某车间9-38风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。即使是更新了叶轮总成,并在联轴器对中性符合允差的情况下,运行时前后两轴承位壳振实测振动速度有效值分别达到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右,这是属于“可容忍”的范围,但不宜长期运行工作。经我设备人员分析,认为振动大的原因有:一是混凝土基础过于单薄,重量不足,且运行时基础周围地板有明显的颤动;二是预埋地脚螺栓有松动迹象。经上级研究,决定趁当年大修时间充足的机会,对上述存在问题整改,破除旧基础后,按本文前述处理措施重新设计、施工新的混凝土基础和预埋地脚螺栓。由效率曲线图可知,大流量区计算结果比实测结果偏高,小流量区计算结果比实测结果偏低,说明计算结果与实测结果吻合。
开机正常生产后,该9-38风机轴承位壳振实测振动速度有效值分别降到了0.45 mm/s 和0.52 mm/s,属“良好”级别。安装精度不达标及其检查处理措施安装精度主要是指风机轴与驱动电机轴的同心度,即对中性。离心式风机联轴器的同心度要求很高。如果联轴器没有找正,或是找正达不到要求,引起9-38风机振动将不可避免。应注意的是,即使原来同心度已经符合要求了,但是风机运行一段时间后,由于各种原因,同心度会也会发生变化,所以应注意定期检查同心度,如发现同心度超过允许偏差了,要立即重新找正。试验结果表明:相比原风机,蜗壳周向板与后盖板同时加装吸声材料效果较好,设计工况下A声级能够降低7.2dB(A),在小流量工况下,吸声蜗壳的降噪效果变差。因此,当风机发生异常的振动故障时,检查联轴器的对中情况是必不可少的。
9-38风机产生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式刚性和可靠性欠佳,当联轴器转到下方时,由于磁性表座、连接杆、紧固件和百分表的自重,造成百分表下坠,探头脱离测点,结果就是产生上文所述的异常读数。当检修人员按作者建议制作的表架后,在检修过程中,不再出现异常读数,检修任务按时圆满完成。9-38风机转子不平衡和检查处理措施造成风机转子不平衡的原因主要有:叶轮出现不均匀的磨损或腐蚀;然而离心风机也会造成大量的能源消耗,必须实现对离心风机的结构优化,以保证金属叶轮的平稳运行,达到节约能源的目的。叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物;叶片连接处存在裂纹或叶轮与轮毂、轮毂与轴颈的连接配合松动等。用测振仪测得数据,如果显示振动值径向较大而轴向较小或者振动值随转速上升而增大,都是转子不平衡引起振动的特征。
预防处理措施主要有:
一是,根据9-38风机的运行工况,在进风机前工序上采取除尘措施,控制减少进入风机的粉尘等含量;
二是,定期清理风机叶轮,顺便仔细检查叶轮是否存在裂缝以及叶轮与主轴的配合情况。一般来说,转子不平衡引起的振动都是叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物产生的。对于难于清洗的9-38风机叶轮转子可采用化学法清洗,如***生产中二硫化硫主风机叶轮,可采用氢氧化钙稀水,再用高压喷射机喷射清洗叶轮,速度快效果佳。山东冠熙环保设备有限公司对集流器进行改进,在9-38风机集流器内部的侧壁上固定若干条肋组成的“米”字支撑架。
煤矿生产中, 掘进工作面是主要的产尘环节。粉尘不仅严重危及采掘工作面人员的身体健康,而且容易造成重大事故隐患。采用除尘风机对掘进工作面进行降尘是主要降尘方式之一。但是,由于工作面粉尘极易随风四处扩散,如何将粉尘定向导入离心风机,提高除尘效率,是亟待解决的问题。其中集流器是引导粉尘气体进入9-38风机的重要结构,其结构形式对风机性能有很大的影响。有关研究表明圆弧形集流器对提高风机性能效果好。(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。山东冠熙环保设备有限公司对集流器进行改进,在9-38风机集流器内部的侧壁上固定若干条肋组成的“米”字支撑架。
本文将对加米字支撑架的集流器和普通圆弧形集流器进行整机数值模拟,***分析这2 种结构形式对掘进工作面的粉尘的导流效果,并对比其对风机性能的影响,为掘进工作面降尘效率的提高提供理论依据。
9-38风机流体的数学模型
粉尘流体在风机中流动的物理条件较为复杂,影响因素较多,因此在离心风机的数值计算中,假设流体为连续等温不可压缩的牛顿流体稳态运动而且各组分之间没有化学反应。其在风机中的流动要遵循质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律3 个基本物理守恒定律的支配。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。
消声蜗壳对9-38风机气动性能的影响原风机与不同消声组合试验所得的气动性能对比如图3 所示。试验结果表明: 由于穿孔板相对于光滑的铝板有着较高的壁面摩擦阻力,导致加装穿孔板后的风机压力和效率在整个测试工况范围内都有不同程度的降低。4种消声组合方式的压力损失并不相同,当额定转速为3 800 r /min,在设计工况下,A 组合改进风机全压降低了约16.0 Pa,效率下降了约1.28%; B 组合改进风机全压降低了约5.0 Pa,9-38风机效率下降了约0.9%; C 组合改进风机全压降低了约36.8 Pa,效率下降了约3.18%; D 组合改进风机全压降低了约45.8 Pa,效率下降了约3.28%。9-38风机是广泛应用的一种机械,它的工作原理是将机械能转化成气体的压力能,进而排送气体,在建筑业、钢铁业和农业等领域都有应用。
主要由于安装穿孔板的面积不同,导致不同消声组合方式的摩擦损失不同。B 组合即只在风机后盖板上安装穿孔板,风机压力损失小。不同工况下,风机压力和效率损失也不相同,在设计工况及偏大流量工况下,9-38风机压力和效率损失较大,效率也同步降低。主要原因是大流量工况下,蜗壳内部气流速度较高,气流与穿孔板之间的摩擦损失增加。消声蜗壳为A 组合形式时与原风机的出口A声级随流量变化的对比图。可以看出,不同工况下,A 型消声蜗壳的降噪效果不同,9-38风机在额定工况点附近,降噪效果好; 在大流量工况下,降噪效果变差,这主要因为大流量情况下,蜗壳内气体流速较大,而气体流速对吸声材料的吸声效果影响很大; 在小流量工况下,风机流动恶化,风机振动较大,导致振动噪声很大以致降噪效果反而变差。加进气箱后,离心风机的全开流量降低,与无进气箱相比,流量降低了16。与原风机相比,在额定工况点A 声级降低约4.5 dB( A) ,在大流量工况下,A 声级降低约3.6 dB( A) ,在小流量工况下,A 声级降低约1.9 dB( A) 。
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