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6-24 循環流化床鍋爐節能風機系列模型

2013-01-15 14:40:47 點擊數:

一 6-24 循環流化床鍋爐節能風機系列模型

專利號: 201010243450.5

1 用途

  本系列模型屬于小流量、中高壓范疇,最高風機效率為 82.3% 。用本模型模擬設計的風機系列風機可適用于 35-410 噸/時循環流化床鍋爐一次風機、二次風機和高壓頭引風機、高壓強制通風、煤氣鼓風機、燒結主抽風機等。

  No8模型無因次性能曲線

2 選型優勢

a 、性能優勢

舉例:某循環流化床鍋爐用風機設計參數: Pa=101 325(Pa) ; ρ 1 =1.2(kg/m3 ) ; 流量 =14 867 ( m3 /h );全壓 =17 931(Pa) ;

選型方案 1 :如果沒有 6-24 系列模型,要滿足以上參數只能選 7-16No10.6D( n =2 980r/min)

選型方案 2 :現在有了 6-24 系列模型,在某無因次曲線段(原此處空白)可選 6-24No 10D( n =2 980r/min) 。

表6 同樣轉速和進口密度下, 6-24No10D 與 7-16No10.6D 的性能對比結果

 

流量/(m 3 /h)

全壓/(Pa)

風機效率/(%)

葉功輪率/(kW)

7-16No10.6D

14 867

17 931

65

107.9

6-24No10D

14 867

17 931

82.3

85.21

偏差值/(%)

0

0

+26.6

-21

  由表 6 看出,為滿足設計參數,如選 7-16No10.6D ,風機效率為 65% ,而選 6-24No10D 風機效率為 82.3% ,風機效率可提高 26.6% ,葉功輪率可降低 21% ,可大幅節省能源。 而且機號小,可省料、降低成本。另外 6-24 風機的出進口面積比為 0.64 , 7-16 風機的出進口面積比為 0.47 ,與前邊所述的同樣,為滿足同樣靜壓差, 6-24 可減小機號。

b 、 F 式與 D 式相比性能相差小

  針對小流量風機在同一流量點,風機設計為 F 式比 D 式壓力及效率下降很多問題,我們對 6-24No8 模型設計了 F 式結構,即帶進氣箱、徑向進氣。表 7 給出了 7 個工況點的 F 式與 D 式無因次性能對比。

表7   F式與D式無因次性能比較

 

1

2

3

4

5

6

7

Φ

0.021 9

0.027 8

0.033 7

0.039 6

0.045 5

0.051 4

0.057 3

ψ(D式)

0.617 8

0.607 7

0.581 4

0.546 6

0.504 1

0.452 8

0.393 1

ψ(F式)

0.616 5

0.602 3

0.576 2

0.543 1

0.499 1

0.444 3

0.384 1

ψ偏差(%)

-0.21

-0.89

- 0.89

-0.64

-1

-1.9

-2.3

η r (D式)

0.731 3

0.793 1

0.823 2

0.823 0

0.804 8

0.763 1

0.703 9

η r (F式)

0.697 1

0.758 0

0.787 7

0.793 9

0.780 9

0.733 0

0.669 6

η r 偏差(%)

-4.7

-4.4

-4.3

-3.5

-3.0

-3.9

-4.9

 

 

 

        由表 7 可看出 7 個工況點 F 式與 D 式相比,壓力最大下降 2.3% ,風機效率最大下降 4.9% 。改變了小流量風機,當 F 式(徑向進氣)時,由于葉輪進口流場不均勻及軸對進口氣流的阻塞,壓力和效率下降很多的狀況。本 6-24 略圖附有 F 式進氣箱和進風口。

  綜上所述, 6-24 風機用途廣泛,其性能填補了該段性能曲線空白,并且高效低噪、出進口面積比大, F 式性能與 D 式性能相差很小。是小流量、高壓范疇的理想模型。

二、沈陽鼓風機研究所 簡介

  沈陽鼓風機研究所是風機行業的歸口所。機械工業風機產品質量監督檢測中心,全國風機標準化技術委員會秘書處、中國風機技術情報網、均設在沈陽鼓風機研究所。七十年代末沈陽鼓風機研究所組織風機行業聯合開發的( 4-73 、 4-72 、 9-19 、 9-26 、 5-48 、 6-48 、 T4-72 )為風機行業的發展和滿足市場需求起到了重要作用。  

  近年來,沈陽鼓風機研究所自主研制的新產品如:

    為首鋼四制粉引二爐設計的熱風爐煙氣用離心引風機;

    為山東海化集團研制開發 1.5 萬噸 / 年三聚氰胺冷氣風機;

    為撫順礦業集團有限公司西露天礦研制開發瓦斯排送風機、加壓風機;

    為格爾木煉油廠研制開發的 30 萬噸 / 年甲醇工程鼓、引風機組;

    為長沙中聯重工科技發展有限公司開發的筑路用助燃風機及循環風機;

    為大慶天燃氣公司煉油用加壓軸流風機;

    為株州機車車輛研制的大功率交流傳動機車用冷卻塔風機;

    為哈爾濱飛機制造廠開發的除雪風機;

    為撫順礦業集團撫順頁巖煉油廠擴建工程油母頁巖干餾裝置開發的 ATP 煙氣排風機、燃燒鼓風機、補燃鼓風機;

    為株州機車車輛廠、大連機車車輛廠等廠家設計研制了多套風管試驗裝置及自動測量系統。;

    為德州產品質量檢驗所等單位設計研制了 1.5m × 1.5m 、 2m × 2m 、 3m × 3m 、 4.6m × 4.6m 風室試驗裝置及自動測量系統。

  滿足用戶特殊性能的要求、效率高、運轉平穩等贏得了用戶的贊譽,為用戶創造了可觀的經濟效益。

            

                                                        模型試驗裝置

三、清華大學流體所 簡介

  清華大學流體所 從 1975 年起,在風機氣動力設計方法,風機噪聲機理分析和降噪技術及高性能風機產品開發方面有很好成果,特別是 70 年代開發的高壓離心風機9-19系列和 80 年代開發的中壓離心風機6-41系列,由于效率高、噪聲低被機械部定為全國推廣的節能產品,至今仍暢銷全國風機市場,為原北京風機廠和北京西山風機廠創造了很大的經濟效益。

  90年代以來,清華大學流體所提出了風機現代設計方法,將現代計算機技術引入風機氣動設計,對整機復雜流場進行數值模擬,能在設計階段對風機性能進行預估和優化,近年來先后為國外的美國通用電氣公司 (GE) 、日本大金公司、德國西門子公司、美國 REVCOR 風機公司、美國 Zfan 風機技術開發公司和國內的北京西山風機廠、鞍山風機二廠等單位合作開發一批高效低噪通風機新產品。例如:

  為北京西山風機廠開發了 7-35 風機系列風機;

  為鞍山風機二廠開發了針對大型流化鍋爐和燒結使用的 7-44 , 7-22 , 7-27 風機,為鞍山風機二廠創造了很大的經濟效益。

  又如為美國 GE 公司開發二臺離心風機,一臺是替代現有的空調風機,效率提高 28 %,噪聲降低 5dBA ,另一臺是用于美國一套高效中央空調示范系統的離心風機,樣機在美國斯坦福大學與其他產品作現場對比試驗,受到一致好評。

  另外,還為北京西山風機廠開發了高性能消排軸流風機系列和礦井對旋軸流風機系列等產品。

 

四、5個系列模型 總體介紹

4.1 項目介紹

  為滿足我國經濟的快速發展對風機的需求,提高風機產品的技術水平,貫徹國家信息化部關于逐步淘汰落后產品,推廣新產品精神。沈陽鼓風機研究所與清華大學流體所以國內一流的風機設計軟件開發、應用和試驗研究能力的優勢,強強聯合,于 2005 年 3 月立項,針對現有多數廠家生產的風機系列型譜,本著以填補空白、高效節能為目標 , 并且盡可能代替用途廣泛的其它系列產品的原則,規劃并研制 5 個風機系列模型。通過 5 年的時間,清華大學流體所對多種設計方案的整機復雜流場進行數值模擬,對風機性能預估和優化進行了幾百次氣動計算,沈鼓所加工制造了 30 多套風機模型,進行了 100 多次試驗研究,已完成了本項目。 5 個風機系列模型均達到了預期目標。該系列模型性能均達到了國內同類產品領先水平,并已申報專利。

4.2 風機性能

  5 個系列的風機模型其性能,除 4-73 系列模型外,均為曲線缺檔區域、并且無因次性能均在風機產品選型時常用的區域,效率高。也就是用此模型模擬的產品具有廣泛的用途,性能實用、高效節能,解決了因選型困難而導致風機性能不佳,效率低,產品機號大等問題。風機效率均高于 GB19761 -2009 《通風機能效限定值及能效等級》標準中的節能指標,面對市場有很強的競爭力,應用前景非常廣闊。

                                            離心風機無因次性能曲線

4.3 5個模型的共同特點:

  1 、用途廣泛,除 4-73 系列模型外的 4 個系列模型為填補了通風機系列型譜空白;

  2 、葉輪為后向板型葉片,因此電動機不易過載;

  3 、高效節能、高效區寬、噪聲低;

  4 、出口與進口動壓差小,可減小機號;

  5 、葉片進口磨損小,可延長葉輪的使用壽命;

  6 、加工方便,葉輪附有葉片展開圖。

五、主要業績

5個新型高效風機系列模型應用

  沈陽鼓風機研究所與清華大學流體所聯合開發的 5 個系列新產品模型,即 6-35 循環流化床鍋爐節能風機系列模型、 5-55 鍋爐鼓引節能風機系列模型、 6-24 循環流化床鍋爐節能風系列模型。該 5 個系列風機模型高效節能,已于 2011 年 8 月均獲國家專利。 僅以其中的 7-28 循環流化床鍋爐節能風機系列模型為例:該風機最高效率 87% (能效等級 1 級: 79% ,能效等級 2 級(節能評價值): 76% ),由此可見該風機最高效率比能效等級 2 級(節能評價值)高出 11 個百分點,意味著如果達到同樣的流量和壓力,功率將下降約 11 個百分點,節能效果相當可觀。

  目前很多風機廠家已應用了高效節能產品系列模型,相似模化設計為產品,并獲得了可觀的經濟效益。

  重慶通用機械有限公司已經生產 4-73 (板型葉片)№ 26F 、 4-2X73 (板型葉片)№ 20F ~№ 24F 、 5-2X55 № 29.5F 及№ 20 以下風機共計 30 多臺。主要用于鋼廠除塵風機、水泥廠窯頭及窯尾風機。

  四平鼓風機有限公司已生產 5-55 № 16D ,用于煤氣加壓風機。

  石家莊風機有限公司已生產 4-73 № 10D 、 5-55 № 10D 、 7-28 № 8D ,用于循環流化床。

  湖北省風機有限公司已生產 6-2X35 № 24F ~ 31F 、 6-35 № 5D ~ 23D 用于鋼廠除塵風機、鋼廠鼓引風機。

  6-2X24 № 26F 、 6-24 № 8D ~ 23D 用于循環流化床、煤粉風機。

  5-2X55 № 20F ~ 34F 、 5-55 № 7.5D ~ 23.2D 用于鋼廠鼓引風機。

  7-2X28 № 22F ~ 28F 、 7-28 № 8D ~ 24D 用于循環流化床等。

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