該軸流壓縮機(jī)采用全部靜葉可調(diào)以保證性能調(diào)節(jié)范圍,在設(shè)計(jì)葉片安裝角的基礎(chǔ)上,前置靜葉在± 28 °范圍內(nèi)進(jìn)行正負(fù)預(yù)旋調(diào)節(jié),其他各級靜葉在± 20 °范圍內(nèi)進(jìn)行正負(fù)預(yù)旋調(diào)節(jié)。由于機(jī)組啟動(dòng)升速過程中,機(jī)內(nèi)氣流不穩(wěn)定,極易對動(dòng)靜葉片產(chǎn)生氣流脈動(dòng)激勵(lì)。該軸流壓縮機(jī)將啟動(dòng)靜葉角度定為正預(yù)旋 15 °,盡管增加了啟動(dòng)時(shí)的升速阻力矩,但更好地保護(hù)了軸流壓縮機(jī)最核心零部件——?jiǎng)屿o葉片。這與歐系軸流壓縮機(jī)將啟動(dòng)時(shí)靜葉開度設(shè)為正常調(diào)節(jié)時(shí)的最小角度,甚至更小的做法不同,該壓縮機(jī)盡管犧牲了部分啟動(dòng)阻力矩特性,卻可獲得更加可靠的長期運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。
在動(dòng)葉設(shè)計(jì)壽命上,該壓縮機(jī)通過對各級較高的平均圓周速度的設(shè)計(jì),使其速度環(huán)量較大。從而使微小塵埃顆粒對動(dòng)葉片根部的磨損遠(yuǎn)小于上部,減小了進(jìn)口氣體過濾后的殘余(固體顆粒)對葉片強(qiáng)度的破壞,有效提高了動(dòng)葉片的長期使用壽命。同時(shí)通過對動(dòng)葉片進(jìn)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(jì)算校核,通過優(yōu)化翼厚比,使其避開轉(zhuǎn)速激勵(lì)及噴嘴激勵(lì)的頻率。盡管這使得動(dòng)葉的設(shè)計(jì)與分析計(jì)算非常繁瑣,但這與僅僅校核振動(dòng)能量大的低階固有頻率的做法相比,更能保證長周期運(yùn)行條件下的軸流壓縮機(jī)動(dòng)葉片的安全性。用戶提出的設(shè)計(jì)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(jī),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(jī)。該風(fēng)機(jī)準(zhǔn)備替代現(xiàn)用的 30 號雙吸 4 - 73 風(fēng)機(jī),后者由于運(yùn)行在遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)工況的大流量區(qū),效率很低,更不能適應(yīng)在比設(shè)計(jì)流量更大的工況下運(yùn)行。
3-108 風(fēng)機(jī)是一個(gè)流量大、全壓低、比轉(zhuǎn)速特高的后向離心風(fēng)機(jī),從風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看,這是一個(gè)選擇離心或軸流風(fēng)機(jī)均可的設(shè)計(jì)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(jī)。由于這種特高比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)流量特大,所以葉輪進(jìn)口直徑很大,初步氣動(dòng)設(shè)計(jì)表明,其葉輪進(jìn)出口直徑比接近 0.8 ,而 3-108 風(fēng)機(jī)實(shí)際使用的葉輪直徑為 3m ,一端放置電機(jī)不會影響進(jìn)口的進(jìn)風(fēng)量,這樣只需計(jì)算將總流量的一半作為設(shè)計(jì)流量的單吸離心風(fēng)機(jī)。
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