泰安高压离心式风机常用解决方案「山东冠熙」

经过多年的工作实践和总结，作者认为此类高压离心式风机产生异常振动的主要原因有：基础因素、安装精度不达标、风机叶轮不平衡、管道共振等。因此，在设计电机形状时，应充分考虑电机形状对叶轮内部流动的影响，从而提高金属叶轮的稳定性，确保离心风机的性能。有时，振动是多个原因共同作用的，在实际工作中，应认真综合分析，才能找到解决问题的办法。下面，作者就上文所列的振动因素及其处理措施进行分析和探讨。

基础因素及其检查处理措施

高压离心式风机基础因素如基础设计、施工不规范等造成风机振动往往被忽视。其实，基础因素造成风机振动故障的事例并不少见，且其危害性很大。作为工程技术人员，首先要了解风机基础的作用。风机基础的作用有三个方面：

一是，根据生产工艺条件和设备安装要求将风机牢固地固定在一***置上；

二是，承受风机的全部重力以及工作时由于作用力产生的载荷，并将载荷均匀地传布到地基；

三是，吸收和隔离因旋转动力作用产生的振动，防止发生共振。

处理措施就是联轴器的重新找正，确保同心度在偏差允许值内。可以看出，不同工况下，A型消声蜗壳的降噪效果不同，高压离心式风机在额定工况点附近，降噪效果好。联轴器对中找正应注意的是：一是，应以高压离心式风机的联轴器为基准，测定和调整高压离心式风机电机来保证电机与风机两轴线同轴；二是，电机的四个地脚螺栓必须对角均匀紧固后才能读数；三是，盘动联轴器时转向应与风机运转方向一致。调整的顺序应是；首先，使两联轴器轴线平行，即先保证轴向百分表的四个读数相差值符合本文表1 的允许值；其次，使两联轴器轴线同高，即先调整左右径向偏差，后调整上下高差，直至符合本文的允许值。在实际工作中，常用的打表工具———磁性表座虽然使用简便，但却存在着刚性不足和适用条件受限的不良情况。

对于重要和安装要求高的风机，有必要设计和制作一个表架配合百分表进行测量，高压离心式风机主要由抱箍、角钢表架等组成。C组合改进风机全压降低了约36．8Pa，效率下降了约3．18%。，主要是U102 除尘风机振动偏大需重新校正联轴器对中。现场检修人员反映，在打表过程中，径向百分表下方读数不时出现异常情况：电机垫高已经很明显，但读数却不变或变小（当时百分表探头打在风机端半联轴器上，此情况下，如电机垫高，径向百分表在下方读数应增大）。异常读数的出现，严重干扰了检修正常进行。凭多年经验并仔细观察后发现，当联轴器转到下方时，百分表探头已脱离半联器近0.5 mm，即此时百分表探头已不起作用，百分表出现假读数。

高压离心式风机管道共振和检查处理措施

风机的进出口管段风速很高，高速穿行的风会扰动管道，使管道发生共振。蜗壳优化对高压离心式风机金属叶轮稳定运行的影响蜗壳是离心风机金属叶轮的重要组成部分。一般情况下，风机进出口管是靠法兰和叶轮壳体刚性连接的，管道的振动必然传到壳体上，而壳体通常和轴承座相连，壳体振动又引起轴承座振动，终导致致整台风机发生振动。此类振动的预防处理措施为：

（1）检查高压离心式风机壳体，如壳体存在裂纹的或磨损及其腐蚀严重的，应加固或整体更换；

（2）在振动比较明显的管段上加装管道减震器，使管道与风机壳体呈柔性连接，减小或缓冲振动。本文所研究的某离心风机叶轮有均布的16个前向的大小叶片，其内部流场较为复杂，为了揭示高压离心式风机内的流场特性，对风机进行全三维数值模拟。常用的管道减震器，如KTX 可曲绕橡胶接头，即管道减震器，一般安装于靠近风机出口端，减震效果比较明显。另外，有些管道补偿器如填料式补偿器、波形补偿器也可以起到减震作用；

（3）在条件允许下可优化出口管道，一般来说，弯头处更容易发生扰动管道而造成振动的现象，所以风机出口段宜有不小于5 m 的直段，以减少出口阻力损失，达到顺畅输送介质的目的；

（4）进口调节阀宜优先选用叶片阀，它在工作时能实现管道内输送介质的均匀分布，防止产生剧烈涡流而发生振动。以离心风机在掘进工作面环境下的运行工况为依据，进行高压离心式风机参数设置：流量取22806。上文阐述的引起风机振动的因素只是本人原所在企业常见的，当然不排除其他类型的风机会有其他的因素。在实际工作中，不能孤立、片面地把振动的原因归结于某一项因素，也有可能是这四种因素共同作用的结果。因此，在分析高压离心式风机振动故障时，应该根据振动特征具体分析，事实求是地综合考虑，只有这样，才能准确、快捷地找出振动原因，消除振动故障。

将建立好的高压离心式风机三维模型导入ICEM 软件进行混合网格的划分。高压离心式风机的噪声在小流量区，带进气箱的离心风机噪声低于不带进气箱，随着流量的增加，带进气箱的风机噪声显著提高，在大流量区，明显的高于不带进气箱的噪声。其中进出口和叶轮区域采用结构化网格，而蜗壳部分由于其内部结构复杂，尤其是电动机周围结构并非规则模型，故采用适应性较强的非结构化四面体网格，具体网格如图3 所示。综合考虑动静耦合区域对数值模拟预测结果的影响，在进行网格划分时，对边界层进行加密处理，其较低网格质量雅克比[14]在0.3 以上。为了保证数值计算结果的准确性，避免网格误差对其模拟结果造成影响，对高压离心式风机进行网格无关性验证，如表1 所示。综合考虑计算精度和计算效率可知，当网格数为25 万左右时预测结果较为合理，终确定整个计算域的网格数为2513558。k-ε 模型作为为普遍有效的湍流模型，能够计算大量的各种回流和薄剪切层流动，被广泛应用于各类风机的数值求解计算中。

由于有梯度扩散项，模型k-ε 方程为椭圆形方程，故其特性同其他椭圆形方程，需要边界条件：高压离心式风机出口或对称轴处k / n0和/ n0。针对高压离心式风机有无进气箱两种结构形式，建立了两种计算模型，利用CFX软件对两种模型进行数值模拟，研究其内部三维流场特性，基于数值模拟结果分析了进气箱对离心风机的性能影响。但上述边界条件只针对高雷诺数而言，在固体壁面附近，流体粘性应力将取代湍流雷诺应力，并在临近固体壁面的粘性底层占主要作用。而多翼离心风机由于结构尺寸小、相对马赫数低，气体黏性力在流体流动过程中起重要作用，因此，在实际运用过程中，标准k-ε 模型由于未充分考虑粘性力的影响，导致计算模型出现偏差。运用Visual C++将上述修正函数编写为UDF代码，并导入Fluent 内置Calculation module。为符合实际运行状态，高压离心式风机进出口边界条件设置为压力入口和压力出口，出口压降与动能成正比，从而避免在进口和出口定义一致的速度分布[15]。后以CFD 计算的定常结果作为初始条件，进行非定常数值计算。