空冷风机系统运行时竖向扰力试验研究(1)

摘要：为了研究直接空冷系统的风机运行时对风机桥架产生的扰力，设计制作了1：1试验模型，选择3种工况进行试验，运用无线测量技术对风机运行时风机轴的应变及转速进行了测试，通过应变分离技术确定了由转子质量偏心引起的扰力、由扇叶竖向振动引起的弯矩、由驱动风机旋转引起的扭矩、由空气反作用引起的竖向扰力，分析了不同工况、不同转速、不同扇叶数量等条件下四种扰力的特性。试验结果可供从事空冷风机桥架及其支撑结构设计的人员参考。
关键词：直接空冷系统；模型试验；风机扰力
中图分类号：THll3．1 文献标识码：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

空冷技术能显著节约火电厂的用水量，一般能节水70％一80％¨。4 J。空冷技术分直接空冷系统和间接空冷系统。直接空冷系统具有投资少、简单、适应低温环境等优点，所以在我国发展速度较快"山J。但国内目前已投入运营或正在建设的直接空冷电厂采用的都是国外引进的技术，国内还没有关于直接空冷结构体系的设计规范或规程。石家庄风机厂
直接空冷结构系统的底部是大直径钢筋混凝土管柱，高度在40 m以上，管柱上面安装大型钢桁架，是直接空冷系统的主要支撑结构。钢桁架上面安装有风机桥，风机上安装大直径风机及其驱动装置。风机的旋转直径较大，本文试验采用的风机旋转直径为9．14m。1台风机一般有5～8片扇叶，扇叶安装在轮毂上，扇叶、轮毂、风机轴组成了风机的转子。通常一组直接空冷系统包含几十台风机，甚至百台以上。风机驱动装置包括电机、减速箱，通过风机轴使风机旋转。
为了保证直接空冷结构系统能安全运行，需要对各种可能荷载作用下结构的安全性能进行研究。结构安全运行主要表现为两个方面，一是结构在各种荷载作用下不发生破坏；二是在使用或运行过程中不能使风机设备(包括电机、减速箱、风机轴承、轮毂)的振动过大，振动位移、速度、加速度过大会影响风机设备的使用寿命。文献[7—8]测试了风机运行时与支撑结构的共振频率，并设计制作了结构缩尺模型，做了抗震性能试验。文献[9]研究了风机运行时结构的水平振动。
文献[10]对风机运行时的风机桥架的振动进行了测试，并对风机运行时产生的水平扰力进行了初步研究。