改善大風(fēng)條件下運行性能的空冷風(fēng)機和新型導(dǎo)風(fēng)筒.ppt

改善大風(fēng)條件下運行性能的 -空冷風(fēng)機和新型導(dǎo)風(fēng)筒,張國榮 江蘇中聯(lián)風(fēng)能機械有限公司,一、公司簡介與空冷風(fēng)機業(yè)績,核電/核工程風(fēng)機 核級與非核級軸流風(fēng)機 反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生間循環(huán)冷卻風(fēng)機 堆坑冷卻風(fēng)機 大型核級機力塔冷卻風(fēng)機 核中試廠與核廢物處理風(fēng)機 .,地鐵隧道風(fēng)機 大型耐高溫可逆式風(fēng)機 大型排熱風(fēng)機 射流風(fēng)機 對旋施工軸流風(fēng)機 功率達350kw,靜壓4500pa,大型空冷風(fēng)機 電站空冷軸流風(fēng)機 機力塔風(fēng)機 石化冷卻風(fēng)機,大型風(fēng)機設(shè)計、制造經(jīng)驗 1、1962-1968年研制成功我國第一臺大型玻璃鋼風(fēng)機。 直徑為4.7米、轉(zhuǎn)速為 550rpm，至今已運行40年葉片仍完好無損。 2、1974-1976年研制成功我國第一臺冷卻塔大型玻璃鋼風(fēng)機，玻璃鋼葉片使用壽命已達30多年。 3、負(fù)責(zé)國家七五、八五攻關(guān)項目“風(fēng)力機復(fù)合材料漿葉研究”， 包括直徑32米風(fēng)力機葉片。 4、 1984年因研制玻璃鋼葉片系列獲國家科技術(shù)進步二等獎。 5、九十年代初，研制成功核電站用“核安全級玻璃鋼大型抗震耐 高溫風(fēng)機”，并出口到巴基斯坦恰?，敽穗娬?。 6、2003年完成了空冷風(fēng)機的鑒定。,電站空冷風(fēng)機業(yè)績 中電投山西永濟電廠60臺9.754米空冷風(fēng)機 晉能集團大同熱電擴建工程32臺9.754米空冷風(fēng)機 大唐臨汾河西電廠60臺9.754米空冷風(fēng)機 陽泉南莊電廠32臺9.754米空冷風(fēng)機 山西永皓電廠18臺9.144空冷風(fēng)機 內(nèi)蒙華潤金能電廠60臺9.144空冷風(fēng)機 國華寧東煤矸石電廠60臺9.144空冷風(fēng)機 陜西北元化工熱電工程32臺9.144空冷風(fēng)機 大同煤礦資源綜合利用空冷電廠36臺9.144m空冷風(fēng)機 山西汾西礦業(yè)集團綜合利用電廠提供18臺8.91m空冷風(fēng)機 * 提供的5000多個大型空冷風(fēng)機葉片，未斷裂過一只葉片！,大型風(fēng)機全性能測試裝置 1、獲國家機械工業(yè)局科技進步二等獎； 2、可測風(fēng)機最大直徑12.53m； 3、風(fēng)機風(fēng)量、靜壓、全壓、功率、噪聲、溫濕度等各種參數(shù)。 4、風(fēng)機失速點的測試,空冷風(fēng)機主要技術(shù) 整體一次性成型風(fēng)機葉片(非膠接成型) 抗大風(fēng)防失速風(fēng)機 抗大風(fēng)防失速導(dǎo)風(fēng)筒 空冷風(fēng)機葉片雙向力矩平衡 大型復(fù)合雙層吸聲導(dǎo)風(fēng)筒技術(shù) 獲機械工業(yè)部科技進步二等獎大型試驗臺 空冷風(fēng)機現(xiàn)場振動分析與平衡系統(tǒng),二、改善大風(fēng)條件下運行性能的 -新型導(dǎo)風(fēng)筒和空冷風(fēng)機,自然大風(fēng)對直接空冷系統(tǒng)的影響比較嚴(yán)重，在夏季高溫段遇到外界大風(fēng)時，均有不同程度的降負(fù)荷影響，據(jù)相關(guān)資料介紹漳山電廠、大一電廠、大二電廠高溫時段皆因空冷系統(tǒng)受到大風(fēng)影響，出現(xiàn)過機組跳閘現(xiàn)象。,目前相關(guān)研究認(rèn)為除了爐后來風(fēng)導(dǎo)致空冷島熱回流原因之外，認(rèn)為外圍空冷單元在橫向大風(fēng)作用下發(fā)生“倒灌”現(xiàn)象是主要原因之一。 1、迎風(fēng)面空冷單元實測流量為負(fù)（08年論文集p155） 2、報道的正面有利方向來風(fēng)使機組背壓急劇升高. 本研究試圖從風(fēng)機本身的氣動特性角度提出一種支持觀點，分析外圍“倒灌”現(xiàn)象產(chǎn)生的空氣動力學(xué)可能原因。 提出一種大風(fēng)下外圍風(fēng)機消除這種“倒灌”現(xiàn)象的導(dǎo)風(fēng)筒和風(fēng)機。,1、風(fēng)機倒灌現(xiàn)象與不穩(wěn)定運行區(qū),空冷模型機試驗：阻力增加過大時,葉尖部位發(fā)生了氣流倒灌,風(fēng)機在失速區(qū)運行的危害性 1、風(fēng)機工作點不穩(wěn)定，氣流振蕩，出現(xiàn)“倒灌”現(xiàn)象。直接導(dǎo)致?lián)Q熱效果的惡化。 2、風(fēng)機葉片將承受較大交變氣動力載荷，根部將承受較大氣動力彎矩，可能產(chǎn)生疲勞裂紋和共振破壞。,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 按api661標(biāo)準(zhǔn)的第規(guī)定：為了避免風(fēng)機在失速區(qū)運行，風(fēng)機必須滿足通過增大葉片安裝角，可使流量有10%的增量。 美國核空氣法規(guī)asme-ag-1規(guī)定：軸流風(fēng)機的最小可運行點不超過設(shè)計流量的30%。,2、大風(fēng)將導(dǎo)致外圍風(fēng)機在失速區(qū)運行,橫向風(fēng)導(dǎo)致阻力增大 橫向風(fēng)可看作通風(fēng)系統(tǒng)一個阻力增量，簡易的經(jīng)驗計算公式為： p=0.5*v2 當(dāng)橫向風(fēng)速為10m/s，空氣密度為1kg/m3 時系統(tǒng)阻力增加50pa。 系統(tǒng)的阻力增大可能導(dǎo)致風(fēng)機在失速區(qū)運行！,觀點一:在橫向風(fēng)作用下，acc實際阻力大于二次方阻力 橫向風(fēng)作用下的空冷單元阻力特性：p=1.2*(27.094*v迎1.0832)+0.5*v橫2,10m/s橫向風(fēng)，二次方阻力特性 p=k*q2,觀點二：迎風(fēng)面外圍風(fēng)機橫向風(fēng)阻力遠大于其它風(fēng)機 當(dāng)環(huán)境橫切風(fēng)為7m/s時，空冷風(fēng)機的吸入風(fēng)量幾乎都來自這股橫切風(fēng)，在外圍迎風(fēng)面的空冷風(fēng)機下方造成“擁堵”，此處空氣流速高達22m/s。（引用雙良集團發(fā)表的數(shù)模研究報告） 當(dāng)橫向風(fēng)速為15m/s，空氣密度為1kg/m3 時系統(tǒng)阻力增加112.5pa ，在此情況下風(fēng)機必然在失速區(qū)運行。,環(huán)境風(fēng)速為7m/s時，y截面速度場分布圖,環(huán)境風(fēng)速為7m/s時，壓力場分布圖,推論： 外圍空冷風(fēng)機單元發(fā)生“倒灌”現(xiàn)象原因之一是： 由于橫向風(fēng)的擁堵現(xiàn)象，其環(huán)境橫向風(fēng)附加阻力增大過多，致使風(fēng)機在不穩(wěn)定區(qū)域運行！,3、本報告解決方案 -新型導(dǎo)風(fēng)筒和空冷風(fēng)機,anti-stall系列防失速增效導(dǎo)風(fēng)筒 效果: 1、增大在環(huán)境橫向風(fēng)條件下的風(fēng)機靜壓，增大排風(fēng)量； 2、消除風(fēng)機本身“倒灌回流”現(xiàn)象，穩(wěn)定風(fēng)機工作點； 3、減小葉片交變載荷，保護葉片。,失速喘振邊界線,風(fēng)機靜壓,系統(tǒng)阻力曲線,風(fēng)機流量,葉片安裝角,適用： 1、外圍風(fēng)機； 2、中寬系列葉片安裝角超過18o / 加寬系列葉片安裝角超過15o的風(fēng)機。,anti-stall系列防失速增效導(dǎo)風(fēng)筒,dhp系列防失速大梯度空冷風(fēng)機 效果: 1、葉片扭角大，壓力梯度大，性能曲線陡悄，抗大風(fēng)能力強； 2、配有防失速增效導(dǎo)風(fēng)筒消除風(fēng)機本身“倒灌回流”現(xiàn)象，穩(wěn)定風(fēng)機工作點； 3、出風(fēng)均勻，有利于提管束上部迎面風(fēng)速，緩解目前冷凝器實測風(fēng)速上小下大現(xiàn)象。 4、風(fēng)機集群運行時，相互影響小、集群因子高。 適用： 1、受橫向風(fēng)影響較大的風(fēng)機，特別適合于外圍風(fēng)機； 2、需大量集群運行； 3、管束特別空易臟的場合。,0m/s，單排管acc阻力,10m/s環(huán)境風(fēng)附加阻力+ acc阻力,不穩(wěn)定運行區(qū)域,hp風(fēng)機,5m/s