離心風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計算方法采用第二章所述的穩(wěn)態(tài)計算方法。計算結(jié)果收斂后，將收斂結(jié)果作為瞬態(tài)計算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用隱式分離法求解離散方程。高速離心鼓風(fēng)機(jī)的壓力修正采用簡單算法進(jìn)行。對流項采用二階迎風(fēng)格式離散，擴(kuò)散項采用二階中心格式離散，時間項采用二階隱式格式離散。（2）通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面上的總壓和速度等值線，可以得出離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動規(guī)律：由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，在葉輪入口產(chǎn)生較大的負(fù)壓值，使空氣從集塵器進(jìn)入葉輪。時間步長由公式確定。離心風(fēng)機(jī)空氣動力噪聲的計算離心風(fēng)機(jī)運(yùn)行時產(chǎn)生的噪聲主要包括機(jī)械噪聲、電磁噪聲和空氣動力噪聲。離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部是復(fù)雜的三維非定常渦噪聲。復(fù)雜流場結(jié)構(gòu)與氣動噪聲的相關(guān)性是氣動噪聲研究中的一個難題。

為了了解三維流場結(jié)構(gòu)對氣動噪聲的影響，在氣動噪聲預(yù)測中，采用條帶理論方法確定葉片表面的氣動參數(shù)。近年來，風(fēng)機(jī)流場結(jié)構(gòu)的研究取得了很大進(jìn)展。在風(fēng)機(jī)氣動噪聲預(yù)測中，建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，介紹了復(fù)雜流場的數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行了考慮三維流場的氣動噪聲預(yù)測計算，研究了流場結(jié)構(gòu)對高速離心鼓風(fēng)機(jī)氣動噪聲的影響。討論了如何有效地控制風(fēng)機(jī)內(nèi)部流量，降低風(fēng)機(jī)噪聲。高速離心鼓風(fēng)機(jī)采用多耦合仿生設(shè)計和數(shù)值計算方法，研究了仿生葉片的降噪機(jī)理。結(jié)果表明，仿生葉片的鋸齒后緣結(jié)構(gòu)可以有效地改變?nèi)~片后緣脫落渦的結(jié)構(gòu)和頻率，從而減小葉片表面的壓力波動和氣流對葉片前緣的影響，使A計權(quán)聲壓級提高?？梢钥闯?，在相同的條件下，通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與葉輪出口直徑的比值，可以得到風(fēng)機(jī)流量、靜壓、總壓和內(nèi)功率的比例關(guān)系。風(fēng)機(jī)的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]將葉片的線性后緣改為S形后緣，結(jié)果表明，S型后緣葉片能有效地降低空調(diào)風(fēng)機(jī)的噪聲，使高速離心鼓風(fēng)機(jī)噪聲降低到2.2dB左右。當(dāng)S型后緣角為5度，葉片傾角適當(dāng)增大時，可有效降低空調(diào)風(fēng)機(jī)噪聲。

本文主要完成設(shè)計高速離心鼓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)值計算，在瞬態(tài)數(shù)值計算結(jié)果穩(wěn)定后，采用FW-H模型計算設(shè)計風(fēng)機(jī)的氣動噪聲值。根據(jù)數(shù)值計算結(jié)果，得出以下結(jié)論：

（1）通過比較設(shè)計風(fēng)機(jī)樣機(jī)和斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)的數(shù)值計算結(jié)果，可以看出在設(shè)計流量條件下重新設(shè)計的離心機(jī)，風(fēng)機(jī)的總壓值高于E設(shè)計目標(biāo)，效率68%，效率比樣機(jī)高19.9%，總壓值由4626pa提高到5257pa，均滿足合作單位的性能要求。

（2）通過觀察原型風(fēng)機(jī)和斜槽風(fēng)機(jī)葉片通道的流線圖，可以看出設(shè)計風(fēng)機(jī)的長、短葉片吸力面分離較弱，但沒有強(qiáng)渦流區(qū)。與樣機(jī)的內(nèi)部流程相比，該流程有了很大的改進(jìn)，效率也有了很大的提高。

（3）根據(jù)計算出高速離心鼓風(fēng)機(jī)的噪聲頻譜，可以看出設(shè)計風(fēng)機(jī)的聲壓在1100Hz時有一個峰值，聲壓值為58dB。在遠(yuǎn)場噪聲計算中，隨著受流點(diǎn)到葉輪中心距離的增加，風(fēng)機(jī)噪聲值呈下降趨勢。

電廠155MW機(jī)組鍋爐采用高溫高壓自然循環(huán)汽包鍋爐。風(fēng)煙系統(tǒng)為平衡通風(fēng)方式，由兩臺高速離心鼓風(fēng)機(jī)和兩臺離心送風(fēng)機(jī)組成。引風(fēng)機(jī)為離心風(fēng)機(jī)，進(jìn)口擋板調(diào)節(jié)，單吸雙支撐。引風(fēng)機(jī)風(fēng)量496800m3/h，全壓6600pa，軸功率1086KW，設(shè)計電流146.8A，電機(jī)額定功率1250KW。增壓風(fēng)機(jī)流量1491480m3/h，增壓風(fēng)機(jī)總壓力2500pa，電機(jī)額定功率1400kw。鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時，兩臺引風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度為100%/100%，高速離心鼓風(fēng)機(jī)電流為120/121A，增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流為150A，風(fēng)機(jī)無調(diào)整裕度，不能滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求，負(fù)壓力在t內(nèi)調(diào)整。電爐是有限的。同時，增壓風(fēng)機(jī)故障也是鍋爐MFT保護(hù)動作的原因之一，不利于機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對我廠脫硝系統(tǒng)進(jìn)行了改造：將原SNCR SCR聯(lián)合脫硝方式改為SCR脫硝方式，改造后取消原增壓風(fēng)機(jī)，原引風(fēng)機(jī)出力不能滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求。本次引風(fēng)機(jī)的力變換與反硝化、靜電沉淀同步進(jìn)行，將引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口鋼煙道整體更換，改變原有的工業(yè)水冷卻方式。根據(jù)該設(shè)備的現(xiàn)狀，提出了提高Y4-73型引風(fēng)機(jī)出力的方案。在對高速離心鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)基礎(chǔ)和電機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造的基礎(chǔ)上，通過改變引風(fēng)機(jī)的葉輪形式和直徑，增加引風(fēng)機(jī)的輸出，并根據(jù)原風(fēng)機(jī)的輸出，將引風(fēng)機(jī)的容量提高1500帕。風(fēng)機(jī)改造后，必須能滿足機(jī)組各工況和任何工況下的風(fēng)機(jī)運(yùn)行要求。不會出現(xiàn)急停喘振。

改造后，對兩臺高速離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能評價試驗，包括全負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗、改造前后數(shù)據(jù)試驗和風(fēng)機(jī)較大出力試驗數(shù)據(jù)，如下所示。（1）滿負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗：鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時，爐內(nèi)氧含量維持在2.5%，爐內(nèi)負(fù)壓維持在0-50pa，鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行2小時后，現(xiàn)場測量兩臺引風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)。滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求。本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型計算了高速離心鼓風(fēng)機(jī)在不同工況下的穩(wěn)態(tài)，并根據(jù)公式計算了設(shè)計工況下離心風(fēng)機(jī)的壓力、軸功率和效率。風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷數(shù)據(jù)見表2。

（2）改造前后數(shù)據(jù)試驗：風(fēng)機(jī)改造后，鍋爐正常運(yùn)行1小時，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。采集風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)，并與改造前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。鍋爐滿負(fù)荷時，兩臺引風(fēng)機(jī)電流降低48A。

（3）高速離心鼓風(fēng)機(jī)較大出力試驗：冷態(tài)下，風(fēng)機(jī)擋板開度為80%時，風(fēng)機(jī)電流達(dá)到設(shè)計值。A風(fēng)機(jī)入口擋板開啟80%時，風(fēng)機(jī)電流為146A，B風(fēng)機(jī)入口擋板開啟80%時，風(fēng)機(jī)電流為145.6A，滿足設(shè)計要求。

結(jié)論

（1）與改造前后引風(fēng)機(jī)試驗數(shù)據(jù)相比，A風(fēng)機(jī)效率提高17.2%，B風(fēng)機(jī)效率提高13.8%。正常運(yùn)行時，風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開度為50%~55%，風(fēng)機(jī)電流95~100A，滿足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行要求。

（2）改造后高速離心鼓風(fēng)機(jī)電耗降低26384 kWh，增壓風(fēng)機(jī)電耗降低52159 kWh，合計77543 kWh，輔助電耗降低0.5%。

（3）改造后，取消風(fēng)機(jī)冷卻水，風(fēng)機(jī)軸承高溫度為55C，滿足設(shè)計要求。通過排除冷卻水，每年可節(jié)約約5萬噸水。

（4）通過高速離心鼓風(fēng)機(jī)性能試驗報告和實(shí)際運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)改造能滿足運(yùn)行要求，節(jié)電效果明顯。