盤根的密封是靠對(duì)軸套的“包緊力”獲得的，而因此產(chǎn)生的磨擦熱積聚會(huì)造成軸承的“抱死”。所以必須靠泄漏來(lái)排熱，而泄漏會(huì)使軸承缺油“干磨”，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障。本文通過(guò)對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)常見的軸承箱漏油原因的分析，提出對(duì)引風(fēng)機(jī)原油封進(jìn)行改造，應(yīng)用一種防止引風(fēng)機(jī)漏油的新磁力機(jī)械油封結(jié)構(gòu)。

　　鋁電解生產(chǎn)煙氣凈化用離心鍋爐引風(fēng)機(jī)功率一般達(dá)800KW以上、轉(zhuǎn)速730r／min、流量Q＝500000m3／h、介質(zhì)比重0.745kg／m3、最高環(huán)境工作溫度60℃、潤(rùn)滑油32＃機(jī)械油。原軸承箱壓蓋和轉(zhuǎn)軸之間的密封結(jié)刮�耪匇密封，密窂T閱芙喜睢?BR>
　　
由于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速較高，在離心力的作用下，軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油沿軸從端蓋甩出，漏油現(xiàn)象非常普遍，造成軸承箱、聯(lián)軸器及周圍地面沾滿油污，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，造成潤(rùn)滑油浪費(fèi)，污染了生產(chǎn)環(huán)境，有時(shí)造成引風(fēng)機(jī)缺油而損壞。因此，改進(jìn)原油封結(jié)構(gòu)，使用壽命長(zhǎng)的新型油封結(jié)構(gòu)以取代原油封是非常必要的。

　　一、原密封結(jié)構(gòu)存在的問題

　　引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中油環(huán)下端浸入油池中，把潤(rùn)滑油攪起，沿壓蓋內(nèi)表面淌下，直接滴到旋轉(zhuǎn)軸上，軸上積油很多，被旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)，油沿軸爬行，進(jìn)入盤根與軸之間的間隙，由于盤根在安裝中間隙和預(yù)緊力不易掌握，安裝中有可能已經(jīng)造成盤根破損，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后盤根被磨損，造成盤根與轉(zhuǎn)軸的間隙變大，因而潤(rùn)滑油不斷沿軸向外甩出，即發(fā)生漏油。從以上分析可以看出盤根結(jié)構(gòu)存在的主要問題是盤根材質(zhì)較差、安裝不易掌握，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后間隙變大起不到有效的密封作用。

　　據(jù)電解鋁廠對(duì)12臺(tái)鍋爐引風(fēng)機(jī)24個(gè)軸承座的48個(gè)動(dòng)密封點(diǎn)1年內(nèi)的泄漏情況統(tǒng)計(jì)，有70％的使用壽命在1個(gè)月左右，維修強(qiáng)度非常之大。

　　二、磁力油封的選用

　　1、磁力油封的結(jié)構(gòu)磁力機(jī)械油封，由兩部分組成：一部分為靜環(huán)，主要由耐磨合金制成的遇熱穩(wěn)定、光滑的靜密封面，一個(gè)不銹鋼結(jié)合蓋固定于軸承箱端蓋上，結(jié)合蓋與端蓋之間采用密封膠或O型圈進(jìn)行密封；另一部分為內(nèi)含磁性元件的動(dòng)環(huán)，動(dòng)密封面是由排熱性與耐磨性極佳的含碳復(fù)合材料制成，并且采用浮動(dòng)式設(shè)計(jì)，可長(zhǎng)期在與靜環(huán)的吸引下與之保持貼合，為了達(dá)到與靜環(huán)長(zhǎng)期的吸合，磁力油封的磁性元件采用在高溫及高速的環(huán)境下都不會(huì)消磁的永磁材料，而且為了滿足浮動(dòng)式設(shè)計(jì)的要求，動(dòng)環(huán)由特殊的氟橡膠O型圈固定在軸上，O型圈與軸的摩擦力大于動(dòng)環(huán)之間磁力的剪切力。

　　整個(gè)磁力機(jī)械油封裝置在設(shè)計(jì)上均考慮長(zhǎng)壽命使用，設(shè)計(jì)上自身保護(hù)的特性與結(jié)構(gòu)采用特殊材料，均是在惡劣環(huán)境下及反復(fù)變化時(shí)能夠保持耐用的基礎(chǔ)。磁力機(jī)械油封可在干態(tài)下或存在潤(rùn)滑的工況下工作，在有水侵蝕的情況下也無(wú)所謂。適應(yīng)于立式或臥式、低速或高速、干摩擦或潤(rùn)滑狀況下的減速機(jī)、齒輪箱、風(fēng)機(jī)、泵和電機(jī)等轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備。

　　2、磁力油封的選用1）設(shè)備精度要求徑向跳動(dòng)：最大0.5mm軸向躥動(dòng)：最大0.35mm垂直度：最大0.05％×軸徑（如：直徑50mm的軸，垂直度要求0.025mm。表座吸在軸上，表針指在靜環(huán)表面，軸旋轉(zhuǎn)1周的最大公差）

　　軸的公差：最大±0.04mm，建議±0.025mm

　　軸光潔度：最大64Rms，建議32Rms

　　靜環(huán)安裝處公差：H62）適用條件工作參數(shù)：溫度160℃；壓力3.3公斤，線速度60m／s，一般規(guī)格20～320mm。

　　3、磁力油封的安裝步驟

　　1）在清潔表面上將動(dòng)靜環(huán)掰開，而非劃開，動(dòng)環(huán)先放回盒內(nèi)。

　　2）將靜環(huán)外涂一層硅油，油脂不要與密封面接觸，且在端蓋后階面上均勻地抹一層密封膠。

　　3）用木棒或紫銅棒（不要損壞靜環(huán)面）將靜環(huán)壓入殼體直到平整地靠在臺(tái)階面上，再將沾在摩擦面上的膠和雜質(zhì)擦干凈。

4）在動(dòng)環(huán)O型圈內(nèi)涂上潤(rùn)滑油，將動(dòng)環(huán)套在軸上推進(jìn)，不要推到位。

　　5）將端蓋套軸上推進(jìn)，動(dòng)靜環(huán)接觸后，一起推到最終位置。

　　6）端蓋上緊后，使用附帶卡片作為一個(gè)工具將O型圈向內(nèi)推入以防止其在安裝時(shí)變形。

　　注意：如果靜環(huán)與端蓋配合過(guò)松，可加壓板，整個(gè)安裝過(guò)程中務(wù)必使摩擦副之間保持清潔。

　　4、應(yīng)用情況某電解鋁廠2004年3月改造的油封，在1＃風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了試運(yùn)行，隨后又在4＃、7＃上進(jìn)行了安裝，經(jīng)過(guò)1年多的運(yùn)行，軸承箱壓蓋密封處無(wú)任何泄漏，完全滿足設(shè)計(jì)要求。

　　在此之前，原密封結(jié)構(gòu)由于經(jīng)常發(fā)生泄漏，凈化崗位操作員的工作量很大，在每天的巡檢中都要對(duì)軸承座潤(rùn)滑油進(jìn)行補(bǔ)充，而且還發(fā)生過(guò)一起因漏油造成的設(shè)備抱軸事故，導(dǎo)致電機(jī)燒毀，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)10萬(wàn)元。由于漏油的普遍性也使現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生一直難以解決，給設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管理帶來(lái)了難度。

　　改造后，在換油周期內(nèi)潤(rùn)滑油基本不需要補(bǔ)充，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，現(xiàn)場(chǎng)狀況明顯改觀，也為生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件。

　　磁力機(jī)械油封密封這種改進(jìn)方法，只需改造軸承壓蓋與靜環(huán)之間的配合尺寸，對(duì)原結(jié)構(gòu)改動(dòng)很小，這種密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，消耗動(dòng)力小。運(yùn)用磁力技術(shù)，采用機(jī)封理念全新設(shè)計(jì)的全浮動(dòng)密封面結(jié)構(gòu)，使動(dòng)靜環(huán)結(jié)合面始終保持緊密接觸，即使在較大的軸的跳動(dòng)下，亦可實(shí)現(xiàn)有效密封。

　　此外，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，將該油封也成功地應(yīng)用到了其它軸承座轉(zhuǎn)軸密封上，同樣取得了滿意的效果。因此磁力機(jī)械油封是未來(lái)解決轉(zhuǎn)軸密封的發(fā)展方向，有極大的推廣價(jià)值。

摘要： 應(yīng)用Fluent軟件，對(duì)在100%設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下經(jīng)壓縮性修正得到的三級(jí)高壓軸流通風(fēng)機(jī)，采用可壓縮模型在63%、100%、156% 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速3個(gè)典型轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行了全工況氣動(dòng)性能數(shù)值模擬分析，并與模型級(jí)換算性能曲線進(jìn)行了比較，同時(shí)也采用不可壓縮模型在63%設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速下進(jìn)行了數(shù)值模擬，并與該轉(zhuǎn)速下的可壓縮模型計(jì)算結(jié)果作了比較分析，數(shù)值模擬得出的結(jié)論可供工程設(shè)計(jì)參考。
關(guān)鍵詞：多級(jí)高壓軸流式通風(fēng)機(jī)；壓縮性修正；計(jì)算流體力學(xué)；數(shù)值計(jì)算
中圖分類號(hào)：TH453 　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Numerical Analysis on Overall Operating Performance of Multistage High-pressure Axial-flow Fan
Abstract: In this paper, the overall operating aerodynamic performance of a three-stage high pressure axial-flow fan adopted compressible model under the three typical design speed of 63%, 100% and 156%, which has been designed based on compressibility correction under 100% design speed, was simulated with Fluent software and compared with conversion performance curve of model stage. Meanwhile, the numerical simulation adopted incompressible model under 63% design speed is also carried out and compared with the calculation result of compressible model under the same speed. The conclusion obtained by numerical simulation can provide reference for project design.
Key words: multistage high-pressure axial-flow fan; compressibility correction; CFD; numerical calculation

1　計(jì)算模型與方法

　　三級(jí)軸流通風(fēng)機(jī)的計(jì)算模型見圖1。數(shù)值計(jì)算從集流器進(jìn)口開始一直到擴(kuò)散段出口，整個(gè)內(nèi)流道為計(jì)算域。計(jì)算域內(nèi)的流場(chǎng)用HyperMesh 軟件生成面網(wǎng)格，用T-grid軟件生成體網(wǎng)格。由于葉片為復(fù)雜曲面，全部采用非結(jié)構(gòu)化的四面體網(wǎng)格，網(wǎng)格總數(shù)約為1036萬(wàn)。

2.1 　全工況氣動(dòng)性能分析

　　圖2、圖3和圖4分別給出的是三級(jí)高壓軸流通風(fēng)機(jī)在63%、100%和156%轉(zhuǎn)速下模型級(jí)換算出的氣動(dòng)性能曲線和數(shù)值模擬得到的性能曲線。圖中流量和壓比分別是與該轉(zhuǎn)速時(shí)的設(shè)計(jì)值的比值。從圖中可以看出，在穩(wěn)定運(yùn)行工況范圍內(nèi)，得到的壓比－流量特性曲線與模型級(jí)換算得到的氣動(dòng)性能曲線基本一致，最大相差不超過(guò)6%。另外，從圖中還可看到，隨著轉(zhuǎn)速的增加，可壓縮計(jì)算的結(jié)果與模型級(jí)換算的結(jié)果之間的相差逐漸增大。例如在63%轉(zhuǎn)速時(shí)，可壓縮計(jì)算的性能曲線與模型級(jí)換算性能相差約為1% ；100%轉(zhuǎn)速時(shí)兩條曲線之間的相差約３%，而在156%轉(zhuǎn)速時(shí)兩曲線相差大概6%。

　　分析以上現(xiàn)象：（1）數(shù)值計(jì)算結(jié)果與模型級(jí)換算結(jié)果相差較小，屬工程上可接受范圍內(nèi)。同時(shí)也驗(yàn)證了通過(guò)模型級(jí)氣動(dòng)性能疊加方法得到的三級(jí)高壓軸流 通 風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的可靠性。另外，模擬分析結(jié)果與相似換算結(jié)果基本相符，也說(shuō)明了數(shù)值分析方法具有比較高的可信度；（2）計(jì)算表明，壓縮性修正后的流道結(jié)構(gòu)可以滿足多級(jí)高壓軸流 通 風(fēng)機(jī)在高、低轉(zhuǎn)速時(shí)的工況要求。特別在低轉(zhuǎn)速時(shí)，數(shù)值分析結(jié)果與模型級(jí)換算結(jié)果相差在1%左右，但是在156%最高轉(zhuǎn)速時(shí)，葉輪流道內(nèi)的相對(duì)馬赫數(shù)高達(dá)0.72，氣體的壓縮性顯著增大，由于流道可壓縮性修正是在100%轉(zhuǎn)速情況下進(jìn)行的，所以數(shù)值分析得到的性能與模型級(jí)換算性能相差為6%左右，但仍在可接受范圍。

車間安裝負(fù)壓風(fēng)機(jī)
車間負(fù)壓風(fēng)機(jī)
廠房通風(fēng)降溫

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)�？照{(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場(chǎng)降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場(chǎng)通風(fēng)|車間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)�？照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
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