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风机优化思路

本模型采用Nelder － Mead 的优化方法，用于非线性方程针对多目标的优化方法，能寻找到全局较小偏差，同时根据自变量的增加而线性增加计算负荷的大小。由于自变量的变化参数较多，为了避免出现非物理的优化结果，提高优化效率。本模型的优化将分为两个部分。

风机设计点的模型优化

在设计点，风机内部流场状况较好，流动损失小，。因为Koch ＆ Smith 的模型考虑了诸多物理因素并被广泛验证了其合理性，因此不予优化。有3 个参数需要优化: 参考冲角、参考落后角和二次流损失。在一维计算时，由于模型中的经验公式是从大量压气机的实验数据中提取出来的，针对某一特定的风机几何尺寸，首先需要对采用的损失和落后角模型进行校验和标定。标定是根据风机在转速990r /min 时，风机的安装角不变情况下的实验气动性能曲线。其次，利用优化得到的损失和落后角模型，对安装角分别为+ 10°、+ 5°、－ 10°、－ 5°的轴流风机的气动性能进行数值模拟并与实验结果进行对比分析，来验证本模型的准确性和可靠性。因为本风机并未给定相关设计点的参数，风机模型中只能选取设计转速为990r /min 下率点为设计点，选取实验的气动性能曲线做为优化对象。

近似失速试验，即为了了解风机的实际失速线位置，详细记录风机进出口压力和风量，后一组风机失速前的稳定风压和风量数据作为风机的失速点参数。通过1b、2a、2b风机的近似失速试验，将三台一次风机的失速工况点数据放到性能曲线上，并拟合到曲线上，如图2所示。从图中可以看出，1b、2a、2b一次风机的实际失速线与理论失速线存在较大偏差。2号炉两台一次风机的失速线偏差略好于1b风机，但风机与理论失速线偏差较大。根据以往的试验和结果分析，发现一次风机出现急停的主要原因是风机理论失速线向下运动，这不是由于烟气系统阻力过大或烟气系统内部流场分布不均造成的，而是由于风机理论失速线向下运动引起的。风机合理结构。鉴于此，在电厂停堆期间，对现有鼓风机进行了检查。

（1）检查叶片同步后，未发现现有风机转子叶片同步问题，所有叶片均具有良好的调节特性，排除了叶片不同步。

（2）检查每台一次风机的叶顶间隙，得出每台一次风机的叶顶间隙见表2。2A的风机的顶部间隙已在电厂进行了处理。2A一次风机的顶部间隙通过在壳体内壁添加玻璃纤维而减小。由于2A的风机失速试验是在顶隙处理后进行的，表中2A一次风机顶隙也是处理后顶隙的平均值。

根据以往对风机亚音速定子叶片的研究，前缘弯曲用于匹配迎角[20]，根部弯曲高度为20%，端部弯曲角度为20，顶部弯曲高度为30%，端部弯曲角度为40，如图18左侧所示。弯曲高度和弯曲角度的选择是基于流入流的流动角度条件：如图5中蓝色箭头所示，定子叶片的流入角度受上游动叶片的影响，靠近端壁有两个不符合主流分布趋势的区域，而弯曲高度末端弯板的T应覆盖与流动角度匹配的区域；末端弯板角度的选择基于区域和主流流动角度之间的差异。

根据前面的研究，风机前缘弯曲的定子叶片可以有效地消除流入攻角，但叶片的局部端部弯曲会导致叶片局部反向弯曲的形状效应。在保证端部攻角减小的同时，定子叶片端部的阻塞量增大，损失增大。在端部弯曲建模的基础上，适当叠加叶片正弯曲建模，可以减小端部攻角，保证定子叶片和级间的有效流动。通过实验设计的方法，得到了合适的前弯参数：风机弯曲高度60%，轮毂弯曲角度40，翼缘弯曲角度20，基本符合以往研究得出的弯曲叶片设计参数选择规则。不同叶栅的吸力面径向压力梯度和出口段边界层边界的径向压力梯度可以很好地进行比较。在带端弯和正弯叶片的三维复合叶片表面，存在两个明显的径向压力梯度增大区域，形成从端弯到流道中径的径向力，引导风机叶片表面边界层的径向重排。从出口段附面层的边界形状可以看出，复合三维叶片试图使叶片的径向附面层均匀化，消除了叶片角部区域的低能流体积聚，对提高叶片边缘起到了明显的作用。