鼓風機以其高效和易調(diào)節(jié)等優(yōu)點已成為燃煤發(fā)電機組的送、引和一次風機的優(yōu)選。葉片是軸流風機的核心部件，決定風機的性能; 而導葉是軸流風機中重要的流通部件，其氣動設(shè)計直接影響上下游流通部件的特性。研究表明，鼓風機的葉輪機械內(nèi)的流固耦合現(xiàn)象與流體機械各種故障的產(chǎn)生有直接關(guān)系。因此借助流固耦合的方法對導葉數(shù)目變化后風機葉片的靜力結(jié)構(gòu)及振動進行研究具有重要的現(xiàn)實意義和工程價值。旋轉(zhuǎn)噪聲是當大風量軸流風機葉片旋轉(zhuǎn)推動空氣流動時，均勻分布的葉片與周圍空氣相互作用，引起氣體壓力脈沖而產(chǎn)生離散噪聲。導葉結(jié)構(gòu)、數(shù)目和安裝角度對提高流體機械的性能、降低鼓風機噪聲和減輕振動具有明顯影響。利用試驗對軸流泵有無導葉時的外特性進行測試，表明在較優(yōu)工況下導葉可回收的旋轉(zhuǎn)動能約占葉輪出口總能量的15. 7%，驗證了導葉對提高能量利用率的作用。

模擬鼓風機導葉數(shù)

目不同時泵內(nèi)的壓力脈動特征，指出導葉數(shù)變動對導葉區(qū)流域及其下游流域的壓力脈動具有一定影響，而對上游葉輪流域的流動影響則較小。利用數(shù)值模擬方法對導葉與葉輪匹配進行研究，表明導葉數(shù)目增加后模型壓力提高329Pa，軸功率降低1. 2 kW，效率提高6%。計算區(qū)域包括入口區(qū)域、管道區(qū)域、鼓風機的旋轉(zhuǎn)葉輪區(qū)域和出口區(qū)域。模擬了軸流風機后導葉改變對風機性能的影響，表明導葉數(shù)目減少4 片后全壓提升5. 4 Pa，效率提高0. 8%。

導葉數(shù)目減少時鼓風機效率明顯高于導葉數(shù)目增加時的風機效率; 在導葉數(shù)目減少的方案中，在qv ＜ 87. 5 m3 /s 時全壓全部高于原風機，在高于此流量時提升效果僅方案二比原風機效率稍高，其余方案略低于原風機，在設(shè)計流量82. 5 m3 /s 時，方案三的效率提升效果好，提升比例為0. 46 個百分點; 在流量低于設(shè)計流量時，方案四至六效率高于原風機，高于設(shè)計流量時風機效率低于原風機，且隨流量增大，效率下降速度加快。從性能比較上可以看出，方案三表現(xiàn)出優(yōu)于原風機的性能，所以下文主要針對方案三和原風機進行流固耦合模擬研究。模擬中的噪聲接收點與國家標準規(guī)定的噪聲測試中的傳聲器位置一致。

鼓風機軸功率Psh定義為單位時間內(nèi)原動機傳遞給風機軸上的能量，其大小可反映鼓風機的能耗。因此導葉數(shù)目改造對于經(jīng)濟性的影響可通過軸功率來考察，圖5 為原風機和方案三軸功率比較。消聲器下部采用折板式消聲通道結(jié)構(gòu)，用特定厚度的消聲片，在特定角度下排列，對大風量軸流風機噪聲進行治理。可以看出方案三比原風機軸功率有少許增加且變化不大，這也與方案三全壓提升做功能力增強有密切關(guān)系。

鼓風機靜力結(jié)構(gòu)特性

在旋轉(zhuǎn)機械中，葉片結(jié)構(gòu)強度和振動直接關(guān)系到其安全運行，其取決于葉片表面的氣動載荷和本身固有的力學性能。而僅對流體域進行研究還不能完全確定導葉數(shù)目變化是否對風機固體域產(chǎn)生影響，為此利用ANSYS Workbench 軟件將流場壓力數(shù)據(jù)加載到動葉片表面，對風機動葉進行了單向流固弱耦合，來研究導葉數(shù)目變動后動葉等效應(yīng)力、總變形及振動的變化。檢查鼓風機空氣預熱器1B傳熱元件嚴重堵塞后，一次風機出口堵塞。

鼓風機葉片斷裂的主要原因是葉片兩側(cè)受力不平衡。在解決這一問題的過程中，首先要提高風機葉片的質(zhì)量。在葉片設(shè)計和制造過程中，必須非常仔細地選擇原材料，選用耐腐蝕性和耐壓性強的原材料。為解決風機葉片斷裂問題，應(yīng)盡量避免失速或喘振。由于軸流風機長期處于失速狀態(tài)，容易引起葉片斷裂，也會對主要設(shè)備部件造成不同程度的損壞。解決軸承溫度高的問題主要有三種策略：一是合理使用潤滑油和潤滑劑，降低軸承溫度。每臺鼓風機所需的潤滑油和潤滑劑的數(shù)量是不同的，所以在使用過程中必須根據(jù)實際情況加以利用。潤滑油不能用得太少或太多，否則會導致軸承溫度過高。二是加強引風機的冷卻。在數(shù)值模擬中，以集流器入口和擴壓器的出口作為整個計算域進出口，邊界條件為進口速度和自由流出。有效的方法是在軸承兩側(cè)安裝壓縮空氣冷卻裝置。如果溫度較低，需要關(guān)閉壓縮空氣裝置，這樣可以節(jié)省一些資源。但當溫度升高時，必須打開壓縮空氣裝置進行冷卻。第三，軸承箱內(nèi)缸與鼓風機軸承外套之間的間隙應(yīng)適當留出。這就要求設(shè)計過程中必須進行非常嚴格的測量，并進行高精度的計算，以使兩者之間的間隙合適，不會影響軸承的運行。