鍋爐引風(fēng)機葉輪的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、在鍋爐系統(tǒng)中，鍋爐一般以燃燒化學(xué)能、消耗電能等，向外輸出擁有一定熱能的蒸汽、高溫水或者有機熱載體，是一種能量轉(zhuǎn)換型裝置，多在火電站、船舶、機車和礦山等重型企業(yè)中使用。因此鍋爐是一種非常重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，甚至是一種“能源設(shè)備”。但在實際工況下，鍋爐引風(fēng)機運行條件比較惡劣，如輸送的煙塵等大顆粒介質(zhì)或輸送氣流不穩(wěn)定致使引風(fēng)機葉輪磨損嚴重，大大降低了葉輪的結(jié)構(gòu)性能，使引風(fēng)機使用周期縮短，嚴重影響正常的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因此對引風(fēng)機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化顯得尤為

2、重要，而葉輪作為引風(fēng)機的重要部件，又是易磨損件，所以本文以五陽熱電廠所使用型號為AYX75—1No22D的鍋爐引風(fēng)機為研究對象，對葉輪進行了優(yōu)化設(shè)計。改善葉輪的結(jié)構(gòu)性能，提高其使用周期，為引風(fēng)機葉輪的進一步優(yōu)化設(shè)計提供參考，同時還能為企業(yè)節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益。本文主要有以下幾點:
　　(1)以AYX75—1No22D的鍋爐引風(fēng)機為研究對象，根據(jù)引風(fēng)機葉輪的結(jié)構(gòu)，利用三維造型軟件Pro/E建立了葉輪及其零部件的三維實體模型。

3、>　　(2)利用有限元分析軟件ANSYSWorkbench給出了葉輪的有限元分析，獲得了葉輪的等效應(yīng)力云圖、總變形云圖。將分析結(jié)果與葉片強度的傳統(tǒng)算法結(jié)果進行對比，得出葉片強度傳統(tǒng)算法的不足之處。兩種算法都顯示該風(fēng)機葉輪強度符合強度要求，但有限元分析結(jié)果更能反應(yīng)實際的應(yīng)力分布，與實際情形更加吻合。
　　(3)利用ANSYSWorkbench給出了引風(fēng)機葉輪的模態(tài)分析，獲得葉輪的前六階固有頻率及對應(yīng)的振型。得出，葉輪發(fā)生共振的干擾諧

4、振頻率遠小于其各階固有頻率，因此正常情況下葉輪不會出現(xiàn)共振。
　　(4)使用ANSYSWorkbench中的Design Explorer模塊對引風(fēng)機葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)（輪盤厚度、葉片厚度）進行了優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化結(jié)果顯示，當(dāng)葉輪輪盤厚度降低近4mm，葉片厚度增加2mm，葉輪總質(zhì)量基本不變，不僅增加了葉片的強度，提高其抗磨損能力，延長葉輪的使用周期，還使葉輪最大總變形量幾乎不變的情況下，最大等效應(yīng)力從163.46Mpa降低到157.59M