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風機優(yōu)化思路

本模型采用Nelder － Mead 的優(yōu)化方法，用于非線性方程針對多目標的優(yōu)化方法，能尋找到全局較小偏差，同時根據自變量的增加而線性增加計算負荷的大小。由于自變量的變化參數較多，為了避免出現非物理的優(yōu)化結果，提高優(yōu)化效率。本模型的優(yōu)化將分為兩個部分。

風機設計點的模型優(yōu)化

在設計點，風機內部流場狀況較好，流動損失小，。因為Koch ＆ Smith 的模型考慮了諸多物理因素并被廣泛驗證了其合理性，因此不予優(yōu)化。有3 個參數需要優(yōu)化: 參考沖角、參考落后角和二次流損失。在一維計算時，由于模型中的經驗公式是從大量壓氣機的實驗數據中提取出來的，針對某一特定的風機幾何尺寸，首先需要對采用的損失和落后角模型進行校驗和標定。標定是根據風機在轉速990r /min 時，風機的安裝角不變情況下的實驗氣動性能曲線。其次，利用優(yōu)化得到的損失和落后角模型，對安裝角分別為+ 10°、+ 5°、－ 10°、－ 5°的軸流風機的氣動性能進行數值模擬并與實驗結果進行對比分析，來驗證本模型的準確性和可靠性。因為本風機并未給定相關設計點的參數，風機模型中只能選取設計轉速為990r /min 下率點為設計點，選取實驗的氣動性能曲線做為優(yōu)化對象。

近似失速試驗，即為了了解風機的實際失速線位置，詳細記錄風機進出口壓力和風量，后一組風機失速前的穩(wěn)定風壓和風量數據作為風機的失速點參數。通過1b、2a、2b風機的近似失速試驗，將三臺一次風機的失速工況點數據放到性能曲線上，并擬合到曲線上，如圖2所示。從圖中可以看出，1b、2a、2b一次風機的實際失速線與理論失速線存在較大偏差。2號爐兩臺一次風機的失速線偏差略好于1b風機，但風機與理論失速線偏差較大。根據以往的試驗和結果分析，發(fā)現一次風機出現急停的主要原因是風機理論失速線向下運動，這不是由于煙氣系統(tǒng)阻力過大或煙氣系統(tǒng)內部流場分布不均造成的，而是由于風機理論失速線向下運動引起的。風機合理結構。鑒于此，在電廠停堆期間，對現有鼓風機進行了檢查。

（1）檢查葉片同步后，未發(fā)現現有風機轉子葉片同步問題，所有葉片均具有良好的調節(jié)特性，排除了葉片不同步。

（2）檢查每臺一次風機的葉頂間隙，得出每臺一次風機的葉頂間隙見表2。2A的風機的頂部間隙已在電廠進行了處理。2A一次風機的頂部間隙通過在殼體內壁添加玻璃纖維而減小。由于2A的風機失速試驗是在頂隙處理后進行的，表中2A一次風機頂隙也是處理后頂隙的平均值。

根據以往對風機亞音速定子葉片的研究，前緣彎曲用于匹配迎角[20]，根部彎曲高度為20%，端部彎曲角度為20，頂部彎曲高度為30%，端部彎曲角度為40，如圖18左側所示。彎曲高度和彎曲角度的選擇是基于流入流的流動角度條件：如圖5中藍色箭頭所示，定子葉片的流入角度受上游動葉片的影響，靠近端壁有兩個不符合主流分布趨勢的區(qū)域，而彎曲高度末端彎板的T應覆蓋與流動角度匹配的區(qū)域；末端彎板角度的選擇基于區(qū)域和主流流動角度之間的差異。

根據前面的研究，風機前緣彎曲的定子葉片可以有效地消除流入攻角，但葉片的局部端部彎曲會導致葉片局部反向彎曲的形狀效應。在保證端部攻角減小的同時，定子葉片端部的阻塞量增大，損失增大。在端部彎曲建模的基礎上，適當疊加葉片正彎曲建模，可以減小端部攻角，保證定子葉片和級間的有效流動。通過實驗設計的方法，得到了合適的前彎參數：風機彎曲高度60%，輪轂彎曲角度40，翼緣彎曲角度20，基本符合以往研究得出的彎曲葉片設計參數選擇規(guī)則。不同葉柵的吸力面徑向壓力梯度和出口段邊界層邊界的徑向壓力梯度可以很好地進行比較。在帶端彎和正彎葉片的三維復合葉片表面，存在兩個明顯的徑向壓力梯度增大區(qū)域，形成從端彎到流道中徑的徑向力，引導風機葉片表面邊界層的徑向重排。從出口段附面層的邊界形狀可以看出，復合三維葉片試圖使葉片的徑向附面層均勻化，消除了葉片角部區(qū)域的低能流體積聚，對提高葉片邊緣起到了明顯的作用。