轴流风机喘振原因与控制措施.pdfVIP

轴流风机喘振原因及控制措施 吴利云 石成江 (辽宁石油化工大学机械工程学院，抚顺i13001) 摘 要：本文针对轴流风机喘振产生的危害、原因，以及选择防止喘振发生的方法，进行了较为详尽的阐 述。为风机喘振的在线监测与控制奠定了基础。 关键词：轴流风机喘振控制措施 轴流式风机是一种低压大流量的风机，其优越性日益 得到大家的认可，并且广泛应用于各个工业领域。因为轴 流风机结构复杂，旋转的动部件较多，所以它的可靠性比 离心式风机略差一些，主要体现在风机的喘振上。风机喘 振时，气流强烈的周期性的来回流动，会导致噪声变大、 叶片应力加大，对叶轮和轴承及其连接部件产生很大冲 ／秒) 力，当这些力增大到一定程度，会使风机的转动与静止部 件发生断裂，甚至摧毁整个风机，因此我们要避免风机在 图1喘振分析 喘振区工作。 1风机喘振的判断方法 风机进入喘振区时，噪声会迅速增大，甚至会产生爆 音，风机轴承座和出口管道会强烈的振动，风机出口处的 压力和流量的数据变动的幅度剧烈。因此只要留意噪声 大小，振动幅度和仪表数据变动幅度就可判断是否发生 喘振【“。 2喘振产生原因 风机入口流量突然变小和管网的阻力系数过大均有 图2轴流风机的运行特性曲线和管网阻力曲线 。 可能导致风机喘振的发生。造成风机喘振有两方面的原 图2是轴流风机的运行特性曲线和管网阻力曲线，工 因：从内部来说，叶栅内出现强烈的突变性旋转失速；从 作点A为风机特性线与管网阻力曲线的交点，A即为喘 外部条件来说，与管网容量和阻力特性有关。 振点。当管网阻力增加时，则阻力曲线变陡而左移，工作 由图1可知，正常工况下风机工作点在ABCD问移点也由A左移至B，这时风机流量减小，进入风机叶栅的 动，始终处于稳定状态。当流过风机的入口空气流量降到 气流冲角增大，使叶片背面气流脱流，发生旋转失速，流 Qg时，这时风机所产生的最大压力将小于管路中压力，因 动工况大为恶化，风机出口压力明显下降。此时若管网容 管网容量大，这一瞬间管网中压力仍不变，管网压力大于 量较大，且反应不敏感，管网中的压力不会立即下降而维 风机产生的压力，气流开始倒流，由管网倒流人风机中， 持在较高值，这使得管网中压力大于风机出口压力。压力 工作点由G点迅速移到E点，管网中流量减小，压力降 高的气体有一种回冲趋势，使风机中气体流动恶化，当气 低，工作点由E点迅速降到F点，使风机流量输出为零。 流前进的动能不足以克服回冲趋势时，管网中的气流反 由于风机在运转，又开始输出流量，为保持管网中压力平 过来向风机倒流。这种倒流结果使得叶栅前后压力差逐 衡，工况点由F点跳到G点，只要外界所需的流量保持小 渐消失。此时气流又在叶片的推动下作正向流动，风机又 于Qg，风机工作点在EFG间循环，造成流量和压力会不恢复了正常工作，向管网输气。管网压力升高到一定值 断地周期性地波动，来回流动的汽流撞击风机产生强烈 后，风机的正常排气又受到阻碍，流量又大大减小，风机 振动和发出异常的噪声，这就是喘振【2l。 又出现失速，出口压力又突然下降，继而又出现倒流。如 随着管网阻力增加，工作点会上移，当超过某点时，风 此不断循环，于是出现了整个风机管网系统的周期性振 机的输出流量和排气压力将出现紊乱，造成风机喘振，该 荡现象，即形成风机“喘振现象”13】。 点称为临界喘振点。在不同的静叶角度下，都存在这样一 3轴流风机的防喘振措施 个临界喘振点，将所有喘振点连起来形成的曲线，称为喘 根据风机原理，一般情况下，风机喘振前会出现旋转 振线。喘振线以上区域的称为“喘振区”。