CN207989403U - 一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置 - Google Patents
一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种防止轴流风机发生气流‑结构‑声学耦合共振的整流装置，包括安装在轴流风机进口竖直烟道处的进口整流器(1)，安装在进气箱内的进气箱破涡器(2)，安装在扩压筒芯筒尾部的芯筒尾部破涡器(3)，以及安装在轴流风机出口烟道弯头处的防声波反射(4)。实践证明，本实用新型实施效果优良，不仅显著降低了声波‑流体‑结构耦合振动的概率，不会大幅增加烟道阻力，并且能够提高轴流风机效率，延长设备寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃煤电厂烟气***所使用的轴流动调风机，具体涉及一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置。
背景技术
燃煤发电机组普遍存广泛存在于我国广大地区，是我国目前发电领域的主要发电形式，作为燃煤发电机组不可或缺的重要一环，轴流风机及其进出口烟道一直扮演者至关重要的作用，然而一直以来，轴流风机及其附属烟道共振一直是威胁发电机组安全性的重要隐患。
对于轴流风机而言，其进出口烟道的布置方式对轴流风机出力、运行效率、轴流风机本体振动以及其附属烟道振动有着非常重要的作用，按照设计规程要求，轴流风机进、出口要保证有足够长的直烟道(长度为2.5～6倍的烟道当量直径)，并且烟道对称布置，以保证气流顺畅并且均匀的进入及流出风机，但是在目前的设计中，由于场地的局限性，风机进出口直管道的长度很难达到设计规程的要求，这就使得由于轴流风机进出口烟道布置不合理，如：进、出口烟道不对称布置；进、出口直管段太短；进、出口烟道拐弯太急流动受到阻滞等，而导致风机及烟道振动的情况频繁发生于我国燃煤电厂。
在风烟***中，除了上述的气流和结构共振问题外，近些年的研究发现，当烟道布置不合理时，绕流脱落漩涡会与烟道腔室平行壁面之间的声学驻波造成耦合，造成声学共振；如果再考虑上烟道中的固体结构，声学、气流以及结构之间三者的耦合振动，一直是威胁风烟***安全性的难题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，在不对轴流风机及进出口烟道进行大规模改造的前提下，通过依次安装在轴流风机进、出口烟道及本体上的进口直管段整流器、进气箱破涡器、扩压筒芯筒尾部破涡器和出口烟道弯头处防声波反射器等装置，来达到消除轴流风机本体及烟道发生气流-结构-声学耦合共振。
本实用新型采用如下技术方案来实现的：
一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，包括安装在轴流风机进口竖直烟道处的进口整流器，安装在进气箱内的进气箱破涡器，安装在扩压筒芯筒尾部的芯筒尾部破涡器，以及安装在轴流风机出口烟道弯头处的防声波反射。
本实用新型进一步的改进在于，进口整流器为栅格型结构整流器。
本实用新型进一步的改进在于，栅格型结构整流器的栅格宽度为烟道宽度的1/8到1/12。
本实用新型进一步的改进在于，进气箱破涡器为进气箱内中分面上的分隔板，用于将进气箱内假轴下侧空腔一分为二，且分隔板中下部开有一排规则分布圆形泄压孔，圆形泄压空直径为0.2m2～0.5m2。
本实用新型进一步的改进在于，芯筒尾部破涡器为两块等腰三角形隔板十字相交形成的尖尾型结构，三角形底边与芯筒直径相同，高度为1.5倍芯筒直径。
本实用新型进一步的改进在于，防声波反射为6～8个弧形导流板，弧形导流板位于直角拐弯连线上，等距分布，弧形导流板截面为1/4圆，圆半径约为烟道宽度的1/3。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型通过安装在轴流风机进口竖直管段上的进口整流器，可以将轴流风机入口流动均匀性提高到60％以上，有效的消除轴流风机进口总压不均匀分布所引起的风机及烟道耦合振动现象，整流器进出口总压损失不超过200Pa，安装整流器后能够在一定程度上提高轴流风机的出力及效率；安装在轴流风机进口的破涡器可以降低轴向涡强度，轴流风机设备与轴向涡耦合振动的概率，该装置不引入额外阻力；安装在轴流风机扩压筒芯筒尾部的破涡器能够破除芯筒尾部脱落涡，提高轴流风机出口气流稳定性，该装置同样不引入额外阻力；安装在出口弯头处的防声波反射器除了能够对风机出口气流进行整流以外，更主要的作用是防止声波在烟道内反射，该装置新增阻力不超过80Pa，消除轴流风机后烟道发生波涡耦合共振的概率。
附图说明
图1为本实用新型防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置示意图。
图2为轴流风机进口栅格型整流器斜视图。
图3为轴流风机进口栅格型整流器俯视图。
图4为轴流风机进口中分面破涡器侧视图。
图5为轴流风机出口扩压筒芯筒尾部破涡器侧视图。
图6为轴流风机出口扩压筒芯筒尾部破涡器前视图。
图7为轴流风机出口烟道防声波反射器的结构示意图。
图中：1、进口整流器；2、进气箱破涡器；3、筒尾部破涡器；4、防声波反射。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做出进一步说明。
如图1至图7所示，本实用新型提供的一种防止轴流风机本体及烟道发生声-气-固耦合振动的装置，首先在轴流风机进口竖直烟道上安装进口整流器1，用于对轴流风机进口流体进行整流，提高进口气流均匀性；其次安转在进气箱内的进气箱破涡器2，用于消除在进气箱中形成的轴向涡；安装在扩压筒芯筒尾部的芯筒尾部破涡器3，用于破除芯筒尾部因台阶面绕流产生的大涡结构；安装在轴流风机出口烟道弯头处的防声波反射器4，用于消除在轴流风机叶片和弯头烟道垂直面之间的声波和漩涡耦合共振。
在轴流风机进口安装进口整流器1，该进口整流器1为栅格型结构整流器，安装于进口竖直烟道上部，栅格宽度为烟道宽度的1/8到1/12，用于对轴流风机进口直角弯头后大尺度漩涡结构进行整流，提高入口烟道流动均匀性。
在轴流风机进气箱安装进气箱破涡器2，其结构为进气箱内中分面上的分隔板，将进气箱内假轴下侧空腔一分为二，并且为了减小两侧空腔压差，分隔板中下部开有一排规则分布圆形泄压孔，圆形泄压空直径约为0.2m2～0.5m2，进气箱破涡器4用于对轴流风机进气箱中轴向大涡结构进行破除，提高风机运行效率，并且降低气流与结构耦合振动的概率。
在扩压筒芯筒尾部安装芯筒尾部破涡器3，该芯筒尾部破涡器3为两块等腰三角形隔板十字相交形成的尖尾型结构，三角形底边与芯筒直径相同，高度相当于1.5倍芯筒直径，芯筒尾部破涡器3用于消除芯筒尾部产生的涡脱落，提高轴流风机出口气流稳定性。
在轴流风机出口烟道弯头处安装防声波反射器4，防声波反射器4结构为6～8个弧形导流板，弧形导流板位于直角拐弯连线上，等距分布，弧形导流板截面为1/4圆，圆半径约为烟道宽度的1/3，其主要作用是防止由涡脱落产生的声波在弯头处烟道垂直面与叶片之间来回反射，次要作用是对弯头处流动进行整流。
实施例
国内某660MW机组单侧除尘器出口水平烟道没有沿着轴流风机中分面对称布置，导致除尘器出口水平烟道汇入到轴流风机入口竖直烟道时存在较强的流向漩涡，同时由于轴流风机出口烟道弯头离轴流风机本体距离布置不合适，导致轴流风机出口存在波涡耦合共振，该机组整体表现为进口烟道、轴流风机设备以及出口烟道均存在较强的振动，且轴流风机出口烟道能听到较强的气流脉动声音。
针对上述由于管道布置不合理而导致的烟风管道及轴流风机设备耦合振动问题，如图1至图7所示，本实用新型提供了一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，包括安装在轴流风机进口竖直烟道处的进口整流器1，安装在进气箱内的进气箱破涡器2，安装在扩压筒芯筒尾部的芯筒尾部破涡器3，以及安装在轴流风机出口烟道弯头处的防声波反射4。
其中进口整流器1安装在竖直烟道上半段，距除尘器出口水平烟道下沿约3～4m，整流器本体由6mm厚的钢板制成，整流器整体竖直高度为2.5m，烟道横截面长度或宽度方向上钢板的个数为8～12个，栅格长度或宽度为烟道横截面长度或宽度的1/8到1/12。安装整流器后，可以将轴流风机入口均匀度提高60％以上，有效的消除轴流风机进口总压畸变，同时整流器进出口总压损失不超过200Pa。
轴流风机进口破涡器由10mm厚的钢板制成，其位于轴流风机进气箱中分面上假轴下方，将假轴下方的进气箱从中分面分为两部分，并且在进气箱破涡器上开有一排规则分布的圆形泄压孔，圆形泄压空直径约为0.2m2～0.5m2，用于平衡破涡器两侧压力平衡，安装了进气箱破涡器以后，可以大幅降低轴流风机进口轴向涡的强度，减少轴流风机因进口气流涡动而导致的流体和设备本体耦合振动现象。
扩压筒芯筒尾部破涡器为两块等腰三角形钢板十字相交行程的尖尾型结构，钢板厚度为6mm，三角形底边与芯筒直径相同，高度相当于1.5倍芯筒直径，该尖尾型结构可以大幅降低芯筒尾部台阶面绕流而产生的漩涡强度，降低轴流风机出口涡旋强度，提高其出口气流稳定性。
轴流风机出口烟道防声波反射器由6～8个弧形导流板，板厚为6mm，导流板位于直角拐弯连线上，等距分布，导流板截面为1/4圆，圆半径约为烟道宽度的1/3，该防声波反射器类似于出口弯头导流板，但导流只是其功能之一，该防声波反射器主要的作用在于降低轴流风机第二级动叶与出口烟道垂直面之间的声波反射，消除因声波-漩涡耦合而产生的烟道振动。
Claims (6)
1.一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，其特征在于，包括安装在轴流风机进口竖直烟道处的进口整流器(1)，安装在进气箱内的进气箱破涡器(2)，安装在扩压筒芯筒尾部的芯筒尾部破涡器(3)，以及安装在轴流风机出口烟道弯头处的防声波反射(4)。
2.根据权利要求1所述的一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，其特征在于，进口整流器(1)为栅格型结构整流器。
3.根据权利要求2所述的一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，其特征在于，栅格型结构整流器的栅格宽度为烟道宽度的1/8到1/12。
4.根据权利要求1所述的一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，其特征在于，进气箱破涡器(2)为进气箱内中分面上的分隔板，用于将进气箱内假轴下侧空腔一分为二，且分隔板中下部开有一排规则分布圆形泄压孔，圆形泄压空直径为0.2m2～0.5m2。
5.根据权利要求1所述的一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，其特征在于，芯筒尾部破涡器(3)为两块等腰三角形隔板十字相交形成的尖尾型结构，三角形底边与芯筒直径相同，高度为1.5倍芯筒直径。
6.根据权利要求1所述的一种防止轴流风机发生气流-结构-声学耦合共振的整流装置，其特征在于，防声波反射(4)为6～8个弧形导流板，弧形导流板位于直角拐弯连线上，等距分布，弧形导流板截面为1/4圆，圆半径约为烟道宽度的1/3。
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| CN111649003A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-11 | 长沙佳能通用泵业有限公司 | 自平衡多级泵复合管 |
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