风机失速[精选].doc

轴流通风机失速与喘振分析 李春宏/国华浙能宁海电厂 摘要:通过阐述轴流通风机失速和喘振的机理，并分析实际生产中轴流通风机失速和喘振的发生过程,最终给生产运行人员提出了处理该故障的方法。 关键词:轴流式通风机；失速；喘振；处理方法 中图分类号:TH432.1 文献标识码:B 文章编号：1006-8155（2008）02-0077-04 Analysis on Stall and Surge of Axial-flow Fan Abstract: This paper specifies the mechanism of stall and surge of axial-flow fan and analyzes the occurring process of stall and surge during the actual manufacturing. Finally, the treatment for this fault is pointed out for the operators. Key words: axial-flow fan; stall; surge; treatment 0 引言 我厂在调试和生产过程中，一次风机和引风机（均为轴流通风机）曾多次发生失速和喘振，影响风机的安全、稳定运行，对电厂的安全运行危害很大。生产运行人员对此现象的发生机理和处理方法颇有疑问和争论。为此进行分析和探讨，以帮助运行人员及时采取正确的处理手段，避免事故的扩大和设备的损坏。 1 失速与喘振的的成因机理分析 1.1 失速产生机理?????? 风机处于正常工况时，冲角很小（气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角），气流绕过机翼型叶片而保持流线状态，如图1a所示。当气流与叶片进口形成正冲角，即α0，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即所谓“失速”现象，如图1b所示。冲角大于临界值越多，失速现象越严重，流体的流动阻力越大，使叶道阻塞，同时风机风压也随之迅速降低。 风机的叶片在加工及安装过程中由于各种原因使叶片不可能有完全相同的形状和安装角因此当运行工况变化而使流动方向发生偏离时，在各个叶片进口的冲角就不可能完全相同。如果某一叶片进口处的冲角达到临界值时，就首先在该叶片上发生失速，而不会所有叶片都同时发生失速。如图2中，u是对应叶片上某点的周向速度w是气流对叶片的相对速度α为冲角。假设叶片2和3间的叶道23首先由于失速出现气流阻塞现象，叶道受堵塞后，通过的流量减少，在该叶道前形成低速停滞区，于是气流分流进入两侧通道12和34，从而改变了原来的气流方向，使流入叶道12的气流冲角减小，而流入叶道34的冲角增大。可见，分流结果使叶道12绕流情况有所改善，失速的可能性减小，甚至消失；而叶道34内部却因冲角增大而促使发生失速，从而又形成堵塞，使相邻叶道发生失速。这种现象继续进行下去，使失速所造成的堵塞区沿着与叶轮旋转相反的方向推进，即产生所谓的“旋转失速”现象。风机进入到不稳定工况区运行，叶轮内将产生一个到数个旋转失速区。叶片每经过一次失速区就会受到一次激振力的作用，从而可使叶片产生共振。此时，叶片的动应力增加，致使叶片断裂，造成重大设备损坏事故。??????大型火电机组的送风机一般是定转速运行的，即叶片周向速度u是一定值 ，这样影响叶片冲角大小的因素就是气流速度与叶片开度角。如图所示，可以看出：当叶片开度角β一定时，如果气流速度c越小时，冲角α就越大，产生失速的可能性也就越大。从图还可以看出，当流速c一定时，如果叶片角度β减小，则冲角α也减小；当流速c很小时，只要叶片角度β很小，则冲角α也很小。因此，当风机刚启动或低负荷运行时，风机失速的可能性大大减小甚至消失。 图3 工况变化与失速过程（定流量运行） （1）轴流通风机的p-Q性能曲线是一组带有驼峰形状的曲线（见图3）。风机动叶处的每一角度下都有一条与之对应的曲线，每一条曲线都具有一个最高风压点,通常称为临界点。不同动叶角度下曲线临界点左半段有重合的部分。临界点右半段则为动叶角度与曲线相对应。 （2）以A、B两台并列运行的轴流通风机为例，假设两台风机工作点存在微小差别(实际运行中两台风机工作点也不会完全相同，可能交替变化或者保持一定的差值)。通风系统正常状态下，A、B两台风机风量为QA、QB，对应风机出口全风压为p1，风机工作点分别在图3中a、b位置上。这时的工作点都处在各自动叶角度下p-Q性能曲线临界点的右半段。风机处在稳定状态运行。即使两台风机动叶角度不一致或风量有较大偏差,也能稳定运行。若