軸流風(fēng)機(jī)失速、喘振、搶風(fēng)區(qū)別有哪些？

2022-07-07亞陽通風(fēng)設(shè)備829

軸流式風(fēng)機(jī)葉片通常為流線型。在設(shè)計工況下運行時，氣流攻角(即進(jìn)氣氣流相對速度W的方向與葉片安裝角之差)約為零，因此氣流阻力小，風(fēng)機(jī)效率高。當(dāng)風(fēng)機(jī)流量減小時，W的方向角發(fā)生變化，攻角增大。當(dāng)攻角增大到某一臨界值時，葉片后端產(chǎn)生渦流區(qū)，即所謂的脫流狀態(tài)(失速)，阻力急劇增加，而升力(壓力)迅速下降。如果攻角增大，流動脫落現(xiàn)象會更加嚴(yán)重，甚至?xí)氯糠秩~片通道。由于風(fēng)機(jī)每個葉片的安裝誤差，安裝角度不完全一致，氣流場不均勻且相等。因此，失速現(xiàn)象不會同時發(fā)生在所有葉片中，而是首先發(fā)生在一個或幾個葉片中。如果流道2存在流動損失，由于排除了流動損失區(qū)域，流道變窄，流量減小，那么氣流分別進(jìn)入相鄰的流道1和流道3，改變了流道1和流道3的氣流方向。結(jié)果，流入轉(zhuǎn)輪1的空氣的攻角減小，轉(zhuǎn)輪1保持正常流動。葉片3的迎角增加，這加劇了流動脫落和堵塞。類似地，流道3的堵塞影響相鄰流道2和4的氣流，使得流道2消除脫硫，同時導(dǎo)致流道4流出。也就是說，泄流區(qū)是旋轉(zhuǎn)的，其旋轉(zhuǎn)方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反。這種現(xiàn)象被稱為旋轉(zhuǎn)失速。

與喘振不同，風(fēng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)失速時可以繼續(xù)運行，但會引起葉片振動和葉輪前壓力的大幅脈動，這往往是葉片疲勞損壞的重要原因。從風(fēng)機(jī)的特性曲線來看，旋轉(zhuǎn)失速區(qū)和喘振區(qū)一樣，位于鞍峰點左側(cè)的低風(fēng)量區(qū)。為了避免風(fēng)機(jī)落入失速區(qū)，在鍋爐點火和低負(fù)荷期間，可以使用單個風(fēng)機(jī)來增加風(fēng)機(jī)流量。

風(fēng)機(jī)喘振是指風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定區(qū)域運行時，引起風(fēng)量、壓力、電流大幅度脈動，噪音增大，風(fēng)機(jī)和管道劇烈振動的現(xiàn)象。以單機(jī)風(fēng)機(jī)為例，用上圖說明。
當(dāng)風(fēng)機(jī)工作在曲線的單向下降部分時，其工作穩(wěn)定到工作點k，然而當(dāng)風(fēng)機(jī)load下降到Qk以下時，就會工作在不穩(wěn)定區(qū)域。此時，只要有輕微的擾動引起管道壓力輕微上升，工作點就會向右移動到A點，因為風(fēng)機(jī)流速大于管道流速(QK>QG)。當(dāng)管道壓力PA超過風(fēng)機(jī)大前向壓力Pk時，工作點會變到B點，(A點和B點壓力相等)，風(fēng)機(jī)會抵抗管道壓力。此時管道中的氣體是雙向輸送的，一方面供給負(fù)荷，另一方面輸送到風(fēng)機(jī)，所以壓力迅速降低。在C點停止回流，風(fēng)機(jī)流量增加。但由于風(fēng)機(jī)的流量仍然小于管道流量，QC<QD，管道壓力仍然下降到E點，鳳桐的工作點會瞬間從E點跳到F點(E，F(xiàn)等。)，此時風(fēng)機(jī)輸出流量為QF。由于QF大于管道的輸出流量，此時管道的風(fēng)壓會增大，風(fēng)機(jī)的工作點會移動到K點。重復(fù)以上過程，形成風(fēng)機(jī)的浪涌。在喘振情況下,風(fēng)機(jī)的流量在QB-QF的范圍內(nèi)變化，而管道的輸出流量在遠(yuǎn)小于QE-QA的范圍內(nèi)變化。
因此，只要運行中的工作點不進(jìn)入上述不穩(wěn)定區(qū)，就可以避免風(fēng)機(jī)喘振。軸流風(fēng)機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子葉片安裝角度變化時，k點也隨之變化。因此，在不同的轉(zhuǎn)子葉片安裝角度下，對應(yīng)的不穩(wěn)定區(qū)域是不同的。一般為大型機(jī)組設(shè)計風(fēng)機(jī)的喘振報警裝置。原理是將動葉或靜葉各角度對應(yīng)的性能曲線峰值點平滑連接形成風(fēng)機(jī)喘振邊界線(如下圖所示)，然后將喘振邊界線向右下方移動一定距離，得到喘振報警線。為了風(fēng)機(jī)的可靠運行，其工作點必須位于喘振邊界線的右下方。一旦某一角度的工作點由于管道阻力特性變化或其他原因沿曲線向左上方移動到喘振報警線，就會發(fā)出報警信號，提醒操作人員注意，將工作點移回穩(wěn)定區(qū)域。
并聯(lián)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓都相等，所以負(fù)載小的風(fēng)機(jī)的葉片開度小，其性能曲線的峰值點(K點)比另一個風(fēng)機(jī)低。負(fù)荷越低，K點越低。因此，當(dāng)負(fù)載較低風(fēng)機(jī)時，其工作點很容易落入喘振區(qū)。所以在調(diào)整風(fēng)機(jī)的負(fù)載時，兩個并聯(lián)的風(fēng)機(jī)的負(fù)載不要偏離太大，防止低負(fù)載風(fēng)機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定浪涌區(qū)。