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动叶可调轴流风机叶片磨损对其性能的影响

动力工程学报 2017年第4期37卷 285-292页

作者：叶学民张丹李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

利用Fluent软件对某单级动叶可调轴流风机进行全三维数值模拟,分析了不同动叶安装角下的颗粒轨迹、动叶压力面颗粒质量浓度分布和叶片磨损特征,并比较了不同动叶安装角下叶片磨损对风机性能的影响.结果表明:动叶安装角增大导致颗粒运动... 详细信息

利用Fluent软件对某单级动叶可调轴流风机进行全三维数值模拟,分析了不同动叶安装角下的颗粒轨迹、动叶压力面颗粒质量浓度分布和叶片磨损特征,并比较了不同动叶安装角下叶片磨损对风机性能的影响.结果表明:动叶安装角增大导致颗粒运动轨迹更加复杂,在叶片间反弹更加频繁,撞击尾缘的颗粒数增多,压力面颗粒高质量浓度区域向尾缘延伸,尾缘磨损加剧;受叶片磨损影响,在运行一段时间后风机全压基本不变,而效率显著降低,随着动叶安装角的增大,风机效率降幅有所减小.

关键词：动叶可调轴流风机含尘气流叶片安装角叶片磨损风机性能

动叶可调轴流风机前后级叶轮单叶片非同步调整时的内流特征

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动力工程学报 2014年第7期34卷 541-550页

作者：叶学民李新颖李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

对某两级动叶可调轴流风机进行了整机三维定常数值模拟,研究了不同工况下第一、第二级叶轮单叶片安装角发生非同步调整对风机整机、单级叶轮以及异常叶片周围流场的影响.结果表明:叶片安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率均变化不... 详细信息

对某两级动叶可调轴流风机进行了整机三维定常数值模拟,研究了不同工况下第一、第二级叶轮单叶片安装角发生非同步调整对风机整机、单级叶轮以及异常叶片周围流场的影响.结果表明:叶片安装角发生小角度偏离时,风机的全压和效率均变化不大,随着偏离度Δβy的增大,风机性能显著恶化;第一级叶轮异常时风机的整体性能、单级叶轮的总压升能力和异常叶片自身的做功性能以及前后级导叶效率均劣于第二级叶轮异常时,尤其是负向偏离时表现更显著,仅Δβy=12°时优于第二级叶轮异常时;正向偏离时,第一、第二级叶轮的熵产率和流线分布呈相似规律,均在异常叶片吸力面侧尾缘形成高熵产率区和分离涡,其大小随Δβy增大而增大;负向偏离时,第一级叶轮异常时在异常叶片的压力面侧为高损失区,而第二级叶轮异常时则对相邻叶片的吸力面产生影响,并在其尾部形成分离涡.

关键词：动叶可调轴流风机两级叶轮非同步调整安装角异常内流特征

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动叶可调轴流风机新型调节系统的研究与应用

动叶可调轴流风机新型调节系统的研究与应用

作者：杨洁四川大学

学位级别：硕士

动叶可调轴流风机具有压力高、风量大、效率高、调节范围广、结构合理、可靠性高、综合经济性好等优点,广泛应用于火电厂、钢厂、矿山等工业系统中。目前动叶可调轴流风机是采用执行器驱动连杆机构的方式来调节伺服阀位置,从而控制液压... 详细信息

动叶可调轴流风机具有压力高、风量大、效率高、调节范围广、结构合理、可靠性高、综合经济性好等优点,广泛应用于火电厂、钢厂、矿山等工业系统中。目前动叶可调轴流风机是采用执行器驱动连杆机构的方式来调节伺服阀位置,从而控制液压油的进回油方向,进而控制液压缸活塞的前进和后退,再通过与活塞连接的叶片调节装置来驱动叶片的旋转调节,整体来讲是一种电动机械的调节系统。在实际运行过程中,存在几点问题:一是机械故障源多,调整精度差。从执行器到伺服阀之间存在多个机械连接点,都存在发生故障的可能,而实践运行中确实时有发生连杆断裂、弯曲、连接销脱落、关节轴承磨损等故障;同时由于机械连接存在的松动、磨损,在一段时间后,存在“跑位”的情况,导致叶片实际位置与反馈位置不符;二是执行器无法实现风机运行过程中在线更换,一旦故障只能停机更换或修理;三是伺服阀磨损较快,磨损后内泄露增大导致油压波动;四是液压油故障后叶片位置无法锁定,只能停机处理。一旦停机,将导致整个工业系统停止运行,造成巨额的经济损失。本论文设计了一种动叶可调风机的新型调节系统,解决了目前通用的执行器加连杆机构调节系统中存在的机械故障多、调节不精确、伺服阀磨损快、油路故障后叶片位置无法锁定的问题。论文主要研究工作内容包括:（1）结合TRIZ理论对动叶可调轴流风机目前调节系统的缺点进行分析,确定了新型调节系统采用电液调节方式取代原来的执行器加伺服阀的电动机械调节方式,并采用液控单向阀进行液压锁定的方案。（2）根据新型调节系统确定的技术路线,结合现有动叶可调轴流风机调节系统的特点,设计完成了新型调节系统的整体结构图和功能图。（3）根据新型调节系统的整体结构图和功能图,进一步完成了关键零部件的设计和研究。主要有旋转接头的设计、比例阀和位置传感器的选型、位置传感器的安装及新型调节装置主体结构的设计等。（4）根据新型调节系统的整体结构图和功能图,进一步完成了油系统和控制系统的设计,并对油系统的参数进行了计算与研究;对控制系统的控制策略进行了比选,确定了PID控制策略,并对控制方式、控制参数进行了研究。（5）在设计完成后,对产品进行了试制,并通过工厂模拟测试和用户现场测试,对产品运行进行验证,最后根据使用情况,提出了进一步优化的方向。

关键词：动叶可调轴流风机新型调节系统比例阀位置传感器 PID控制旋转接头

提升两级动叶可调轴流风机性能的叶顶形状数值研究

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空气动力学学报 2018年第4期36卷 695-703页

作者：叶学民张建坤李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

采取恰当的叶顶形状可以提高轴流风机性能。以某两级动叶可调轴流一次风机为对象,采用Fluent模拟了叶顶具有斜槽或阶梯状结构等5种情形下的风机性能,分析了其内流特征、压力分布和损失特征。结果表明:5种叶顶形状均可有效提高风机性能,... 详细信息

采取恰当的叶顶形状可以提高轴流风机性能。以某两级动叶可调轴流一次风机为对象,采用Fluent模拟了叶顶具有斜槽或阶梯状结构等5种情形下的风机性能,分析了其内流特征、压力分布和损失特征。结果表明:5种叶顶形状均可有效提高风机性能,提升效果依次为逆流向斜槽、双斜槽、上阶梯叶顶和下阶梯叶顶,而顺流向斜槽仅在小流量下提升性能明显;改进后的叶顶形状均使泄漏流场更加复杂,泄漏涡分布区域及强度明显增大,叶顶间隙内涡量值显著提高,由此降低了叶顶间隙内轴向速度和泄漏流量;其中,逆流向斜槽改善风机性能最为突出,在设计流量下,全压和效率分别提高4.68%和0.94%;考虑到当前燃煤机组低排放改造后增大的烟风阻力和风量需求,逆流向斜槽叶顶是最佳选择。

关键词：动叶可调轴流风机叶顶形状风机性能内流特征泄漏涡

周向弯叶片对动叶可调轴流风机气动性能影响的数值模拟

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动力工程学报 2019年第1期39卷 41-49,58页

作者：李春曦范福伟刘宏凯叶学民华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

为了有效改善轴流风机气动和声学性能,以带后置导叶的OB-84型单级动叶可调轴流风机为对象,利用Fluent软件和Ansys有限元分析模块,对比叶片弯曲前后风机的气动性能和内流特征,分析其静力结构特性并进行了噪声预估。结果表明:叶片弯曲后... 详细信息

为了有效改善轴流风机气动和声学性能,以带后置导叶的OB-84型单级动叶可调轴流风机为对象,利用Fluent软件和Ansys有限元分析模块,对比叶片弯曲前后风机的气动性能和内流特征,分析其静力结构特性并进行了噪声预估。结果表明:叶片弯曲后风机全压提高,大体积流量侧气动性能改善效果明显,设计工况点前弯3.0°性能提升最佳,全压和效率分别提升了3%和0.16%;前弯叶片增大了叶根区轴向速度,延缓了叶根区分离流动的出现,提升了叶片中下部做功能力,减小了叶顶区吸力面与压力面间的压差,有效抑制了叶顶泄漏流的产生;弯曲叶片对降低声功率级影响较小,但可缩小高噪声区分布,从而降低风机噪声。

关键词：动叶可调轴流风机周向弯曲叶片气动性能静力分析噪声预估

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两级动叶可调轴流风机内流特征的数值模拟

动力工程学报 2013年第11期33卷 871-877页

作者：叶学民李新颖李春曦华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

采用Fluent软件对某600MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常数值模拟,分析了风机第一、第二级叶轮内流特征和动叶安装角对风机性能的影响.结果表明:第二级叶轮出口总压整体呈现高压区和次高压区交替分布的特征,且比... 详细信息

采用Fluent软件对某600MW机组配套的两级动叶可调轴流一次风机进行了全三维定常数值模拟,分析了风机第一、第二级叶轮内流特征和动叶安装角对风机性能的影响.结果表明:第二级叶轮出口总压整体呈现高压区和次高压区交替分布的特征,且比第一级叶轮的对称性差;第一、第二级叶轮叶片压力面、吸力面的总压和静压分布规律相似;第二级叶轮叶片压力面和吸力面相应位置上的静压值均大于第一级叶轮叶片;随着动叶安装角的增大,第一、第二级叶轮的总压升系数和静叶的扩压系数均增大,且第二级叶轮大于第一级叶轮,表明第二级叶轮的做功能力和静叶的扩压能力均比第一级叶轮的大.

关键词：动叶可调轴流风机两级叶轮安装角内部流场流动特性数值模拟

基于人工神经网络和遗传算法的动叶可调轴流风机后导叶数值优化

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热力发电 2021年第10期50卷 142-149页

作者：陈得胜白新奎张振民马翔西安热工研究院有限公司陕西西安710054 华能甘肃能源开发有限公司甘肃兰州730070 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

以自主设计的单级动叶可调轴流风机模型为研究对象,建立了基于人工神经网络和遗传算法的三维气动优化设计模型,在设计点对后导叶进行三维气动优化生成优化叶型,并运用全通道三维数值计算方法对后导叶优化前后的风机整体性能进行数值模... 详细信息

以自主设计的单级动叶可调轴流风机模型为研究对象,建立了基于人工神经网络和遗传算法的三维气动优化设计模型,在设计点对后导叶进行三维气动优化生成优化叶型,并运用全通道三维数值计算方法对后导叶优化前后的风机整体性能进行数值模拟。模拟结果表明:与原始叶型相比,设计点优化叶型风机效率提高了1.1%,风机全压提高了2.1%;非设计点风机效率提高了8.6%,风机全压提高了20.3%。通过进一步对叶轮级内部流场分析可知,无论是在设计点还是在非设计点,优化叶型较原始叶型不仅表现了更强的抗气流分离能力,而且能够有效抑制叶栅通道内低能流体团的径向迁移,因而优化叶型显著减少了叶栅通道内部的流动损失。

关键词：动叶可调轴流风机人工神经网络遗传算法后导叶叶型优化风机效率

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导叶数目对两级动叶可调轴流风机性能的影响

可再生能源 2020年第5期38卷 641-646页

作者：李剑刘宏凯童家麟叶学民国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014 华北电力大学动力工程系河北保定071003

为研究导叶数目对轴流风机性能的影响,文章以某两级动叶可调轴流风机为研究对象,模拟了第一、二级和两级导叶数目变化时的风机性能,并分析了其对风机性能和流场特征的影响。研究结果表明:导叶数目减少后,风机性能整体高于原风机;导叶数... 详细信息

为研究导叶数目对轴流风机性能的影响,文章以某两级动叶可调轴流风机为研究对象,模拟了第一、二级和两级导叶数目变化时的风机性能,并分析了其对风机性能和流场特征的影响。研究结果表明:导叶数目减少后,风机性能整体高于原风机;导叶数目增加后,风机性能未必高于原风机。其中,两级导叶数目均减至21片时的风机性能最佳,在设计工况下,全压提升119 Pa,效率提升0.4%。在此方案下,第二级动叶做功能力和导叶扩压能力均得到提升,导叶数目变化对下游流场有显著影响,而对上游流场影响较小。

关键词：动叶可调轴流风机导叶数目气动性能内流特征

动叶可调轴流风机失速与喘振现象及其预防措施

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电力科学与工程 2010年第7期26卷 33-37页

作者：马少栋李春曦王欢祁成华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

轴流风机发生失速和喘振是电厂运行中的常见故障,严重制约了机组的安全经济运行。在阐述失速和喘振现象的基础上,分析和总结了国内多家电厂不同型号轴流风机发生失速和喘振的原因及相应的处理措施,举例说明了发生失速和喘振过程中运行... 详细信息

轴流风机发生失速和喘振是电厂运行中的常见故障,严重制约了机组的安全经济运行。在阐述失速和喘振现象的基础上,分析和总结了国内多家电厂不同型号轴流风机发生失速和喘振的原因及相应的处理措施,举例说明了发生失速和喘振过程中运行工况点的变化,并归纳了预防措施。

关键词：动叶可调轴流风机喘振失速预防措施