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5-55 锅炉鼓引节能风机系列模型

2013-01-12 21:23:36 点击数:
一  5-55 锅炉鼓引节能风机系列模型
专利号: 201010243447.3

1 用途

  本系列模型属于中等流量,中等压力范畴,最高风机效率为 87% 。用本模型模拟设计的风机可用做蒸汽锅炉用鼓引风机、冶炼排烟引风机、 35-410 吨/小时循环硫化床锅炉用鼓引风机、一次风机、二次风机、钢铁厂冶炼除尘设备用除尘风机等。也可用于矿井通风系统及一般通风系统。本模型填补了无因次曲线,压力系数为 0.5 的某段空白,在风机选型中显现出它的性能佳、效率高的优势。本系列风机还可通过减小机号代替 5-47( Ⅱ型 ) 、 5-48 的大部分工况点,而且可以用于满足以上用途 , 比 5-47( Ⅱ型 ) 、 5-48 流量偏大的系统中,并且高效节能。

  No8模型无因次性能曲线

曲线图

2 选型优势

举例1 :以下为锅炉引风机的设计参数: 流量 =155 529(m3 /h );全压 =7 031(Pa) ; ρ 1 =0.85 (kg/m3 )。选型:现可选 5-55No16D( n =1 480r/min) ,如果没有 5-55(原无因次曲线此处空白),只好选5-48No16.9D ( n =1 480r/min) 。

表 4 在同样转速和密度下 5-55No16D 与 5-48No16.9D 有因次性能比较

 

流量/(m3 /h )

全压/Pa

风机效率/%

叶功轮率/kW

5-48No16.9D

155 529

7 031

79

376

5-55No16D

155 529

7 031

87

341.1

偏差值/(%)

0

0

+10.1

-9.3

  由表4可看出 :在同样的转速和密度下,满足以上同样的性能参数 , 选用 5-48 需选用 No16.8 ;而选用 5-55 选用 No16 就可以。风机效率增加 10.1% ,叶功轮率减小 9.3% 。

举例 2 :以下为多厂家生产的 5-47(Ⅱ) 样本中 ,No12D; n =1 480r/min; ρ1 =0.742(kg/m3 ) 时的某工况点参数:流量 =62 850(m3 /h );全压 =2638(Pa) ;风机效率 =75.4(%) ;叶功轮率 =61.06(kW) 。现在有了 5-55 系列模型,在某无因次曲线段(原此处空白)可选 5-55No11.3D 。

表5 同样转速和进口密度下, 5-55No11.3D与 5-47( Ⅱ )No12D 的性能对比结果

 

流量/(m3 /h)

全压/(Pa)

风机效率/(%)

叶功轮率/(kW)

5-47(Ⅱ)No12D

62850

2638

75.4

61.06

5-55No11.3D

62850

2670

83.7

55.7

偏差值/(%)

0

+1.2

+11

-8.8

  由表 5 可看出 :在同样的转速和密度下,满足以上同样的性能参数 , 选用 5-47(Ⅱ) 需选用 No12D ;而选用 5-55 选用 11.3D 就可以。风机效率增加 11% ,叶功轮率减小 8.8% 。

  另外本模型与 6-35 同样 , 是通过对叶轮内部三维流场进行数值模拟计算,优化通流部分尺寸,所确定的叶片进口角符合实际气流流动方向,叶片进口磨损最小。而 5-48 、 5-47 (Ⅱ)等是按二元流动理论设计的,并且实践证明叶片进口磨损严重, 5-55 解决了 5-48 、 5-47 (Ⅱ)等类型的风机存在的叶片进口磨损问题,可延长叶轮的使用寿命。

  综上所述, 5-55 与同类风机相比具有最佳的气动性能,以它的高效、低噪、无因次性能所处区域、并且进口磨损小的优势,一定会有广阔的应用空间,其产品会有很强的竞争力。

二、沈阳鼓风机研究所 简介

  沈阳鼓风机研究所是风机行业的归口所。机械工业风机产品质量监督检测中心,全国风机标准化技术委员会秘书处、中国风机技术情报网、均设在沈阳鼓风机研究所。七十年代末沈阳鼓风机研究所组织风机行业联合开发的( 4-73 、 4-72 、 9-19 、 9-26 、 5-48 、 6-48 、 T4-72 )为风机行业的发展和满足市场需求起到了重要作用。  

  近年来,沈阳鼓风机研究所自主研制的新产品如:

    为首钢四制粉引二炉设计的热风炉烟气用离心引风机;

    为山东海化集团研制开发 1.5 万吨 / 年三聚氰胺冷气风机;

    为抚顺矿业集团有限公司西露天矿研制开发瓦斯排送风机、加压风机;

    为格尔木炼油厂研制开发的 30 万吨 / 年甲醇工程鼓、引风机组;

    为长沙中联重工科技发展有限公司开发的筑路用助燃风机及循环风机;

    为大庆天燃气公司炼油用加压轴流风机;

    为株州机车车辆研制的大功率交流传动机车用冷却塔风机;

    为哈尔滨飞机制造厂开发的除雪风机;

    为抚顺矿业集团抚顺页岩炼油厂扩建工程油母页岩干馏装置开发的 ATP 烟气排风机、燃烧鼓风机、补燃鼓风机;

    为株州机车车辆厂、大连机车车辆厂等厂家设计研制了多套风管试验装置及自动测量系统。;

    为德州产品质量检验所等单位设计研制了 1.5m × 1.5m 、 2m × 2m 、 3m × 3m 、 4.6m × 4.6m 风室试验装置及自动测量系统。

  满足用户特殊性能的要求、效率高、运转平稳等赢得了用户的赞誉,为用户创造了可观的经济效益。

          

模型试验装置

三、清华大学流体所 简介

  清华大学流体所 从 1975 年起,在风机气动力设计方法,风机噪声机理分析和降噪技术及高性能风机产品开发方面有很好成果,特别是 70 年代开发的高压离心风机9-19系列和 80 年代开发的中压离心风机6-41系列,由于效率高、噪声低被机械部定为全国推广的节能产品,至今仍畅销全国风机市场,为原北京风机厂和北京西山风机厂创造了很大的经济效益。

  90年代以来,清华大学流体所提出了风机现代设计方法,将现代计算机技术引入风机气动设计,对整机复杂流场进行数值模拟,能在设计阶段对风机性能进行预估和优化,近年来先后为国外的美国通用电气公司 (GE) 、日本大金公司、德国西门子公司、美国 REVCOR 风机公司、美国 Zfan 风机技术开发公司和国内的北京西山风机厂、鞍山风机二厂等单位合作开发一批高效低噪通风机新产品。例如:

  为北京西山风机厂开发了 7-35 风机系列风机;

  为鞍山风机二厂开发了针对大型流化锅炉和烧结使用的 7-44 , 7-22 , 7-27 风机,为鞍山风机二厂创造了很大的经济效益。

  又如为美国 GE 公司开发二台离心风机,一台是替代现有的空调风机,效率提高 28 %,噪声降低 5dBA ,另一台是用于美国一套高效中央空调示范系统的离心风机,样机在美国斯坦福大学与其他产品作现场对比试验,受到一致好评。

  另外,还为北京西山风机厂开发了高性能消排轴流风机系列和矿井对旋轴流风机系列等产品。

 

四、5个系列模型 总体介绍

4.1 项目介绍

  为满足我国经济的快速发展对风机的需求,提高风机产品的技术水平,贯彻国家信息化部关于逐步淘汰落后产品,推广新产品精神。沈阳鼓风机研究所与清华大学流体所以国内一流的风机设计软件开发、应用和试验研究能力的优势,强强联合,于 2005 年 3 月立项,针对现有多数厂家生产的风机系列型谱,本着以填补空白、高效节能为目标 , 并且尽可能代替用途广泛的其它系列产品的原则,规划并研制 5 个风机系列模型。通过 5 年的时间,清华大学流体所对多种设计方案的整机复杂流场进行数值模拟,对风机性能预估和优化进行了几百次气动计算,沈鼓所加工制造了 30 多套风机模型,进行了 100 多次试验研究,已完成了本项目。 5 个风机系列模型均达到了预期目标。该系列模型性能均达到了国内同类产品领先水平,并已申报专利。

4.2 风机性能

  5 个系列的风机模型其性能,除 4-73 系列模型外,均为曲线缺档区域、并且无因次性能均在风机产品选型时常用的区域,效率高。也就是用此模型模拟的产品具有广泛的用途,性能实用、高效节能,解决了因选型困难而导致风机性能不佳,效率低,产品机号大等问题。风机效率均高于 GB19761 -2009 《通风机能效限定值及能效等级》标准中的节能指标,面对市场有很强的竞争力,应用前景非常广阔。

离心风机无因次性能曲线

4.3 5个模型的共同特点:

  1 、用途广泛,除 4-73 系列模型外的 4 个系列模型为填补了通风机系列型谱空白;

  2 、叶轮为后向板型叶片,因此电动机不易过载;

  3 、高效节能、高效区宽、噪声低;

  4 、出口与进口动压差小,可减小机号;

  5 、叶片进口磨损小,可延长叶轮的使用寿命;

  6 、加工方便,叶轮附有叶片展开图。

五、主要业绩

5个新型高效风机系列模型应用

  沈阳鼓风机研究所与清华大学流体所联合开发的 5 个系列新产品模型,即 6-35 循环流化床锅炉节能风机系列模型、 5-55 锅炉鼓引节能风机系列模型、 6-24 循环流化床锅炉节能风系列模型。该 5 个系列风机模型高效节能,已于 2011 年 8 月均获国家专利。 仅以其中的 7-28 循环流化床锅炉节能风机系列模型为例:该风机最高效率 87% (能效等级 1 级: 79% ,能效等级 2 级(节能评价值): 76% ),由此可见该风机最高效率比能效等级 2 级(节能评价值)高出 11 个百分点,意味着如果达到同样的流量和压力,功率将下降约 11 个百分点,节能效果相当可观。

  目前很多风机厂家已应用了高效节能产品系列模型,相似模化设计为产品,并获得了可观的经济效益。

  重庆通用机械有限公司已经生产 4-73 (板型叶片)№ 26F 、 4-2X73 (板型叶片)№ 20F ~№ 24F 、 5-2X55 № 29.5F 及№ 20 以下风机共计 30 多台。主要用于钢厂除尘风机、水泥厂窑头及窑尾风机。

  四平鼓风机有限公司已生产 5-55 № 16D ,用于煤气加压风机。

  石家庄风机有限公司已生产 4-73 № 10D 、 5-55 № 10D 、 7-28 № 8D ,用于循环流化床。

  湖北省风机有限公司已生产 6-2X35 № 24F ~ 31F 、 6-35 № 5D ~ 23D 用于钢厂除尘风机、钢厂鼓引风机。

  6-2X24 № 26F 、 6-24 № 8D ~ 23D 用于循环流化床、煤粉风机。

  5-2X55 № 20F ~ 34F 、 5-55 № 7.5D ~ 23.2D 用于钢厂鼓引风机。

  7-2X28 № 22F ~ 28F 、 7-28 № 8D ~ 24D 用于循环流化床等。

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