轴流风机的运行调节分析.ppt

轴流风机的运行调节与常见故障处理 2015年11月 一、轴流风机的调节 1.轴流风机的性能曲线 　　风机的工作是以输出流量Q、压头H、转速n、所需功率P、以及效率η来体现的，这些参数之间存在着相应的关系，当其中流量与转速变化时，就会引起其他参数的相应变化。 　　凡是将风机主要参数的相互关系用曲线来表达，即称为风机的性能曲线。所谓性能曲线是在固定转数下，对轴流风机来说，还应在动叶安装角固定不变的情况下，风机供给的压头H、所需功率P、效率η与流量Q之间的关系曲线，即Q-H、Q-P、Q-η表示，其中Q-H曲线最为重要。风机的性能曲线至今还不能用理论方法精确地绘制，因为风机内的各项损失还难以精确计算，所以制造厂所提供的性能曲线通常是试验方法测得的。图1为风机的典型性能曲线。 H-Q Q-η H,η Q 图1：风机性能曲线图 C 2.风道性能曲线 　　轴流风机的流量与压头、效率、功率有一一对应关系，但是风机本身不能决定自己的工作点，风机的工作点取决于外界的负荷特性，即风道性能曲线。 　　所谓风道性能曲线，就是风道中通过的流量与所需的能量的关系，它应是起点在坐标原点的二次抛物线，风道性能曲线上任何一点的横坐标为风道中通过的流量，而它的纵坐标则为通过这些流量时所需的能量。 　　将轴流风机的性能曲线与风道性能曲线以同一比例绘制在同一坐标上，两条曲线的交点即为风机的工作点。在风机的工作点上，风机供给流体的能量恰好等于管路中所需的能量，能量的供需处于平衡状态。 H Q 风道性能曲线 风机在不同开度下的性能曲线 图2：风道性能曲线图 3.轴流风机的调节 　　轴流风机利用动叶安装角的变化，使风机的性能曲线移位。Q-H性能曲线与不同动叶安装角与风道性能曲线，从图中可以看出得出一系列的工作点。若需要流量及压头增大，只需要增大动叶安装角；反之只需要减小动叶安装角。 轴流风机的动叶调节，调节效率高，而且又能使调节后的风机处于高效率工作区工作。采用动叶调节的轴流风机还可以避免在小流量工况下落在不稳定工况区内。 二、风机的调节 　 轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区域内运行时会出现流量大幅脉动等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。实际上，喘振仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象，而在该区域内必然要出现不正常的空气动力工况，则是旋转脱流或称失速。这两种不正常工况是不同的，但他们又有一定的内在联系。 1、旋转失速（旋转脱流） 　　轴流风机动叶片前后的差压，在其他都不变的情况下，其差压大小决定于动叶冲角的大小。在临界冲角值以内，上述差压大致与叶片的冲角成比例。一旦叶片的冲角超过临界值，气流会离开叶片凸面，发生边界层分离现象，产生大区域的涡流，此时风机的全压下降，这种情况称为风机的“失速现象”。 　　运转中的轴流风机，由于动叶片加工时的误差，安装动叶片时角度的误差以及气流的流向在叶轮入口不完全一致，所以当气流的冲角达到临界值附近时，可能会在某个或某些叶片上发生失速产生脱流。 　　旋转脱流对轴流风机的安全运行是一个威胁。它会造成流道的堵塞，使叶片前后压力变化。在旋转脱流的情况下，脱硫区旋转着依次经过每个叶片，就会使叶片受到一次激振。旋转失速的频率，亦即激振力的频率等于或接近于叶片的固有振动频率时，它将使叶片发生共振。共振时的交变应力有可能达到使叶片折断的程度。 2、喘振 　　 轴流风机在不稳定工况区运行时，还会发生流量、全压和电流的大幅波动，气流会发生往复流动，风机及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高，这种不稳定工况称为喘振。 　　 喘振的发生会破坏风机与管道设备，威胁风机及整个系统的安全性。 　　 对于节流调节的风机或系统阻力过大时的，风机产生的风量无法满足的风道的需求，此时，风机压头会下降，而由于系统较大，在这一瞬间风道中的压力仍较大，且比风机产生的压头高，于是气流发生倒流，由风道流向风机。随后，风道中的压力开始迅速下降，当风道中的压力足够低时，风机又开始输出风量，风压升高。但很快又会回到当初的工作状态，接着又发生气流的倒流，如此往复循环，这种循环频率如与风机系统的振荡频率合拍时，就会引起共振，风机发生了喘振。 　　 风机在喘振区工作时，流量急剧波动，产生气流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声增大，而风压不断晃动。风机的容量与压头越大，则喘振时的危害也越大。 K A C B D E F P Q QB QE QA QF G 风机喘振原理图说明： 当风机在曲线单向下降部分时，其工作是稳定的，一直到工作点K。但当风机负荷点低于QK时，进入不稳定区工作。此时，只要有微小扰动使管路压力稍稍提升，则由于风机流量大于管道流量（QKQG），管路工作点向右移动到A点。当管路压力超过风机正向输送的最大压