jìn)行了改造，采用了“全可控渦”三元葉輪技術(shù)設(shè)計(jì)制造了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子,增容改造為D1250-0.976/1.333,總壓頭不變,電機(jī)以前使用的是1000kW電機(jī),此次改造沒有考慮,經(jīng)試車運(yùn)行達(dá)到了生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求,煤氣流量最大6.3萬m3/h,總壓頭30kPa,電機(jī)最大電流為97A,且運(yùn)行穩(wěn)定,兩臺(tái)煤氣風(fēng)機(jī)改造費(fèi)用總計(jì)98萬元,節(jié)約整機(jī)改造費(fèi)用260萬元,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。南昌鋼鐵公司煉鐵廠的D900-2.8/0.97-YDTZ40/55型鼓風(fēng)機(jī)改造1，在不改變風(fēng)機(jī)機(jī)殼的情況下，只對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子導(dǎo)流板進(jìn)

9、行了改造，成功改型為D1160-3.0/0.97，運(yùn)行指標(biāo)均優(yōu)于原風(fēng)機(jī)，并將高爐利用系數(shù)提高了0.875t/m3d，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。南京鋼鐵公司焦化廠的D750-2-1型煤氣鼓風(fēng)機(jī)改造2，在不改變電機(jī)（630kW）、增速機(jī)、風(fēng)機(jī)外殼等情況下，只對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子導(dǎo)流板進(jìn)行了改造，成功改型為D1000-1.25/0.95型煤氣風(fēng)機(jī)，且運(yùn)行指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠，節(jié)約了整機(jī)改造費(fèi)用240萬元，且每年可降低運(yùn)行電費(fèi)113.5萬元（國內(nèi)二元風(fēng)機(jī)一般需要900kW，節(jié)電270kW，按0.48元/kWh計(jì)算），經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。目前西安交大賽爾采用“全可控渦”三元葉輪技術(shù)設(shè)計(jì)制造的缸內(nèi)靜葉可調(diào)型“全可控渦”三元葉輪煤氣離心式壓縮機(jī)組性能優(yōu)越，較目前其它二元葉輪的效率提高了約12,較普通三元葉輪的效率提高了約3,且機(jī)組使用的電動(dòng)機(jī)普遍較小，如濟(jì)南鋼鐵公司4臺(tái)D900風(fēng)機(jī)使用的是630kW電機(jī)、重鋼焦化廠D1470風(fēng)機(jī)使用的是1000kW電機(jī)、唐鋼集團(tuán)D3000風(fēng)機(jī)使用的是1600kW電機(jī)等。32W/O,sLa結(jié)論（1）“全可控渦”三元流離心式鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是目前離心鼓風(fēng)機(jī)中節(jié)能效果最明顯的；（2）利用“全可控渦”三元葉輪技