耐高温轴流风机的物理模型
某600 MW 机组配套的两级动叶可调轴流一次风机，流体计算域包括从集流器到扩压器的内部通道，固体计算部分为叶轮叶片部分。原风机每级导叶数目为23 片，改造方案围绕导叶数目进行。风机动叶片和导叶片数目通常是互质的，可以减少上游气流对下游的冲击，减少气流脉动及噪声。改造方案成组减少或者增加导叶片，其中导叶数目减少为方案一至方案三，导叶数目增加为方案四至方案六。基于轴流风机轴向可以分区的结构特点，耐高温轴流风机采用分区法将流体计算区域划分为集流器区、第1级动叶区、第1级导叶区、第二级动叶区、第二级导叶区和扩压器等6 个部分，因为动叶区内流动较复杂，故采用尺寸函数对动叶区进行加密，而其他区域采用较为稀疏的网格。在模拟中进行了网格无关性验证，耐高温的轴流风机，耐高温轴流风机分别采用260 万、380 万、560 万和820 万等网格数对风机气动性能进行计算，可逆转耐高温轴流风机，在保证较好的计算精度和计算成本的前提下，确定网格数为560 万，在此网格数下时间成本和模拟精度好。运动方程为三维定常雷诺时均N-S 方程，采用可有效解决旋转运动和二次流的Ｒealizable k － ε 湍流模型，耐高温轴流风机的动叶区采用多重参考系模型。在数值模拟中，以集流器入口和扩压器的出口作为整个计算域进出口，边界条件为进口速度和自由流出。进出口流量残差小于10 － 5，各方向的速度及k、ε 等参数的残差小于10 － 4，认为当前计算达到收敛要求。
（1）在风机消声器出口处安装不锈钢防护网，同时加强消声器的加固，防止消声器脱落，损坏叶片。
（2）联轴器位置不好。对策：重新检查风机与电机的同心度。
（3）叶片漂移。由于必须保证滑块与调节环之间的间隙，否则会卡住，因此在风机运行过程中，叶片滑块不可避免地会与调节环产生摩擦和冲击，间隙会变大。如果不及时检查和更换，会造成严重的叶片漂移。如下图所示，滑块磨损严重，耐高温轴流风机，单边偏差为10 mm。此外，松动的夹紧螺栓也会导致刀片漂移。叶片漂移后，由于气流的扰动，会引起风机振动，并发出异常响声。对策：在每次计划检修中，必须检查滑块的更换情况，检查调整环是否严重磨损，检查耐高温轴流风机各叶片角度是否一致，夹紧夹紧螺栓，并在叶片轴承上加润滑脂。
（4）耐高温轴流风机衬套磨损。衬套安装在风机轮毂上，与液压缸主轴配合。间隙控制在0.10 mm以内。衬套磨损后间隙变大，导致液压缸主轴与转子中心不一致，并产生异常响声和振动。对策：在每一次计划检修中，都要检查和更换衬套。_轴承损坏。对策：必须检查1到2个大修周期才能更换轴承。汽包厂生产的动叶可调轴流风机的液压缸是故障率高的部件。故障类型主要有以下几种：1.液压缸小轴承损坏。液压缸小轴承损坏是液压缸***常见的主要故障。故障现象是风机运行时叶片突然关闭。2009年1月9日2号机组负荷500MW时，炉膛负压突然波动，检查2A风机不工作，调整风机叶片开度，电机电流、风压不变，立即减负荷，增加2b风机叶片开度，调整锅炉正常运行。停机风扇2A修理处理，更换液压缸后正常。损坏的液压缸解体，发现滑阀组件小轴承严重损坏，滚珠、保持架解体。经分析，小型耐高温轴流风机，液压缸与轮毂中心的偏差，使轴承承受附加载荷，并使轴承在长期运行中受到磨损和疲劳损伤。
从耐高温轴流风机不同位置和X、Y、Z三个方向的周向振动来看，风机下部固定在底座上，比其他三个周向位置振动小。风机顶部水平振动***为严重，主要为1159.86赫兹和1351.40赫兹、1828.22赫兹等高频振动。总体而言，耐高温轴流风机振动主要是两级叶轮叶片通过频率与1159.86赫兹之和引起的，其次是高频气动力引起的振动和风机基频的倍频。风机振动主要为1351.40赫兹、1640.75赫兹、189.91赫兹和238.82赫兹。风扇基频的第四个频率189.91赫兹与风扇罩的第五阶固有频率193.70赫兹相似。可能发生共振。应通过优化风机结构来避免共振，以避免风机的基频和倍频。
1）对耐高温轴流风机机壳前六阶固有频率进行模态试验。风扇基频的第四个频率与外壳的第五个固有频率相似。应通过优化风机结构来避免共振。
2）风机进出口振动较小，振动频率主要为风机基频及其倍频。两级叶轮和电机振动较大，主要是由流场气动力引起的高频宽带振动引起的。
3）由于风机下部固定在底座上，产生的振动小于周向位置。风机顶部的水平振动***为严重。可以考虑在顶部安装一个减震器以减少振动。
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