AP系列动叶可调轴流风机

发布日期:2017-08-10 字号:[ ]

随着电厂机组容量越来越大,经济效益要求越来越高,对风机产品的设计也提出了越来越高的发展要求。由于需要控制和处理的介质流量的逐渐增加,风机所需要的驱动功率随之增大,风机的机号也逐级加大。在设计阶段,也越来越注重风机运行效率、可靠性和易维护性能的提高。我们由此而研发推广的动叶片可无级调节的轴流式风机(动调系列风机),作为经济适用的空气和烟气输送风机之一,已经被广泛认可并得以大量应用。目前已有数千台动调风机在世界各地运行,新技术的研发始终跟随用户需求的变化持续进行。


适用范围

对空气和烟气的输送,我们可提供单级和双级动调风机,有立式和卧式等类型。

动调风机可用于:


  • 电厂的送风机、一次风机和引风机等,这类引风机也同样适用于增设烟气脱硫和脱硝系统而增加压力后的合并引风机。

  • 在烟气脱硫(FGD)中用作增压风机

  • 在其他所有需要输送和控制大流量空气和烟气的场所,比如在铁矿烧结和制粒装置中,作为冷风机和排气风机。

为了精确地满足顾客所需要的工况参数,按照R40的数列等级我们可以提供外径从1400mm到6300mm分成若干等级,(DIN323)的风机供顾客选择,并且对于同一外径的叶轮,我们可以提供至少9种不同轮毂比也即9种不同长度的叶片供顾客选择。

在工程项目中,如果知道流体流量、密度和需要的全压,就可以根据以下图表推断出比压能。同时可以从特定的比压能和流体流量的交叉点得出结论,即运行点是否落在AP风机范围内或者判断在我们的风机范围内或者是否可以提供其它类型的风机。

性能特点和控制

AP系列风机的性能特性能够更好地满足用户所有的运行要求,AP风机最重要的设计特点是在风机运行过程中调节叶片角

度的能力,即在风机转速保持不变时,由此增加或减小风量。通过持续的风量调节就能完美地适应大范围的负荷变化。AP风机叶片角度的调节范围可以超过60°,这一点足够满足用户对整个调节范围的运行要求。启动时叶片几乎关闭无气流通过,因为启动力矩小,启动时间就短,因此风机可以在短时间内为您的系统运行准备就绪。

AP风机选型的预定条件

  • 满负荷(100%)运行工况下,AP风机的常规满足最大设计工况点容量要求,且设计点位于稳定运行区。

  • 尽可能多的负荷点进入高效区。

  • 在所有运行条件下,运行点均远离失速区并达到相关标准要求。

我们为顾客选择的风机,其性能能够满足以上所有的预定条件。为达到这个目的,我们将从以下参数中选择最适宜的组合,比如:

  • 叶轮直径和轮毂比

  • 运行转速

  • 叶型

  • 叶轮级数(单级或双级)

运行效率

AP风机的叶片形线和扭曲角度,以及包括导叶在内的壳体的空气动力学设计,都是通过模型试验确定并最终优化而来的,该结果已被许多实际运行的风机性能试验所验证,我们的AP风机总效率(从进气箱入口到扩压器出口)超过 90%,而级效率高达95%到96%。

设计特点

叶轮和叶片调节装置


AP风机叶轮为悬臂式,由于叶轮的悬伸量非常短,其主轴的刚性非常高,因而转子及轴承具有极好的旋转动态特性, 其第一临界转速远远高于运行速度。轮毂与主轴之间采用圆锥面过盈配合,通过液压方式安装,当然采用液压的方法也可方便地将其拆下。叶片轴承的支承件安装在轮毂内部,叶片用法兰连接在叶片轴上,这些叶片可绕此纵轴旋转调节。我们会根据每一个叶片的重量和转距进行分选组装,这样就能很方便地更换叶片而不必对叶轮再作平衡试验。

叶片轴与叶片连接的法兰外圈的径向柱面也同时具有密封作用,保护输送介质对轮内部可能产生的各种影响。如果工作介质是腐蚀性气体,我们将采用不锈钢或其它耐化学腐蚀的钢材制作叶轮中与介质相接触的零部件。比如叶片材料,我们采用铝合金(锻铝)制作送风机叶片,采用合金钢制作烟气风机叶片,输送腐蚀性气体时我们将采用更高质量的合金钢制作叶片,并可按实际需求实施防磨处理。

转子叶片是翼型扭曲叶片,我们将根据实际运行需求从多种叶型中为您选定契合的一种。为满足工况点的变化要求,所有的叶片角度将在运行中同步调节,为此叶轮上安装了一套用于调节控制的伺服马达。在每一个与叶片轴连接的曲柄末端都装了一个带球链的滑块,它可以在调节盘的环形滑槽里随之移动,使调节盘的轴向位移转换成叶片轴的旋转运动。

双级AP风机的两个叶轮的调节盘通过芯轴钢性连接,第一级叶轮和第二级叶轮叶片同步进行调节。联轴器


我们使用免维护的钢挠膜片联轴器将驱动电机的扭矩传递给AP风机转子,半联轴器之间用空心轴连接。调节好联轴器的轴向游隙,就能满足整个轴系的热膨胀需求,这种联轴器还能吸收较大的轴向冲击载荷,使其不会传递给电机和风机的轴承而造成损害。

伺服马达和连续控制


调节盘的轴向位移是通过伺服马达进行控制的,伺服马达用法兰安装在叶轮上并跟随其转动。伺服马达的主要部件是油缸,与调节盘连接的可双向运动的液压活塞杆与控制阀阀芯连接带动其旋转并控制轴向运动,该运动主要通过油缸中的

油压进行控制,并且不会产生磨损。开有油孔的控制阀阀体不旋转,液压油的进出口开在阀体的下端。

如果运行工况发生变化,控制系统将提供一个输入信号(电动、液压或气动),这信号将转换成执行机构的机械运动输出,并推动控制阀向左或向右运动,控制油按照活塞从动原理由活塞两侧的开孔进出,使整个调节系统产生相同方向的轴向运动。

风机通过前面讲述的叶片调节机构的控制原理调节叶片角度,以满足工厂的运行要求,这个调节机构的摩擦损失很低,高精度的制造使得内部的间隙非常小,反应灵敏的特点使其可以非常精确得往返运动。叶片需要的调节力较小,全行程调节时间可以低于30秒,控制油流量和压力根据特定需要而设定。本质上讲,由于油压及其产生的推动力是闭合在叶轮和伺服马达系统内部的,不会产生外部作用力而影响到轴承和转子的支承和定位。

转子轴承


转子由滚动轴承支撑,轴承安装在坚实的轴承箱里,连续充足的润滑油供应保证了轴承的润滑和冷却。

另外,我们也能提供滑动轴承的设计方案及其水平面剖分的轴承座,滑动轴承需要配置强制润滑系统。

这两种结构,推力轴承都可以承受可能产生的轴向冲击载荷。转子和轴承箱安装在风机机壳的中心,我们也为轴承提供各自的温度监测传感器。

供油控制系统

供油系统为转子轴提供承润滑油并为伺服马达提供控制油,润滑油、控制油及渗漏油循环运作,经冷却、过滤后返回到油箱。备用油泵在主油泵工作不正常时会自动切入。

球面轮毂


独特的高效球面轮毂设计,使动叶片在任何角度下,叶根与轮毂间的间隙都保持最小,避免烟气中粉尘进入叶柄轴系统,这不但提高了风机运行效率,降低噪音、振动,还降低了叶根积灰结垢引发叶片卡涩的可能性。

定子部分


一台AP风机的定子部件包括:


  • 进气箱:进气箱的进气角度可以按现场要求制作安装。

  • 风机机壳(对于双级转子,包括第一级叶轮的导叶环):机壳包括叶轮外壳和支撑转子部件的芯筒,它们相互之间通过机加工保证同轴度,这部分的定位不受转子多次拆装的影响。

  • 后导叶及其壳体

  • 带轴向芯筒的扩压器。

进气箱、机壳(带导叶环)和扩压器都是结构件,用法兰和外表面筋板增加其钢性,它们通过支腿安装在基础上,机壳和后导叶壳体是水平剖分的,方便在不移动伺服马达的情况下也能移出转子。

进气箱和扩压器可以选用软连接和机壳相连。如果输送介质是腐蚀性气体,所有与介质接触的定子表面都应涂装保护涂层。

设计计算

现代化计算机的运用使AP风机的计算精确度和可靠性大大提高,针对所有的临界部件,比如高承载部件(如AP风机叶片和叶片轴承载部件)我们用有限元法(FEM)计算出了静态和动态载荷分布。这些结果已经由几何相似的模型风机试验所证实,并在已投运的全尺寸风机测试中得到验证。



试验设备

我厂拥有完备的试验设备用于研究和开发工作,满足从试验室的模型试验到最终的产品设计需求。运用这些设备,我们已经获得大量数据,比如关于AP风机的性能参数、失速界线、各种优化的叶型、轮毂比、叶片数和导叶数。这些试验涵盖了从叶片振动特性试验到平衡试验等各个方面。



 

 

制造

严格的制造工差保证,叶片顶部和根部外型按与轮毂相似的球形表面加工以确保最小的径向间隙,这样就降低了叶片顶隙损失。我们的制造技术,即使加工最大尺寸的定子也能保证尺寸精度。独立的质量保证部门监督生产的所有环节,确保其按照AP风机系列产品特定的生产流程进行,我们承诺始终保持高水平的产品质量。

可选的安装形式

AP风机紧凑且易维修,拥有优质的安装结构,也适应于大多数安装空间受限时的现场需求,而且风机检修只需要很小的吊装空间。

AP风机的安装方式可分为:

  • 水平安装(转子向上移出);

  • 竖直安装(转子侧向移出);

  • 用户要求的进气安装角度;

  • 可安装在刚性或减振的基础上;

  • 通过不变形的基础框架安装在弹性支撑的钢结构或中间楼层上。

根据用户的个性化要求,我们可以推荐风机优化的安装方式和的管网布置方式。







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