風(fēng)機(jī)的失速和喘振

失速

當(dāng)氣流與葉片進(jìn)口形成正沖角時(shí)，隨著沖角的增大，在葉片后緣點(diǎn)附近產(chǎn)生渦流，而且氣流開(kāi)始從表面分離。當(dāng)正沖角超過(guò)某一臨界值時(shí)，氣流在葉片背部的流動(dòng)遭到破壞，升力減小，阻力卻急劇增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“旋轉(zhuǎn)脫流”或“失速”。

正常工況時(shí)的氣體流動(dòng)

脫流工況下的氣體流動(dòng)

如果脫流現(xiàn)象發(fā)生在風(fēng)機(jī)的葉道內(nèi)，則脫流將對(duì)葉道造成堵塞，使葉道的阻力增大，同時(shí)風(fēng)壓也隨之迅速降低。

動(dòng)葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)特性曲線

軸流風(fēng)機(jī)的失速特性是由風(fēng)機(jī)的葉型等特性決定的，同時(shí)也受到風(fēng)道阻力等系統(tǒng)特性的影響，如圖所示，鞍形曲線M為風(fēng)機(jī)不同安裝角的失速點(diǎn)連線，工況點(diǎn)落在馬鞍形曲線的左上方，均為不穩(wěn)定工況區(qū)，這條線也稱(chēng)為失速線。由圖中看出：

在同一葉片角度下，管路阻力越大，風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓越高，風(fēng)機(jī)運(yùn)行越接近于不穩(wěn)定工況區(qū)；

在管路阻力特性不變的情況下，風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度越大，風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)越接近不穩(wěn)定工況區(qū)。

失速的現(xiàn)象：

1、失速風(fēng)機(jī)的壓頭、流量、電流大幅降低；

2、失速風(fēng)機(jī)噪聲明顯增加，嚴(yán)重時(shí)機(jī)殼、風(fēng)道、煙道發(fā)生振動(dòng)；

3、在投入“自動(dòng)”的情況下，與失速風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的另一臺(tái)風(fēng)機(jī)電流、容積比能大幅升高；

4、與風(fēng)機(jī)“喘振”不同，風(fēng)機(jī)失速后，風(fēng)壓、流量降低后不發(fā)生脈動(dòng)。

失速的危害：

1、風(fēng)機(jī)失速時(shí)，風(fēng)量、風(fēng)壓大幅降低，引起爐膛燃燒劇烈變化，易于發(fā)生滅火事故；

2、并聯(lián)運(yùn)行的另一臺(tái)風(fēng)機(jī)投入“自動(dòng)”時(shí)，出力增大，容易造成電機(jī)過(guò)負(fù)荷；

3、失速風(fēng)機(jī)振動(dòng)明顯增高，可能風(fēng)機(jī)設(shè)備、風(fēng)道振動(dòng)大損壞；

4、處理過(guò)程不正確時(shí)，易于引發(fā)風(fēng)機(jī)“喘振”，損壞設(shè)備。

喘振

由于失速氣流脫流造成風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓降低，這時(shí)就會(huì)由于風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)壓大于風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓造成風(fēng)量回流，當(dāng)風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓大于風(fēng)道壓力時(shí)，風(fēng)機(jī)又向風(fēng)道送風(fēng)。這樣氣流會(huì)發(fā)生往復(fù)流動(dòng)，風(fēng)機(jī)及管道會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，噪聲顯著增高，還可能發(fā)生流量、全壓和電流的大幅度波動(dòng)，這種不穩(wěn)定工況稱(chēng)為喘振。

軸流風(fēng)機(jī)性能曲線的左半部具有一個(gè)馬鞍形的區(qū)域，在此區(qū)段運(yùn)行有時(shí)會(huì)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)的流量、壓頭和功率的大幅度脈動(dòng)等不正常工況，這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱(chēng)為喘振區(qū)，形成原理見(jiàn)下圖。

軸流風(fēng)機(jī)的Q-H性能曲線（喘振分析）

風(fēng)機(jī)產(chǎn)生喘振應(yīng)具備的條件：

1、風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)落在具有駝峰形Q-H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)；

2、風(fēng)道系統(tǒng)具有足夠大的容積，它與風(fēng)機(jī)組成一個(gè)彈性的空氣動(dòng)力系統(tǒng)；

3、整個(gè)循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時(shí)，產(chǎn)生共振。

失速與喘振的本質(zhì)區(qū)別：

1、旋轉(zhuǎn)脫流發(fā)生在風(fēng)機(jī)Q-H性能曲線峰值以左的整個(gè)不穩(wěn)定區(qū)域，而喘振只發(fā)生在Q-H性能曲線向右上方傾斜部分；

2、旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只決定葉輪本身葉片結(jié)構(gòu)性能、氣流情況等因素，與風(fēng)道系統(tǒng)的容量、形狀等無(wú)關(guān)；

3、風(fēng)機(jī)在喘振時(shí)，風(fēng)機(jī)的流量、全壓和功率產(chǎn)生脈動(dòng)或大幅度的脈動(dòng)，同時(shí)伴有明顯的噪聲，有時(shí)甚至是高分貝的噪聲，甚至損壞風(fēng)機(jī)與管道系統(tǒng)。所以喘振發(fā)生時(shí)，風(fēng)機(jī)無(wú)法運(yùn)行。

喘振報(bào)警裝置

報(bào)警原理：

在正常情況下，皮托管所測(cè)到的氣流壓力值穩(wěn)定，但是當(dāng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)工作時(shí)，由于氣流壓力產(chǎn)生大幅度波動(dòng)，所以皮托管測(cè)到的壓力亦是一個(gè)波動(dòng)的值，皮托管發(fā)送的脈沖壓力信號(hào)通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)，利用電接觸器發(fā)生報(bào)警信號(hào)。一般規(guī)定，當(dāng)動(dòng)葉片處于最小角度位置，用一U形管測(cè)得風(fēng)機(jī)葉輪前的壓力再加上2000Pa壓力，作為喘振報(bào)警裝置的報(bào)警整定值。

喘振的危害及處理：

喘振的發(fā)生會(huì)破壞風(fēng)機(jī)與管道的設(shè)備，威脅風(fēng)機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的安全性。處理方式如下：

1、風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振，應(yīng)立即將風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片控制置于手動(dòng)方式，關(guān)小另一臺(tái)未失速風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉，適當(dāng)關(guān)小失速風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉，同時(shí)協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)引、送風(fēng)機(jī)，維持爐膛負(fù)壓在允許范圍內(nèi)；

2、若風(fēng)機(jī)并列操作中發(fā)生喘振，應(yīng)停止并列，盡快關(guān)小失速風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，查明原因消除后再進(jìn)行并列操作；

3、若因風(fēng)煙系統(tǒng)的風(fēng)門(mén)、擋板被誤關(guān)，引起的風(fēng)機(jī)喘振，應(yīng)立即打開(kāi)，同時(shí)調(diào)整動(dòng)葉開(kāi)度；

4、若風(fēng)門(mén)、擋板故障，立即降低鍋爐負(fù)荷，聯(lián)系檢修處理；

5、若為吹灰引起，應(yīng)立即停止。

經(jīng)上述處理喘振消失，則穩(wěn)定運(yùn)行工況，進(jìn)一步查找原因并采取相應(yīng)的措施后，方可逐步增加風(fēng)機(jī)的負(fù)荷；若經(jīng)上述處理后無(wú)效或已嚴(yán)重威脅設(shè)備安全，應(yīng)立即停止該風(fēng)機(jī)運(yùn)行。