本文根據(jù)已經(jīng)完成的一種基于歐拉方程外加源項(xiàng)的模型來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)大小動(dòng)葉可調(diào)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能，主要采用損失和落后角模型用來(lái)考慮葉片排和摩擦對(duì)氣流的影響，并用堵塞因子修正環(huán)壁附面層堵塞影響。根據(jù)在風(fēng)機(jī)安裝角未發(fā)生改變時(shí)的實(shí)驗(yàn)性能，優(yōu)化模型中的損失系數(shù)和落后角系數(shù)使得計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)計(jì)算相近。研究表明，風(fēng)機(jī)的葉輪機(jī)械內(nèi)的流固耦合現(xiàn)象與流體機(jī)械各種故障的產(chǎn)生有直接關(guān)系。改變動(dòng)葉可調(diào)風(fēng)機(jī)的安裝角后，本模型預(yù)測(cè)得到的該風(fēng)機(jī)在安裝角變化( + 10°，+ 5°，－ 5°，－ 10°) 的性能曲線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差小于2%。結(jié)果表明風(fēng)機(jī)模型使用經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的損失和落后角模型能快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出該動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)在全工況下的氣動(dòng)性能。

在實(shí)際的風(fēng)機(jī)葉輪機(jī)械中，氣體的流動(dòng)是一種十分復(fù)雜的、非定常的、全三維的流動(dòng)。為了提高程序的計(jì)算速度，需要做出如下假設(shè): 氣體為完全氣體; 流場(chǎng)為軸對(duì)稱(chēng); 不考慮徑向變化，流場(chǎng)沿葉片中弧線。

在軸流風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算中，本文采用Stratford 的模型對(duì)環(huán)壁邊界層進(jìn)行模擬。針對(duì)某660MW機(jī)組配套的兩級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)，借助Fluent進(jìn)行流體數(shù)值模擬，研究導(dǎo)葉數(shù)目改變對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響，并選出較優(yōu)方案三。環(huán)壁邊界層會(huì)沿壁面產(chǎn)生位移厚度，該模型假設(shè)位移厚度是沿著葉片排連續(xù)分布的，同時(shí)端壁邊界層和葉尖間隙漏流發(fā)生的總壓損失也包含在三維總壓修正系數(shù)3D中，該模型能夠計(jì)算得出比較合理的堵塞因子。

風(fēng)機(jī)葉片間隙問(wèn)題。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由于風(fēng)機(jī)殼體的變形，葉片與殼體的間隙不符合原設(shè)計(jì)要求。間隙越大，會(huì)影響一定的性能，但對(duì)運(yùn)行沒(méi)有影響，可以忽略不計(jì)，不予處理。如果間隙變小，可以用白鋼將鋁刀片固定在中間段，進(jìn)行車(chē)削定位，用拋光機(jī)拋光。將設(shè)計(jì)好的風(fēng)機(jī)消聲器在大風(fēng)量軸流風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口處安裝，采用進(jìn)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)罩將進(jìn)風(fēng)口消聲器和風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連接，改變?cè)竭M(jìn)風(fēng)模式為底部垂直進(jìn)風(fēng)，并且減弱進(jìn)風(fēng)口噪聲向敏感建筑直接傳播的趨勢(shì)。位置小，可研磨殼體流道。風(fēng)機(jī)的可靠運(yùn)行是電站效益的關(guān)鍵。為盡量避免風(fēng)機(jī)故障，電廠應(yīng)嚴(yán)格做好風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件的日常維護(hù)保養(yǎng)工作。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行具體分析，提出解決方案，并及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理。停機(jī)時(shí)應(yīng)特別注意對(duì)風(fēng)機(jī)的維護(hù)和管理，避免因停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)而造成風(fēng)機(jī)維修困難的問(wèn)題。

風(fēng)機(jī)軸承箱和液壓缸的主要結(jié)構(gòu)和原理是動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的兩個(gè)關(guān)鍵部件。軸承箱為圓柱形整體結(jié)構(gòu)，軸跨小，結(jié)構(gòu)緊湊。與風(fēng)機(jī)主軸同心的箱筒法蘭與殼體下半部分內(nèi)筒法蘭用高強(qiáng)度螺栓連接，對(duì)中良好，拆裝方便。軸承采用SKF或FAG品牌。軸承箱由箱體、箱蓋、主軸、軸承、擋油環(huán)、甩油環(huán)、預(yù)緊彈簧總成、襯套和密封件組成。軸承箱上部設(shè)有進(jìn)油孔、測(cè)溫孔和氣體平衡孔，下部設(shè)有回油孔和放油孔。法蘭的內(nèi)圓周上設(shè)有透氣孔。箱體兩端軸承定位孔加工精度高，保證了主軸系統(tǒng)組裝后的同軸度。主軸采用35CrMo鍛造，并通過(guò)熱處理調(diào)整其綜合力學(xué)性能。主軸設(shè)計(jì)為階梯軸，同軸度要求高，兩端鍵槽，葉輪端部螺紋。葉輪通過(guò)螺母軸向固定。葉輪一軸孔鑲銅套，與液壓缸導(dǎo)套配合，另一端安裝剛性柔性聯(lián)軸節(jié)。兩級(jí)葉輪主軸采用空心軸。從風(fēng)機(jī)不同位置和X、Y、Z三個(gè)方向的周向振動(dòng)來(lái)看，風(fēng)機(jī)下部固定在底座上，比其他三個(gè)周向位置振動(dòng)小。為了安裝推桿，可以在推桿的作用下同步調(diào)整兩級(jí)葉輪上的葉片。軸的兩端都有鍵槽和螺紋，用來(lái)裝配兩個(gè)葉輪。軸孔兩端鑲銅套，與推桿配合。

與均勻間隙相比，風(fēng)機(jī)在平均葉頂間隙不變的前提下，1~3級(jí)間隙方案下的風(fēng)機(jī)總壓力和效率均高于均勻間隙方案下的風(fēng)機(jī)總壓力和效率；前導(dǎo)間隙越大，尾隨間隙越小，性能越明顯。改進(jìn)是，但隨著風(fēng)機(jī)間隙的逐漸收縮，風(fēng)機(jī)的性能改善逐漸減??；在設(shè)計(jì)流量下，方案2和方案3下的總壓力分別增加20。對(duì)于PA和22PA，風(fēng)機(jī)效率分別提高0.69%和0.70%，特別是在小流量情況下。方案2和方案3的效率分別提高1.16%和1.20%。同時(shí)，方案1-3對(duì)應(yīng)的高效區(qū)（>81%）變寬，根據(jù)總壓的趨勢(shì)，喘振裕度增大，穩(wěn)定工作范圍提高。但4-6級(jí)進(jìn)風(fēng)機(jī)的總壓和效率均低于均勻間隙，隨著間隙的增大，風(fēng)機(jī)的性能下降更大。方案6的總壓力和效率分別降低了15pa和0.14%。模擬結(jié)果與參考文獻(xiàn)中給出的結(jié)果一致。以上分析表明，在相同流量范圍的前提下，錐形間隙的高效區(qū)變寬，相應(yīng)的流量范圍增大，風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)增大，設(shè)計(jì)流量和左效率明顯提高，措施簡(jiǎn)單，易于實(shí)施?？紤]到風(fēng)機(jī)選型中參數(shù)裕度過(guò)大，導(dǎo)致軸流風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)流量的左側(cè)運(yùn)行，可以將變細(xì)的間隙形狀作為提高風(fēng)機(jī)性能的手段。彎頭加折板式消聲器的組合消聲結(jié)構(gòu)，不僅能夠有效的改變氣流流通方向，增加通道長(zhǎng)度，提高空氣動(dòng)力性噪聲的消聲量，而且節(jié)約空間，組合形式靈活，具有廣泛的應(yīng)用前景。為了分析不同葉尖間隙形狀下風(fēng)機(jī)性能變化的內(nèi)在機(jī)理，進(jìn)行了內(nèi)部流動(dòng)特性和葉輪能力分析。