CN206845538U - 一种直冷降噪轴流风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电站直冷降噪轴流风机，包括轮毂和若干围绕轮毂均匀分布的叶片，其特征在于，所述叶片上穿有若干排通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，第一排通孔与后排通孔之间的中间位置无通孔。本实用新型可以在保证风机升力，减弱开孔对风机性能的影响的同时，有效改善非工作面表面的气体流动状况，增加叶片表面气体流动速度，减小涡流脱离的产生，从而降低风机的噪声，整个空冷岛的噪声水平也将得到改善，从而使直冷电站满足日益严格的环保要求。

Description

一种直冷降噪轴流风机

技术领域

本实用新型属于电站冷却设备领域，特别涉及一种直冷降噪轴流风机。

背景技术

在我国北方缺水地区，电站空冷技术得到了广泛应用。其中直接空冷系统是采用机械通风强迫对流方式对汽轮机的排汽进行冷却，通常一台直接空冷机组需要配置数十台轴流风机，因此直接空冷系统在运行时会产生相当大的噪声，是电厂的主要噪声源。因此降低轴流风机噪声对降低整个电厂的噪声水平有非常重要的作用。

风机的噪声主要分为机械噪声和空气动力性噪声两大类。空气动力性噪声又主要分为离散噪声(旋转噪声)和宽带噪声(涡流噪声)两类。离散噪声(旋转噪声)与叶轮的旋转有关。特别在高速、低负荷情况下，这种噪声尤为突出。离散噪声是由于叶片周围不对称结构与叶片旋转所形成的周向不均匀流场相互作用而产生的噪声。涡流噪声是由气流流动时的各种分离涡流产生的，实践证明，风机叶片产生的空气动力性噪声远远大于风机的机械噪声和电磁噪声，如果能通过改进风机进出风口和叶片结构，将能大幅度地减少风机辐射的噪声，而从叶片方面想办法降噪有很大的研究和应用前景。

实用新型内容

本实用新型是针对目前直接空冷系统风机噪声污染严重的问题，提出了一种直冷降噪轴流风机，通过在叶片上开孔的方式，减弱了叶片的涡流分离，进而噪声随之降低，起到改善空冷岛的噪声的效果，提高整个电厂的环保水平。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种直冷降噪轴流风机，包括轮毂和若干围绕轮毂均匀分布的叶片，其中，每片所述叶片上穿有若干排通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，第一排通孔与后排通孔之间的中间位置无通孔。

进一步地，所述叶片为前掠式扭叶片，采用先进翼型。

进一步地，所述叶片的数目为6～8片，直径在9144mm～10363mm。

进一步地，所述通孔为圆型通孔，所述通孔的直径相同。

进一步地，所述通孔的直径在2mm～5mm之间。

进一步地，所述后排通孔各排之间的间距相同。

进一步地，所述后排通孔各排之间的间距的总和为叶片弦长的1/2。

进一步地，所述通孔的排数一共为5～8排。

进一步地，所述通孔的穿孔偏转角取为40°～45°。

进一步地，所述叶片的穿孔系数为0.08～0.1。

本实用新型的有益效果是：

与其他叶片开孔方式相比，本实用新型采用第一排通孔布置在分离点之前，其他排通孔布置在处于后移之后的分离区，两者之间不安置通孔的开孔方式，可以在保证风机升力(升力系数下降不超过4％)，减弱开孔对风机性能的影响的同时，有效改善非工作面的空气流动状况，减小涡流的强度和范围，从而有效降低风机的噪声(降噪值为3～5dB)，整个空冷岛的噪声水平也将得到改善，从而使直冷电站满足日益严格的环保要求。

附图说明

图1为现有直接空冷系统φ9.144m类型轴流风机侧视图。

图2为现有直接空冷系统φ9.144m类型轴流风机俯视图。

图3为本实用新型实施例1直冷降噪轴流风机侧视图。

图4为本实用新型实施例1直冷降噪轴流风机俯视图。

图5为本实用新型实施例1直冷降噪轴流风机叶片穿孔截面图。

具体实施方式

本实用新型提出一种针对直接空冷系统的直冷降噪轴流风机，下面结合附图予以说明。

以下采用的风机叶片均为前掠型扭叶片，先进翼型。常见轴流风机的直径有9144mm、9754mm和10363mm三种，每种风机的叶片数都可以为6/7/8片。

现有直接空冷系统φ9.144m类型轴流风机如图1和图2所示，包括轮毂1-1和若干均匀布置在轮毂1-1周围的前掠式扭叶片1-2，冷却空气由轴流风机吹入凝汽器单元翅片管束进行换热，换热后的空气排入大气中。风机在设计工况时具有最佳的气动特性，漩涡与涡流脱离都不严重，具有最高的效率和最低的噪声。但是当风机偏离设计工况时，气动性能会恶化，容易导致涡流脱离，从而噪声值也将增大。而风机在实际运行中常常会偏离设计工况。

为了降低风机涡流噪声，可以采用工作轮叶片穿孔法。因为叶片出口处经常出现涡流分离，而采用叶片穿孔方法可以使部分气流自叶片高压面流向叶片低压面，可以促使叶片分离点向流动下方移动，其机理等同于附面层吹风。这样降低了叶片出口截面的分离区，分离区涡流强度和尺寸减少，噪声也随之减少。穿孔参数包括穿孔排数、穿孔面积、穿孔系数、穿孔直径和穿孔偏转角。

(一)穿孔排数的确定

叶片穿孔排数增加，噪声减少值增加，但风压也会下降，因此排数不宜太多。若各排孔都分布在涡流分离点之后，降噪效果不可能最佳，因为它不能有效抑制涡流脱离的产生，因此第一排孔必须在分离点之前，这样才能保证有效抑制涡流脱离的产生，使分离点后移，后面的通孔则处在后移之后的分离区内，有效阻止分离区的产生和扩大。叶片中间不宜安排穿孔，因为它提供了大部分的升力，这样能保证升力系数下降较小。

(二)穿孔系数的确定

叶片穿孔系数的增加，噪声降低值增加，阻力系数降低，但是升力系数也受到影响。随着穿孔系数的增加，一方面分离点的后移增加了气流折转角使升力系数增加，另一方面叶片穿孔后气流从工作面流向非工作面使气流折转角减小，穿孔系数0.1为升力系数极值点，穿孔系数在0.08～0.1时，既可以获得较大的降噪效果，又不会使升力系数下降太多。

(三)穿孔直径的确定

叶片穿孔直径太大，穿过通孔的气流将对离叶片较大距离的气流产生影响，是不利的；孔太小，通过的气流将无法抑制倒流的产生，此外还要考虑穿孔引起高频再生噪声的问题，因此综合考虑下孔径选在2～5mm。在孔径、孔排数、穿孔系数确定后，孔距也相应确定了。

(四)穿孔面积的确定

在孔径、孔排数、穿孔系数确定后，孔距也相应确定了。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，它们的具体位置要根据不同叶型的气体流动状况来确定。例如选定φ9.144m的直冷风机，则后排通孔的起始位置在弦长40％的位置处。

(五)穿孔偏转角(孔轴线与该孔所在叶片截面弦长之间的夹角)的确定

穿孔偏转角a增加，降噪值会减小，并会引起升力系数下降、阻力系数上升，所以a应尽可能小，而a<60°时对升力系数的影响不显著。考虑以上影响以及工艺问题，a选40°～45°为宜。

实施例1

如图3和4所示，该直冷降噪轴流风机包括轮毂2-1和若干均匀布置在轮毂2-1周围的前掠式扭叶片2-2，叶片数为6片。但与现有直接空冷系统φ9.144m类型轴流风机不同，该实施例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片上打有5排圆形通孔，每排通孔(当其他参数确定时，通孔个数就确定了)沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm。由于各排孔都在涡流分离点之后不能有效抑制涡流脱离，因此叶片上的第一排通孔2-3在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔2-4处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，从而能有效抑制分离区的产生和扩大。叶片中间位置无通孔，因为它是提供风机升力的主要部分，这样可以保证升力系数下降较小。在孔径、孔排数、穿孔系数确定后，孔距也相应确定了。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，后排通孔的起始位置在弦长40％的位置处。

图5是风机叶片穿孔截面图，图中的上表面2-5为工作面，下表面2-6为非工作面，由于穿孔偏转角a的增加会使升力系数降低以及阻力系数上升，因此a不能太大，所有通孔的穿孔偏转角相同，该实施例中取为45°；叶片的穿孔系数为0.08。由于叶片穿孔系数很小，因此对风机的性能影响很小。

经检测(在离风机1m的风机轴线上检测，以下实施例及对比例均采用相同检测方式)，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机能降低噪声值5dB，升力系数下降3％。

实施例2

该实施例是在φ9.754m直冷风机的每片叶片(叶片数为6片)上打有5排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为3mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔，后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为45°；叶片的穿孔系数为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机能降低噪声值4.5dB，升力系数下降3.5％。

实施例3

该实施例是在φ10.363m直冷风机的每片叶片(叶片数为6片)上打有5排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为5mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。在孔径、孔排数、穿孔系数确定后，孔距也相应确定了。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为45°；叶片的穿孔系数为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机能降低噪声值4.5dB，升力系数下降4％。

实施例4

该实施例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片(叶片数为7片)上打有6排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，后排通孔的起始位置在弦长40％的位置处，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为42°；叶片的穿孔系数为0.09。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机能降低噪声值4dB，升力系数下降3.5％。

实施例5

该实施例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片(叶片数为6片)上打有7排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，后排通孔的起始位置在弦长40％的位置处，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为45°；叶片的穿孔系数为0.1。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机能降低噪声值3dB，升力系数下降4％。

实施例6

该实施例在φ10.363m的直冷风机的每片叶片(叶片数为8片)上打有8排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，后排通孔的起始位置在弦长40％的位置处，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为40°；叶片的穿孔系数为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机能降低噪声值4dB，升力系数下降3％。

对比例1

该对比例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片(叶片数为6片)上打有4排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为5mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，后排通孔的起始位置在弦长40％的位置处，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为45°；叶片的穿孔系数为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机仅能降低噪声值2dB，升力系数下降5％。

对比例2

该对比例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片(叶片数为6片)上打有5排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm，叶片上的各排通孔都分布在涡流分离点之后且间距相等，间距总和为弦长的1/2，所有通孔的穿孔偏转角相同，为45°；叶片的穿孔系数均为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机仅能降低噪声值1.5dB，升力系数下降3％。

对比例3

该对比例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片(叶片数为6片)上打有5排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置亦有通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为45°；叶片的穿孔系数为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机虽然能降低噪声值4dB，但升力系数下降8％。

对比例4

该对比例在φ9.144m的直冷风机每片的叶片(叶片数为7片)上打有5排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为45°；叶片的穿孔系数为0.2。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机虽然能降低噪声值5dB，但是升力系数亦下降了10％。

对比例5

该对比例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片(叶片数为6片)上打有5排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为8mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为45°；叶片的穿孔系数为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机仅能降低噪声值2dB，且升力系数下降了9％。

对比例5

该对比例在φ9.144m的直冷风机的每片叶片(叶片数为8片)上打有5排圆形通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，孔径相同，均为2mm，叶片上的第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后四排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，叶片中间位置无通孔。后排通孔各排之间的间距相等，间距总和为弦长的1/2，所有通孔的穿孔偏转角相同，均为65°；叶片的穿孔系数为0.08。

经检测，满足以上参数的叶片穿孔轴流风机虽然能降低噪声值3dB，但升力系数下降了11％。

Claims (10)

1.一种直冷降噪轴流风机，包括轮毂和若干围绕轮毂均匀分布的叶片，其特征在于，每片所述叶片上穿有若干排通孔，每排通孔沿叶片长度方向呈直线均匀排列，第一排通孔在分离点之前靠近叶片侧边的位置，后排通孔处于后移之后的分离区且靠近叶片的另一侧边，第一排通孔与后排通孔之间的中间位置无通孔。

2.如权利要求1所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述叶片为前掠式扭叶片，采用先进翼型。

3.如权利要求1所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述叶片的数目为6~8片，直径在9144mm~10363mm。

4.如权利要求1所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述通孔为圆型通孔，所述通孔的直径相同。

5.如权利要求4所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述通孔的直径在2mm~5mm之间。

6.如权利要求1所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述后排通孔各排之间的间距相同。

7.如权利要求6所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述后排通孔各排之间的间距的总和为叶片弦长的1/2。

8.如权利要求1所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述通孔的排数一共为5~8排。

9.如权利要求1所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述通孔的穿孔偏转角取为40°~45°。

10.如权利要求1所述的一种直冷降噪轴流风机，其特征在于，所述叶片的穿孔系数为0.08~0.1。