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摘要：伴随着环保要求的提出，火电厂为了顺应节能改造的社会趋势，要对静叶可调轴流风机结构进行变频调速装置的处理，有效优化风机节能效果，但是却存在一定的运行隐患，需要相关技术人员结合实际问题建立对应的管控措施。本文简要分析变频调速技术对静叶可调轴流风机结构的影响，并系统阐释了改进方案的具体流程，仅供参考。
关键词：变频调速技术；静叶可调轴；流风机；影响；改造
一、变频调速技术对静叶可调轴流风机结构的影响
静叶可调轴流风机本身结构较为简单，且可靠性较好，加之其耐磨性高，因此受到了广泛应用，目前主要是借助挡板开度节流调节方式进行处理，从而有效变动管路阻力曲线，就能实现对设备的调节，尽管这种调节方式较为方便却会出现较大的能量损耗。为了顺应国家节能减排的处理方式，火电厂要整合解决处理方案，在静叶可调轴流风机结构上安装变频装置。需要注意的是，在加装变频结构后，风机能在差异化条件下借助运转频率的变化确保风机能在规定范围内有效运行，从而一定程度上提高风机运行效率和节能效果。但是，需要注意的是，在风机工作频率出现变动后，转子部件的固有频率和风机工作频率会出现重合的问题，这就会存在共振的可能性，甚至会对整个系统运行造成影响[1]。
（一）对叶轮产生影响
在静叶可调轴流风机结构中安装变频调速设备后，因为设备本身采取的是宽且短的等强度叶片，固有频率远远大于设计转速，能有效实现速度调节工作，运行安全性较好，但是依旧存在安装后叶轮裂纹的现象，一般的裂纹会集中在叶片的根部，就是静叶可调轴流风机结构叶片和轮毂的焊接位置，使得叶轮强度最薄弱的位置出现裂缝，制约后续操作过程和质量水平。
究其原因，在静叶可调轴流风机结构安装变频设备后叶轮会在高频率变化的交变载荷作用下形成异常压力，并且焊接位置也会出现应力集中的现象，这就会导致金属结构表面出现异常的裂缝，造成整个结构受到影响。最重要的是，若是从设备叶轮结构的实际情况出发，多数叶轮最大的应力都集中在进口叶片和轮毂的焊接位置，叶轮的边缘应力参数较小，但是在受到较大拘束力后就会出现交变应力问题，随即出现疲劳裂纹。另外，在风机实际运行时也会因为振动过程出现动应力，这就会加剧裂纹的产生和扩展速度，当裂纹扩散到一定程度后就会因为风机的变频应力和气动力形成共振，使得叶轮裂纹数量和范围不断增大，制约整体处理效果[2]。
（二）对传扭中间轴产生影响
在对整个设备和运行过程进行分析后发现，传扭中间轴本身就是空心管结构，要借助法兰结构和空心管进行焊接处理，因此，设备的多数应力都会集中在焊接交接的位置。因此，多数裂缝都是在中间轴位置，从焊缝的边缘处形成剪切裂缝，严重制约质量水平。并且，在交变荷载共同作用下就会形成较为严重的问题，尤其是在长周期运行共同作用下，焊缝处内部缺陷和表面缺陷都会增大，逐渐形成裂纹，且这种裂缝会逐渐累积增大，影响整体金属的本体结构。最重要的是，在裂缝病害累积问题逐渐增大后就会造成零件的有效截面积逐渐缩小，整体应力也会增大。一旦整个元件结构受到的应力参数超过断裂强度极限，就会造成严重的剪切断裂问题，影响设备的安全运行，形成严重的安全隐患[3]。
（三）对联轴器产生的影响
在静叶可调轴流风机结构中安装变频调速设备，尽管能有效处理相应问题，但是依旧存在运行危险。膜片联轴器本身是由半联轴节和螺栓共同组成的，能一定程度上补充轴向和径向等因素，在应用变频调速体系后，因为风机转速存在频繁变化的问题，就会增大螺栓附加的剪切应力问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，在实际运行过程中，变频运行也会导致电机和联轴器结构窜动量增大，甚至会增加螺栓的实际轴向受力参数。
另外，在运行体系建立后，联轴器内部的膜片会受到扭矩作用力和轴线偏斜力，这必然会造成弯矩以及螺栓质量不均，使得离心力增强，在弹性推力作用下就会严重影响螺栓的剪切应力，相应的力会传递到膜片位置，产生拉伸和压缩应力，使得膜片受力严重不均，制约运行质量和根本运行效果。最重要的是，在膜片联轴器的膜片和螺栓交变循环复合作用力下就会造成严重的疲劳断裂，使得静叶可调轴流风机结构安全运行效果受到制约，甚至会出现异常故障现象[4]。
二、基于变频调速技术对静叶可调轴流风机结构设计改进方案
为了有效发挥变频调速设备的应用优势，优化静叶可调轴流风机结构运行质量，要对结构设计方案进行优化处理，从根本上提升设备的运行质量。
第一，要强化叶轮结构，尤其是在叶片焊接过程中，要按照标准化流程执行具体操作，有效对叶轮内部结构予以刚性管控，从根本上提升加固处理效果，也为优化整个叶轮结构强度和刚度奠定基础。
第二，要合理性优化联轴器选择机制，尤其要选择抗疲劳系数较高的联轴器，提高静叶可调轴流风机结构的运行质量。
第三，要集中校对转动部件的实际自然频率，合理性管控固有频率参数，确保能一定程度上减少转速调节过程中造成的频率重合，就能规避共振造成的危害和影响，提升管控工作的实效性效果，也为管理水平的升级奠定基础。
第四，要对风机壳体的中间支撑结构予以处理，并且利用加强型支腿结构完善处理体系，确保能合理性优化设计效果，在支撑轴承座位置时按照法兰结构要求保证筋板的科学化处理，并且提升其实际强度和刚度，优化静叶可调轴流风机结构的整体运行水平，减少变频调节设备造成的影响[5]。
结束语：
总而言之，在静叶可调轴流风机结构变频改造过程中，要充分结合实际运行环境，积极建立健全完整的处理机制，提升定子设备的相应强度和刚度，维护处理效果，也为后续应用管理水平的全面优化奠定基础，真正维护静叶可调轴流风机结构的运行质量，减少不良损失造成的运行隐患问题，为火电厂设备效率优化奠定基础。
参考文献：
[1] 李巍.变频调速技术在风机、水泵节能改造中的应用[J].建材发展导向（下），2017，15（7）：87-88.
[2] 陈建军.简析高压变频调速技术在火电厂风机和泵类实践中的节能研究[J].科技创新与应用，2014（30）：173-173.
[3] 于晓涛.火力发电厂350MW机组引风机高压变频调速技术的应用研究[D].长春工业大学，2016.
[4] 梁锋.交流变频调速器在空调风机上的应用[J].江西建材，2016（8）：82，85.
[5] 邓辉，王吉珍，胡灿等.变频调速技术对静叶可调轴流风机结构设计的影响[J].风机技术，2013（4）：83-86.
作者简介：
杨洁、性别：男 籍贯：河北省 学历：本科、学士 职称：中级工程师 职务：设计工程师 研究方向：机械设计-风机
论文作者:杨洁,杨合法
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
标签：轴流论文; 风机论文; 结构论文; 叶轮论文; 联轴器论文; 应力论文; 就会论文; 《电力设备》2018年第30期论文;