工业界CFD：你只管采购风机，它们的性能满足使用要求吗？

风机、泵、搅拌器选型一般是设计院工程师要干的活。以风机为例，工艺专业设计人员把风量、阻力、工作温度等条件确定下来之后，根据风机手册，或者把要求提给风机厂来推荐型号，提供报价。正常来讲，这一步根据现有的设计手册不会出太大问题，但也有经验少的工程师，把握不准风机需要克服的系统阻力，导致选型失误。

这类问题咱在冶金领域铝加工行业热处理炉设计过程中遇到过不少，不同炉型及同一炉型不同设计大小的系统循环气体阻力损失不同。例如固熔炉、淬火炉、时效炉等等，他们的运行温度在200-650℃不等，高温下系统阻力损失相差较大，有的系统阻力损失只有100-300Pa，而有的阻力损失在600-1500 Pa。对于系统阻力损失较小的热处理炉，采用轴流高温风机即可，而对于阻力损失较高的系统，需改为高温离心风机形式。以往的工业炉设计都只是参照过去的设计经验和手册，有时会选择轴流风机形式，但实际循环系统阻力损失较大，风量提不上去，热处理工件换热效果差，加热速率慢，生产效率低，温度均匀性也不满足要求，影响热处理产品质量。而现在通过CFD仿真可以建立全系统的热处理炉模型，对比采用哪种型号的风机能够取得较大的循环风量和较好的温度均匀性等，并且可以优化内部导流形式，使得设计过程更科学可靠，对工业炉的保温和布置形式也有一定的指导意义。

       

       

       

循环风机系统阻力损失计算

除了热加工领域的风机选型时常产生问题之外，烟气治理领域风机选型也常常存在一些不合理的问题，例如脱硫前的增压风机和烧结烟气处理中的主抽风机和脱硝SCR后方的增压风机等，也有遇到问题的，这些主要是由于对工艺系统各主要设备满负荷运行阻力损失预测不准确造成的，在主抽风机之后，增压风机之前，常常设有半干法脱硫CFB、布袋除尘器、GGH、SCR等设备，这些设备运行阻力损失及管道阻力损失加起来可能有6000-8000P甚至更高。这时候需要对全系统流场进行评估，排除局部不合理结构设计，避免因局部阻力损失过高导致风机选型失误，出力不足的问题。咱之前就遇到过某厂脱硫塔前烟道系统阻力损失过高导致风机出力不足，系统运行成本增加的情况。

       

       

应用场景复杂：                  

有些现场应用场景比较复杂，管路设计不合理。例如入口之前存在急转弯头，烟气产生涡旋，导致风机抽力不足；出口存在急转弯头导致风机出口喘息震动；还有部分问题是由于烟气含尘量大，烟气进入方向不理想引起的风机叶轮局部磨损。这种情况需要尽可能避免。

       

       

加工质量不合格：                  

这个咱也不敢说，咱也只是听老一辈工程师提过，一般经得住市场考验能做起来的厂家产品质量都没啥问题，除非你逼着人家低价采购，人家没办法，只能降低产品质量，大不了用个把月就换新的呗，反正又是一批采购费用。当然，这不是厂家的问题，是市场倒逼的。

以下是咱之前听人说的案例，咱绝对没见过哈。例如淬火水池的搅拌器，同样都是参考德国的设备设计的淬火水池，当时采购国内的搅拌器搅拌效果就是不行，没有强烈的泉涌现象。后来考察并校验过一些厂家提供的搅拌器，不同厂家叶形、弧度和倾斜角度等对搅拌效果确实影响较大，改造后效果有了显著提升。另外还有风机叶片的制作，有些是加工有问题，也有些是在高温环境运行一段时间后，叶片发生变形，效率降低。当然，这都是早期叶轮机械设备可能产生的一些问题，现在各设备厂家都比较重视这些核心设计要素了，都会精心打磨自己的产品，相信任何一个在自己领域不断深耕的设备厂家都会最终成为隐形冠军。做设备是这样，做工程是这样，做技术咨询服务也是一样。          

       

       

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