焦炉煤气鼓风机的改造

22
44750
31
55937. 5
18 :30
18
51
- 12
24
45450
28. 3 53487. 5
23 :00
19
55
- 10
27
45450
28. 3
51480
五 、结论
图 1 改造后的实测特性曲线
性能试验结果表明 ,实测性能曲线与设计工 况点的压力偏差为 2 %～3 %。
通过对 750 - 2 - 1 离心鼓风机的改造设计 , 在不改变定子元件的条件下 ,只能通过提高叶轮 出口安装角 β2 A 和流量系数φ2 r ,并在压力不变情 况下 ,增容 22 %。
4
(2) 按原 750 - 2 - 1 焦炉煤气鼓风机几何参 数进行验算 (见表 1) 。
(3) 改造方案 由于隔板无法更换 ,只能在原始通流尺寸下 , 改变叶轮的其它几何尺寸 ,以达到用户工况 。 根据现场观察 ,测量的一级叶轮两侧间隙各 为 5mm 左右 ,所以把一级叶轮宽度增加 2mm ,即 由原来的 68mm 增加到 70mm ,二级叶轮宽度不 变。
该风机增容改造于 1999 年 11 月在用户现场 投入运转 ,为了验证改造后风机性能是否满足改造
(下转第 27 页) — 55 —
里氏硬度计测试精度分析
表6
试件编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
HB
211
217
208
229
189
196
205
224
241
232
里氏硬度计
自动换算 ( HB自) ′
196. 6 202. 9 194
风机技术 2004 年第 1 期 / 使用维护
焦炉煤气鼓风机的改造
Transformation of Coke-oven Ga s Blower
谭 良 李丹斐 李国贵 沈阳鼓风机 (集团) 有限公司
(1) 参数 机前煤气入口温度在 25～28 ℃状态下 煤气流量 54000～55000m3/ h 风机入口压力 - 6. 5kPa 风机总压头 30kPa (2) 要求 因本机已使用 40 余年 ,隔板已无法卸下 ,设
计改造时 ,在隔板不变条件下 ,对转子进行了设计 改造 。
用户要求叶轮材质采用 X12Cr13 ,即与现用 我公司产品 D750 - 24 煤气鼓风机的叶轮材质相 同 (耐焦炉煤气腐蚀) 。
增大叶轮出口角 ,这样会引起压力增加 ,但由 于增大了流量系数 ,则压头系数 X 降低了 ,所以仍 保持压力不变 。
为了加工工艺简单 ,叶片采用直叶片 ,叶片数 也由 26 片降到 19 片 。
2003 年 5 月 22 日收到 沈阳市 110022
— 54 —
焦炉煤气鼓风机的改造
表1
名称 多变效率 流量系数 周速系数 圆周速度 多变能量头 叶轮出口气流角 进口冲角 进出口速度比 气动功率 出口温度 出口压力
经过现场性能实测 ,完全达到了设计要求 ,经 过两年多的运转验证 ,改造是成功的 ,不但性能上 达到增容目的 ,而叶轮材质改为不锈钢后还达到 了叶轮不生锈 ,不腐蚀 ,运转平稳 ,运转周期长的 效果 ,所以用户非常满意 ,说明改造是成功的 。
参考文献
1 徐忠主编. 离心式压缩机原理. 机械工业出版社 ,1980. 2 B·Φ 里斯. 离心压缩机械. 机械工业出版社 ,1965. 3 李国贵. 压缩机型鼓风机叶轮流量系数选择. 风机技术 ,1989(6) .
217
174
180
190
210
228
218
( HL) ′
467 473. 7 464 490. 3 440 447. 8 460
482
502
492
根据实际的 HL 与 HB 值 ,利用二元线性回归
所得二元线性回归方程为
方法 ,建立回归方程为
HB = - 174. 6166 + 0. 82609 ×HL
二级 970 70 550 500 8. 2 62 34. 1085 19
(5) 改造时设计计算的气动参数 (见表 3) 。
机前煤气入口温度在 25～28 ℃状态下 煤气流量 54000～55000m3/ h 风机入口压力 - 6. 5kPa 风机总压头 30kPa
表3
名称 多变效率 流量系数 周速系数 圆周速度 多变能量头 叶轮出口气流角 进口冲角 进出口速度比 转速 气动功率 出口温度 出口压力
三 、改造方案的确定
(1) 改造前叶轮几何参数
名称
符号 单位 一级 二级
叶轮外径 口圈直径 叶轮出口宽度 轮盖倾角 出口叶片数 进口叶片数 叶片厚度
D2 mm 970 970
D0 mm 490 490
b2 mm 68 61 θ ° 8°13′ 8°13′
Z2 个 26 26
Z1 个 13 13
δ mm 4
6. 03
( HL) ′
467 473. 7 464 490. 3 440 447. 8 460
482
502
492
经过误差统计分析 ,换算表 ( HB) 换算值与台 利用自制换算表换算 HB 值 ,比里氏硬度计自动换
式硬度计 ( HB) 测试值最大误差为 0. 51 % ,自动换 算 HB 值 ,平均精度提高了 6. 4 %。
(4) 改造后叶轮几何参数 (见表 2) 。
表2
名称 叶轮直径 叶轮出口宽度 进口直径 口圈直径 盖盘倾斜角 叶轮出口安装角 叶轮进口安装角 叶片数
符号
D2 b2 D1 D0 θ β2 A β1 A Z1 = Z2
单位
mm mm mm m ° ° ° 个
一级 970 70 550 500 8. 2 62 34. 1085 19
算 ( HB) 与台式硬度计 ( HB) 最大误差值为8. 16 % ,
(上接第 55 页) 技术协议要求 ,于 2000 年 2 月在用户现场进行了
场用煤气总管流量孔板读数折算到机前入口状态 后再进行计算 。性能试验记录与计算见表 4 。
性能试验 ,根据协议其风机流量的考核 ,在用户现
表4
(7) 改造后的性能曲线 (见图 1)
时间
出口压力 pout ( kPa)
出口温度 Tout ( ℃)
进口压力 pin ( kPa)
进口温度 t in ( ℃)
计算数据 出气流量 ( m3/ h) 总压 ( kPa) 流量 ( m3/ h)
20 :30
19
55
- 9. 3
26
45450
28. 3 56812. 5
16 :30
21
48
- 10
一 、前言
某钢铁厂使用 2 台 60 年代生产的 750 - 2 - 1 型焦炉煤气鼓风机 ,由于生产需要 ,须进行增容改 造 。经研究决定只对转子进行改造 , 定子不变 。 提高了叶轮流量系数 <2 r[3 ]和出口安装角 β2 A ,通 过现场测试达到预期效果 ,证实该设计方法是成 功的 。
二 、用户提出改造后的风机参数及要求
符号 ηpol φ2 r φ2 u
u2 h pol α2
i W 1/ W 2
n N pol T out p out
单位 % / /
m/ s kg. m/ kg
° ° / r/ min kW ℃ k Pa
一级 76. 5 0. 2815 0. 7043 243. 7882 3362. 224 21. 7864 - 0. 3750 2. 1783
HB = b + m ×HL
误差分析见表 7 。
表7
试件编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
台式硬度计 测试值 HB
211
217
208
229
189
196
205
224
241
232
里氏硬度计
自动换算 ( HB自) ′
196. 6 202. 9 194
217
174
180
190
210
228
218
换算表换算 硬度 ( HB) 值
符号 ηpol φ2 r φ2 u
u2 h pol α2
i
W 1/ W 2 N pol T out p out
单位 % % %
m/ s kg. m/ kg
° ° / kW ℃ k Pa
一级 78 0. 24 0. 67 243. 79 3260. 01 20. 08 - 0. 04 1. 83
二级 78 0. 24 0. 67 243. 79 3260. 01 20. 51 - 0. 60 1. 76 437. 24 65. 11 125
二级 76. 5 0. 2815 0. 7043 243. 7882 3331. 163 22. 8291 - 0. 2609 2. 0786 4800 557. 7936 59. 8065 125. 64
改造前流量系数 φ2 r = 0. 24 , 改造后 φ2 r = 0. 2815 ,而流量系数是随 β2 A 的增加而增加的 。由 于
φ2 u = 1 - (π/ Z2) sinβ2 A - φ2 rctgβ2 A (1)
(6) 材质 叶轮选用 X12Cr13 - I ,为马氏体不锈钢 ,主轴 材质为 35CrMo 。
四 、现场Байду номын сангаас能试验
hpol = (φ2 u/ g)ηpol (1 + βdf + βL ) u22 (2) 从表中可见最终级能头 hpol 改造前后是一样 的[1 ,2 ,3 ] 。
— 27 —
211
217
209
230
189
195
205
224
240
232
换算表 ( HB) 值与台式
硬度计 ( HB) 误差值 %
0
0
0. 48 0. 44
0
0. 51
0
0
0. 41
0
自动换算 ( HB) 与台式 硬度计 ( HB) 误差值 %
6. 64 6. 45 6. 73 5. 24 7. 94 8. 16 7. 32 6. 25 5. 39
【摘要】简介了叶轮改造前后的几何参数 ,通过对 叶轮进行改造 ,使离心鼓风机流量增加了 22 % ,经 过现场性能测试已达到设计要求 ,满足了用户的 工艺需要 。
关键词 :离心式鼓风机 叶轮 改造
Abstract :Geomet ric parameters before and after im2 peller t ransformation are briefly int roduced. The flowrate of cent rif ugal blower is increased 22 % by t ransforming impeller. Design specification is met by performance test on site. Technique requirement of user is satisfied. Key words :Centrifugal blower Impeller Transformation