空冷風機系統運行時豎向擾力試驗研究(1)

摘要：為了研究直接空冷系統的風機運行時對風機橋架產生的擾力，設計制作了1：1試驗模型，選擇3種工況進行試驗，運用無線測量技術對風機運行時風機軸的應變及轉速進行了測試，通過應變分離技術確定了由轉子質量偏心引起的擾力、由扇葉豎向振動引起的彎矩、由驅動風機旋轉引起的扭矩、由空氣反作用引起的豎向擾力，分析了不同工況、不同轉速、不同扇葉數量等條件下四種擾力的特性。試驗結果可供從事空冷風機橋架及其支撐結構設計的人員參考。
關鍵詞：直接空冷系統；模型試驗；風機擾力
中圖分類號：THll3．1 文獻標識碼：A
Experimental study on vertical oscillation forces of air cooling fan system in running stateQU Tie-jun，WANG Xian—yun，ZHANG Mei
(College of Architecture and Civil Engineering，North China University of Technology，Beijing 100144，China)Abstract：To research theoscillation forces of fans of a direct air cooling system during operation on the fan bridgetruss．1：1 test model was made and three working conditions were selected for the test．The strain and the speed ofrevolution of the fan shaft in running state were measured y using radio survey techniques．Taking advantage of the strainisolation technique，oscillation forces produced by rotor mass eccentricity，bending moments produced by vertical vibrationof the fan blade，torque produced by driving the fan and vertical oscillation forces produced by air reaction weredetermined．Then four characteristics of oscillation forces in the conditions of different operating modes，different running
speeds and different numbers of fan blades were analyzed．The test results give references to the design of air cooling fanbridge trusses and corresponding supporting structures．
Key words：direct air cooling system；model test；fan oscillation forces

空冷技術能顯著節約火電廠的用水量，一般能節水70％一80％¨。4 J。空冷技術分直接空冷系統和間接空冷系統。直接空冷系統具有投資少、簡單、適應低溫環境等優點，所以在我國發展速度較快"山J。但國內目前已投入運營或正在建設的直接空冷電廠采用的都是國外引進的技術，國內還沒有關于直接空冷結構體系的設計規范或規程。石家莊風機廠
直接空冷結構系統的底部是大直徑鋼筋混凝土管柱，高度在40 m以上，管柱上面安裝大型鋼桁架，是直接空冷系統的主要支撐結構。鋼桁架上面安裝有風機橋，風機上安裝大直徑風機及其驅動裝置。風機的旋轉直徑較大，本文試驗采用的風機旋轉直徑為9．14m。1臺風機一般有5～8片扇葉，扇葉安裝在輪轂上，扇葉、輪轂、風機軸組成了風機的轉子。通常一組直接空冷系統包含幾十臺風機，甚至百臺以上。風機驅動裝置包括電機、減速箱，通過風機軸使風機旋轉。
為了保證直接空冷結構系統能安全運行，需要對各種可能荷載作用下結構的安全性能進行研究。結構安全運行主要表現為兩個方面，一是結構在各種荷載作用下不發生破壞；二是在使用或運行過程中不能使風機設備(包括電機、減速箱、風機軸承、輪轂)的振動過大，振動位移、速度、加速度過大會影響風機設備的使用壽命。文獻[7—8]測試了風機運行時與支撐結構的共振頻率，并設計制作了結構縮尺模型，做了抗震性能試驗。文獻[9]研究了風機運行時結構的水平振動。
文獻[10]對風機運行時的風機橋架的振動進行了測試，并對風機運行時產生的水平擾力進行了初步研究。