該軸流壓縮機采用全部靜葉可調(diào)以保證性能調(diào)節(jié)范圍,在設(shè)計葉片安裝角的基礎(chǔ)上,前置靜葉在± 28 °范圍內(nèi)進行正負預(yù)旋調(diào)節(jié),其他各級靜葉在± 20 °范圍內(nèi)進行正負預(yù)旋調(diào)節(jié)。由于機組啟動升速過程中,機內(nèi)氣流不穩(wěn)定,極易對動靜葉片產(chǎn)生氣流脈動激勵。該軸流壓縮機將啟動靜葉角度定為正預(yù)旋 15 °,盡管增加了啟動時的升速阻力矩,但更好地保護了軸流壓縮機最核心零部件——動靜葉片。這與歐系軸流壓縮機將啟動時靜葉開度設(shè)為正常調(diào)節(jié)時的最小角度,甚至更小的做法不同,該壓縮機盡管犧牲了部分啟動阻力矩特性,卻可獲得更加可靠的長期運轉(zhuǎn)的安全性。
在動葉設(shè)計壽命上,該壓縮機通過對各級較高的平均圓周速度的設(shè)計,使其速度環(huán)量較大。從而使微小塵埃顆粒對動葉片根部的磨損遠小于上部,減小了進口氣體過濾后的殘余(固體顆粒)對葉片強度的破壞,有效提高了動葉片的長期使用壽命。同時通過對動葉片進行彎曲、扭轉(zhuǎn)和彎扭耦合 3 種模態(tài), 1~6 階固有頻率的計算校核,通過優(yōu)化翼厚比,使其避開轉(zhuǎn)速激勵及噴嘴激勵的頻率。盡管這使得動葉的設(shè)計與分析計算非常繁瑣,但這與僅僅校核振動能量大的低階固有頻率的做法相比,更能保證長周期運行條件下的軸流壓縮機動葉片的安全性。用戶提出的設(shè)計要求是風(fēng)量 120 萬 m3 /h ,風(fēng)壓 2000Pa ,轉(zhuǎn)速 560r/min ,溫度 120 ℃ ,雙吸、后向離心風(fēng)機,由一半流量算得流量系數(shù)為 0.2683, 全壓系數(shù)為 0.2892 ,比轉(zhuǎn)速為 107.7 ,即 3-108 風(fēng)機。該風(fēng)機準(zhǔn)備替代現(xiàn)用的 30 號雙吸 4 - 73 風(fēng)機,后者由于運行在遠離設(shè)計工況的大流量區(qū),效率很低,更不能適應(yīng)在比設(shè)計流量更大的工況下運行。
3-108 風(fēng)機是一個流量大、全壓低、比轉(zhuǎn)速特高的后向離心風(fēng)機,從風(fēng)機氣動設(shè)計經(jīng)驗來看,這是一個選擇離心或軸流風(fēng)機均可的設(shè)計參數(shù),但用戶由于空間位置的限制,一定要選用雙吸離心風(fēng)機。由于這種特高比轉(zhuǎn)速風(fēng)機流量特大,所以葉輪進口直徑很大,初步氣動設(shè)計表明,其葉輪進出口直徑比接近 0.8 ,而 3-108 風(fēng)機實際使用的葉輪直徑為 3m ,一端放置電機不會影響進口的進風(fēng)量,這樣只需計算將總流量的一半作為設(shè)計流量的單吸離心風(fēng)機。
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