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引風機葉片磨損機理與數學模型

[2017/2/6]

  由于實際燃燒煤種偏離原設計值,靜電除塵設備效率下降導致引風機煙氣含塵量超標,在煙氣中固、氣兩相流體以10.82m/s的速度長期連續沖刷撞擊作用下使引風機空心機翼型葉片進氣邊背弧被迅速腐蝕磨穿,粉塵微粒進入空心葉片內部,葉輪以極高的速度帶動其旋轉。因為每個葉片磨損程度不同,進入的粉塵微粒質量不同,則離心力也不相等。所以就破壞了原來引風機的平衡而產生振動,輕則降低機組出力,重則造成引風機電機電流過大,溫度超標燒壞端部線圈或者軸瓦被迫停機。
  分析認為,引風機葉片在高速旋轉中受煙氣兩相流動沖擊磨損的部位和磨損程度是與葉片上各部位所受的流體質點離心力大小有關。此離心力在葉片進氣邊背弧隨半徑的增加而增。其數學模型為:沿葉片半徑方向介質微元的離心力可用下式表示:
  dF=dm·rw²
  F=pbr²w²ddr
  w—葉輪的旋轉角速度w=2xn
  r—葉片與煙氣質點處的半徑
  p—煙氣中粉塵微粒的密度
  b—煙氣微元寬度
  由公式可見,當引風機轉速額定時,離心力的大小與粉塵密度、質點與軸心半徑成正比。即煙氣中粉塵濃度越大,葉片磨損程度越嚴重;粉塵在離心力的作用下隨氣流進氣速度產生偏轉,則氣流偏轉產生應力集中,應力集中的地方受到煙氣沖擊次數就越多,那么磨損就越大。這與實際磨損現象是相符合的。

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