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MVR系统具有能耗低、100%循环利用二次蒸汽潜热的优点,目前主要应用于环保、制药、水处理、食品等行业。同时,系统采用非压力容器,安全防护要求低,自动化程度高,降低了企业维护成本和运行成本。本课题介绍了国内外MVR系统发展现状,以及研究的目的和意义,通过对相关行业在用MVR系统的运行调研,针对某氧化铝厂蒸发工序实际生产运行过程中四效管式降膜蒸发器二次气带料和加热管壁、过料管道结垢问题,提出采用机械蒸汽再压缩技术(MVR系统)的技术改造设想。 本课题主要针对MVR系统蒸汽二次压缩过程中蒸汽离心风机的理论计算、结构设计和基于ANSYS软件的叶轮有限元分析,主要理论设计内容和ANSYS分析内容包括:根据实际生产能力和生产情况的运行参数,通过设计确定风机类型、风机进口温度、流量、压力等内容及参数;根据实际情况通过计算进行风机类型选择,并根据参数初步进行离心风机的热力计算;对离心风机蜗壳、叶片、轮盖、轮盘、轴盘等内容进行结构设计;根据结构设计结果,对风机进行相应的强度计算,确保风机运行的安全、可靠;基于ANSYS软件静力学模块对离心风机叶轮强度进行分析,求得不同转速下叶轮的强度以及最大强度出现位置;基于ANSYS软件动力学模块对离心风机叶轮动力学进行分析,求得叶轮前六阶固有频率及振型图。 通过以上计算和分析,得到能够满足MVR蒸发系统中蒸汽温升、流量和压力的需求的风机参数,并根据对离心风机叶轮进行三维建模、风道流场分析和强度分析,从而得出不同转速下叶轮的强度,经过对不同转速下的强度与位移变形进行对比分析,确定叶轮能承受的最大转速。同时,通过对叶轮进行动力学分析,求得叶轮的前六阶固有频率及相应的振型,计算得出叶轮的临界转速,结合不同转速下叶轮的强度,在实际运行过程中需将叶轮的最大转速控制在3000RPM内,从而避免发生共振,以提高离心风机的寿命及安全性。