呂 梟，李志強，王學軍

( 山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠，山東 萊蕪 271104)

摘 要: 通過在燒結主抽風機的葉輪上創新應用三元流技術，改造葉輪葉片結構以適應流體的真實流態，達到風機運行效率的提高，節能效果顯著。

關鍵詞: 三元流; 燒結主抽風機; 節能

1 引言

眾所周知，風在燒結生產中具有極其重要的意義，以致在操作方針中有“以風為綱”或“以風保產”的字樣，在科教書中也寫明: “垂直燒結速度和產量與通過料層的風量近似成正比關系”。提高主抽風機風量是提高有效風量的一個重要措施，一般情況下提高風機風量需要增加葉輪直徑，同時增加電機功率。這也意味著現有風機和電機將被淘汰。那么通過在燒結主抽風機葉輪上應用三元流技術，實現在現有設備不變的基礎上只改變葉片的結構，達到增加風量，節能的目的，這將是一個既經濟又實惠的途徑。

2 三元流技術原理

三元流動理論就是把葉輪內部的三元立體空間無限地分割，通過對葉輪流道內各工作點的分析，建立起完整、真實的葉輪內流體流動的數學模型，依據三元流動理論設計出來的葉片形狀為不規則曲面形狀，葉輪葉片的結構可適應流體的真實流態，能夠控制葉輪內部全部流體質點的速度分布( 圖 1、圖 2) 。

3 三元流技術的實踐與應用

3．1 設計計算

從圖 1 與圖 2 的對比可以看出，兩種葉輪的幾何形狀差異很大，為使兩種不同幾何形狀的葉輪滿足完全相同的安裝條件，在設計上是存在很大難度的。因此在設計過程中采用了多種設計方法進行比較后，對葉輪內流動優化及強度計算進行復合性設計，在基本設計定型后再運用流場分析對葉片優化平臺進行了系統優化，僅優化所提高的整機效率為原離心風機約 5%～6%，優化過程見圖 3。

對于風機葉輪設計根據所選用的材料進行強度效核是必須進行的程序，本文對葉輪的強度效核所采用的方法，是將葉輪整體作為計算幾何模型進行有限元網格剖分，同時為保證結構離散化的計算精度和內存空間的有效利用，運用計算強度的軟件進行 10 節點的四面體單元網格剖分進行強度效核，校核的結果是該三元流葉輪有足夠的強度滿足運行要求，圖 4、圖 5 為 SJ9500 三元流葉輪葉片強度分析的結果。

3．2 改造內容

離心風機的改造包括二大部分內容，第一部分是定子的系統改造，第二部分是轉子的系統改造。下面就改造的內容作以詳細介紹。

3．2．1 離心風機定子的改造

在風機的整體設計上，風機進氣箱和葉輪進風口分別采用分流技術使其進氣氣流均勻分布，減小氣流湍流回旋損失，有效的提高了機殼進氣室的流通效率，也提高了風機整機的運行效率。

3．2．2 離心風機轉子的改造

葉輪改造主要通過葉輪內部的三元立體空間無限地分割，通過對葉輪流道內各工作點的分析，建立起完整、真實的葉輪內流體流動的數學模型，依據三元流動理論設計出來的葉片形狀為不規則曲面形狀，葉輪葉片的結構可適應流體的真實流態，能夠有效控制葉輪內部流體質點的速度分布。改造后的轉子新葉輪如圖 6。

4 實施效果

SJ9500-1．0/0．855 改造前后數據對比情況見表1。通過表中的數據對比分析，該燒結主抽風機改造后進氣負壓與原來基本相同，進氣風量提高了11%，運行電流相比原來增加了約 6．45%。其余各項性能參數滿足現有生產條件，且風機目前運行良好。該風機安裝完，前期運行出現短時間的轉子振動主要與進氣溫度過高有關，再者轉子與軸瓦也有個磨合期，截止目前該風機已經運行平穩。

參考文獻:

［1］ 薛俊虎．燒結生產技能知識問答［M］．北京: 冶金工業

出版社，2004．

［2］ 續奎昌．風機手冊［M］．北京: 機械工業出版社．