风机的失速和喘振
风机喘振与失速原理
攻角減小 1 2 3 4 1
攻角增大 3 4
c：氣流速度 v：葉片轉動速度 w：氣流對業片之速度
2
葉片轉常Surge現象主要發生於軸流式風機，當風機產生Surge(激變或喘振)，將 導致機身劇烈震動以及風壓迅速降低。對於風機本身易造成傷害。 • 由於Surge現象主因為通過葉片之氣流不穩定所造成，欲了解Surge須先了解” 攻角”。 • 如圖a為正常流動時空氣的移動現象，但圖b則可看到在高攻角下，空氣在葉 片的尾端出現紊流。此時空氣的能量快速消散，造成流動阻力變大、風機壓 力降低。
攻角
氣流方向
氣流方向
Stall
• 當Surge發生時造成風機壓力降低，此即所謂Stall(失速)現象。 • Stall發生之過程以下列兩圖說明：左圖為氣流剛開始進入轉動葉片之示意圖。 • 假設2、3葉片間發生Surge現象，則23之間的慢速空氣造成堵塞現象，導致 原本欲進入23葉片之間的空氣轉而流往12葉片間與34葉片之。流往12葉片間 之空氣因為攻角減小，不會發生Surge。但流往34葉片之間的空氣會因為攻 角變大，反而促使Surge的發生又堵塞34葉片之間通道。依此順序，堵塞通 道逐漸往逆葉片轉動方向傳遞，形成所謂Stall現象。 • Stall現象會形成一個到數個不穩定氣流區，當葉片經過就會受到震盪，久之 可能造成葉片斷裂。
电站轴流式风机的失速喘振与防治
轴流式风机当调节叶片(动叶调节风机为动叶片，静叶调节风机为入口调节叶片)角度固定在某一位置时，在正常工作区域内，风机的压力随风机流量的减小而增加，当流量减小到某一值时压力达到最大、当流量进一步减小时，风机压力和运行电流突然降低，振动和噪音增大这一现象被称为风机失速。 风机失速后有两种不同表现，一是风机仍能稳定运行，即压力、风量、电流保持相对稳定，但噪音增加；风机及其进、出口气流压力承周期性脉动；风机振动常常比正常运行高。这种现象称之为旋转失速。另一是风机即压力、风量、电流大幅度波动，噪音异常之大，风机不能稳定运行，风机可能很快遭受灭性损坏，这种现象称之为喘振。
图8 轴流风机防失速装置
图9 轴流风机有无防失速装置性能曲线比较
9 防止运行中轴流风机失速措施
1)运行人员应了解风机所在系统的阻力构成，特别是那些阻力较大又易于堵塞的设备（如预热器、暖风器、消声器等）的正常阻力范围。 2)在实际运行中若这些设备阻力超出了范围可能导致风机失速时，应控制该风机的出力，并及时采取措施消除堵塞。
从两次风机失速时的开度均大于停磨后两风机稳定运行时的开度(参见下表)说明：风机失速主要原因是在停磨过程中，在减小磨煤机通风量的同时，未能及时将一次风机的出力降到应有值，即一次风机入口门调节不到位，造成总一次风量低于两台一次风机当时开度下的失速流量，从而导致一台风机失速。
停磨过程中一次风机失速时与停磨后稳定运行时风机有关参数比较
2) 在轴流风机的进出口之间加旁路再循环风(烟)道；当风机失速时，打开旁路风道门，使一部分风(烟)量从风机出口流向风机入口，即使一部分风(烟)量在风机内循环，以增加风机的风(烟)量，使风机脱离失速区运行。但这增加了风机的耗功，是很不经济的。
加装防失速装置 为消除轴流风机的失速，多年来学者们进行了大 量的研究和实验工作，并提出了一些能把失速区向小 风量方向推移，戓者把压力曲线上的波谷减弱直到完 全消除的办法。但戓因结构复杂，戓因对风机效率影 响大，或噪音问题而未能得到广泛应用。直到1974年 原苏联伊万诺夫提出了一种简单有效的装置--空气分 流器来消除旋转失速，并在矿井局扇上获得广泛应 用。取得了美、英、法、原西德、印度、丹麦等多国 专利后，在轴流风机上加装防失速装置才在静调轴流 风机上得到较广泛使用。如德国kkk公司的KSE、我国 淮南煤碳学院和西安热工院均成功地设计出了类似的 防丢速装置并分别应用到矿井和电站轴流风机上。下 面以西安热工院开发的该型防失速装置为例进行介绍
风机失速喘振
一、风机的失速、喘振
失速：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“失速现象”。
喘振：轴流风机在不稳定工况区运行时，还可能发生流量、全压和电流的大幅度波动，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：
1现象
（1）风压和风量急剧波动。
（2）风机发出不正常的响声。
（3）风机电流大幅度波动。
（4）风机轴承振动明显增大。
2处理
（1）如果风机发生喘振一定要判明是否是由引风机进口、送风机出口风门关闭所造成的，若是风门引起，应立即开启风门。
（2）若是出力不平衡所致，适当调整两侧风机出力，使之趋于平衡，消除喘振。
（3）如果采取措施仍不能将振动减小，当振动超过跳闸值时，将喘振的风机停止运行。
（4）待风机的喘振消除后，重新将机组的负荷带到正常。
轴流风机失速与喘振的分析和对策
轴流风机失速与喘振的分析和对策摘要：本文对轴流风机常见的失速以及喘振问题进行了分析，并结合某发电厂#3炉轴流式吸风机的异常现象进行了总结并提出防范措施。
关键词：轴流风机；失速；喘振前言：由于动叶可调轴流风机具有占地面积小、各负荷段效率都较高等优点，近年来火电厂锅炉辅机普遍都采用动叶可调式轴流风机。
动叶可调轴流风机的性能曲线具有驼峰型特性，这就导致了风机接近曲线边缘时可能会导致风机发生失速甚至喘振的现象。
本文分析了某发电厂3号炉乙号吸风机失速的原因，提出了相应的预防措施，以及在机组运行过程中如何避免失速和喘振的发生。
1轴流风机的失速与喘振1.1失速轴流风机普遍采用扭曲机翼型叶片，气流方向与叶片叶弦的夹角α即称为冲角，正常运行时，冲角为零或很小，气流绕过叶片保持稳定的流动状态，如图1（a）所示。
当冲角为正时，即α > 0，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，在叶片背面尾端出现涡流区，形成“失速”现象，如图1（b）所示。
冲角α大于临界值越多，失速现象就越严重，流体的流动阻力也就越大，严重时还会阻塞叶道，同时风机出力也会随之大幅下降。
风机的叶片在制造及安装过程中，由于各种客观因素的影响，叶片不可能有完全相同的形状和安装角度，因此当运行工况变化时使气流方向发生偏离，各个叶片进口的冲角就不可能完全相同。
当某一叶片进口处的冲角α达到临界值时，就可能首先在该叶片上发生失速，并非是所有叶片都会同时发生失速，失速可能会发生在一个或几个区域，该区域内也可能包括一个或多个叶片。
由于失速区不是静止的，它会从一个叶片向另一个叶片或一组叶片扩散，如图2所示。
假定产生的流动阻塞首先从叶道23开始，其部分气流只能分别流进叶道12和34, 使叶道12 的气流冲角减小, 叶道34的冲角增大,以至于叶道34也发生阻塞, 并逐个向其他叶道传播。
如图3所示，马鞍形曲线M为风机不同安装角的失速点连线，工况点落在马鞍形曲线的左上方，均为不稳定工况区，这条线也称为失速线。
喘振与失速区别
谁知道风机失速、喘振、抢风都什么意思，三者有什么关系？我在网上查过，但都没看太明白，望不吝赐教。
失速是风机本身特性引起的喘振是风压由于管道压力的滞后导致与风机出口压力周期性变化，就来来回倒腾抢风如这个词，两台风机不是你出力大就是我大，搞的最后两败俱伤。
我的理解轴流风机的喘振与失速是不同的情况可以简单概括如下：喘振一般发生在性能曲线带驼峰的轴流风机低负荷运行时；失速一般发生在动叶可调轴流风机的高负荷区。
主要是动叶指令太大导致，叶片进风冲角过大引起叶片尾部脱流产生风机失速带驼峰抢风是当并联轴流风机中的一台发生喘振或失速时人们的一般性叫法。
喘振是指当风机处于不稳定工作区运行，可能会出现流量、全压的大幅度波动，引起风机及管路系统周期性的剧烈波动，并伴随着强烈的噪声。
避免喘振主要采用合适的调节方式抢风是指风机并联运行中有时会出现一台风机流量大，另一台流量特别小，稍加调节情况相反避免抢风主要有：1。
不采用不稳定性能风机2.同时在低负荷运行时可以单台运行3.采取动叶调节4.开启旁路风一、风机失速图1：风机失速轴流风机叶片通常都是流线型的，设计工况下运行时，气流冲角（即进口气流相对速度w 的方向与叶片安装角之差）约为零，气流阻力小，风机效率高。
当风机流量减小时，w的方向角改变，气流冲角增大。
当冲角增大到某一临界值时，叶背尾端产生涡流区，即所谓的脱流工况（失速），阻力急剧增加，而升力（压力）迅速降低；冲角再增大，脱流现象更为严重，甚至会出现部分叶道阻塞的情况。
由于风机各叶片存在安装误差，安装角不完全一致，气流流场不均匀相等。
因此，失速现象并不是所有叶片同时发生，而是首先在一个或几个叶片出现。
若在叶道2中出现脱流，叶道由于受脱流区的排挤变窄，流量减小，则气流分别进入相邻的1、3叶道，使1、3叶道的气流方向改变。
结果使流入叶道1的气流冲角减小，叶道1保持正常流动；叶道3的冲角增大，加剧了脱流和阻塞。
叶道3的阻塞同理又影响相邻叶道2和4的气流，使叶道2消除脱硫，同时引发叶道4出现脱流。
风机的失速与喘振
风机的失速与喘振一、风机的失速从流体力学得知，当气流顺着机翼叶片流动时，作用于叶片上有两种力，即垂直于叶片的升力与平行于叶片的阻力，当气流完全贴着叶片呈线型流动时，这种升力大于阻力。
当气流与叶片进口形成正冲角，此正冲角达到某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，冲角超过临界值时，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即“失速”现象，此时作用于叶片的升力大幅度降低，阻力大幅度增大，对于风机来讲压头降低。
二、产生失速的原因1、风机在不稳定工况区域运行。
2、锅炉受热面积灰严重或风门、挡板操作不当，造成风烟系统阻力增加。
3、并联运行的二台风机发生“抢风”现象时，使其中一台风机进入不稳定区域运行。
依据运行经验，当风机运行中出现下列现象时，说明风机发生了失速。
1、失速风机的风压或烟压、电流发生大幅度变化或摆动。
2、风机噪音明显增加，严重时机壳、风道或烟道也发生振动。
3、当发生“抢风”现象时，会出现一台风机的电流、风压上升，另一台下降。
当机组运行中发生“抢风”现象时，应迅速将二台风机切手动控制，手动调整风机动叶开度，待开度一致、电流相接后将二台风机导叶同时投入自动。
为防止机组运行中风机“抢风”现象发生，值班员在调整时调整幅度不要太大，并尽量使二台并联运行的风机导叶开度、电流基本一致。
三、风机的喘震当风机的Q-H特性曲线不是一条随流量增加而下降的曲线，而是驼峰状曲线，那么它在下降区段工作是稳定的，而在上升区段工作是不稳定的。
当风机在不稳定区工作时，所产生的压力和流量的脉动现象称为喘震。
一般送风机为轴流式，运行中要防止送风机的喘振。
喘振产生主要是因为风机性能曲线为“驼峰形”。
当风机工作在不稳定区，流量降低时风压也降低，造成风道中压力大于风机出口压力而引起反向倒流，倒流的结果，又使风道内的压力急剧下降，风机的送风量突然上升，再次造成风机出口压力小于风道压力。
如此往复形成喘振。
喘振对风机危害很大，严重时会造成风机断叶片，及其它部位的机械损坏。
风机失速喘振问题
失速是风机本身特性引起的喘振是风压由于管道压力的滞后导致与风机出口压力周期性变化，就来来回倒腾抢风如这个词，两台风机不是你出力大就是我大，搞的最后两败俱伤。
我的理解轴流风机的喘振与失速是不同的情况可以简单概括如下：喘振一般发生在性能曲线带驼峰的轴流风机低负荷运行时；失速一般发生在动叶可调轴流风机的高负荷区。
主要是动叶指令太大导致，叶片进风冲角过大引起叶片尾部脱流产生风机失速带驼峰抢风是当并联轴流风机中的一台发生喘振或失速时人们的一般性叫法。
一、风机失速图1：风机失速轴流风机叶片通常都是流线型的，设计工况下运行时，气流冲角（即进口气流相对速度w 的方向与叶片安装角之差）约为零，气流阻力小，风机效率高。
当风机流量减小时，w的方向角改变，气流冲角增大。
当冲角增大到某一临界值时，叶背尾端产生涡流区，即所谓的脱流工况（失速），阻力急剧增加，而升力（压力）迅速降低；冲角再增大，脱流现象更为严重，甚至会出现部分叶道阻塞的情况。
由于风机各叶片存在安装误差，安装角不完全一致，气流流场不均匀相等。
因此，失速现象并不是所有叶片同时发生，而是首先在一个或几个叶片出现。
若在叶道2中出现脱流，叶道由于受脱流区的排挤变窄，流量减小，则气流分别进入相邻的1、3叶道，使1、3叶道的气流方向改变。
结果使流入叶道1的气流冲角减小，叶道1保持正常流动；叶道3的冲角增大，加剧了脱流和阻塞。
叶道3的阻塞同理又影响相邻叶道2和4的气流，使叶道2消除脱硫，同时引发叶道4出现脱流。
也就是说，脱流区是旋转的，其旋转方向与叶轮旋转方向相反。
这种现象称为旋转失速。
与喘振不同，旋转失速时风机可以继续运行，但它引起叶片振动和叶轮前压力的大幅度脉动，往往是造成叶片疲劳损坏的重要原因。
从风机的特性曲线来看，旋转失速区与喘振区一样都位于马鞍型峰值点左边的低风量区。
为了避免风机落入失速区工作，在锅炉点火及低负荷期间，可采用单台风机运行，以提高风机流量二、风机喘振：图1：风机喘振图2：风机喘振报警线风机的喘振是指风机在不稳定区工况运行时，引起风量、压力、电流的大幅度脉动，噪音增加、风机和管道剧烈振动的现象。
风机失速、喘振、抢风防范措施
风机失速、喘振、抢风防范措施660MW机组风机失速、喘振、抢风一、动调风机失速、喘振、抢风的定义与区别失速:是动调风机固有的结构特性，在运行中行成的一种流体动力现象。
失速时风机的全压、风量、振动、风机电流等参数突变后不发生波动，就地伴随着异常的闷声。
单风机或并列运行时的风机均会出现失速，风机失速时不一定喘振。
喘振：是动调风机性能与管道阻力耦合后振荡特性的一种表现形式，喘振时风机的压力和流量周期性地反复变化，电流、动叶开度也摆来摆去，轴承振动明显增大并伴随着强烈的噪声，单风机或并列运行时的风均会出现喘振。
风机喘振时肯定失速。
抢风：在动调风机并联运行时，风机本身未失速也未喘振，随着管路特性阻力的变化，会出现一台风机出力、电流特别大，另一台风机出力、电流特别小的现象，若稍加调节则情况刚好相反，原来出力大的反而减小。
如此反复，使之不能正常并联运行。
一次风机，送风机、引风机失速的现象1、风机电流减小且稳定，明显低于正常运行动叶开度。
2、风机全压（风机出口+进口）减小且稳定，轴承振动X向、Y 向振幅呈增大趋势。
3、就地听风机运行声音，有异常的闷声。
4、一次风机失速时，两台风机电流明显偏差（10A以上），两台风机出口风压降低，一次风母管压力与炉膛压差降低，两台风机动叶会自动开大，炉膛压力波动大。
5、送风机失速时，两台风机电流明显偏差（20A以上），两台风机出口风压降低，总风量降低，两台风机动叶会自动开大，炉膛压力波动大。
6、引风机失速时，两台风机电流明显偏差（30A以上），两台风机出口风压降低，全压明显降低，两台风机动叶会自动开大，炉膛压力波动大。
一次风机，送风机、引风机失速的处理1、一次风机失速的处理1）立即将两台一次风机动叶解除自动，CCS自动退出，机组TF 方式运行。
降低失速一次风机动叶开度至25%左右，或听到失速一次风机无闷声为止。
注意未失速一次风机的电流不超额定值。
2）快速减负荷500MW,保留3-4台磨煤机运行。
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轴流风机的Q－H性能曲线
风机产生喘振应具备的条件
• 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， 而且风压不断晃动，风机的容量与压头越大， 则喘振的危害性越大。故风机产生喘振应具备 下述条件： • a）风机的工作点落在具有驼峰形Q－H性能曲 线的不稳定区域内； • b）风道系统具有足够大的容积，它与风机组 成一个弹性的空气动力系统； • c）整个循环的频率与系统的气流振荡频率合 拍时，产生共振。
动叶中旋转脱流的形成
轴流风机的Q－H性能曲线
轴流风机失速探头安装位置示意图
轴流风机失速探头性能图
喘振
• 轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍 形的区域，在此区段运行有时会出现风机 的流量、压头和功率的大幅度脉动，风机 及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高 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的则是旋转脱流 或称旋转失速现象。
防止喘振的具体措施
• 1）使泵或风机的流量恒大于QK。如果系统中所需要的流量小于 QK时，可装设再循环管或自动排出阀门，使风机的排出流量恒 大于QK. • 2）如果管路性能曲线不经过坐标原点时，改变风机的转速，也 可能得到稳定的运行工况。通过风机各种转速下性能曲线中最 高压力点的抛物线，将风机的性能曲线分割为两部分，右边为 稳定工作区，左边为不稳定工作区，当管路性能曲线经过坐标 原点时，改变转速并无效果，因此时各转速下的工作点均是相 似工况点。 • 3）对轴流式风机采用可调叶片调节。当系统需要的流量减小时， 则减小其安装角，性能曲线下移，临界点向左下方移动，输出 流量也相应减小。 • 4）最根本的措施是尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机， 而采用性能曲线平直向下倾斜的风机。
风机的失速和喘振
升力的概念
• 由流体力学知，当速度为v的直线平行流以某一冲角 （翼弦与来流方向的夹角）绕流二元孤立翼型（机翼） 时，由于沿气流流动方向的两侧不对称，使得翼型上部 区域的流线变密，流速增加，翼型下部区域的流线变稀， 流速减小。因此，流体作用在翼型下部表面上的压力将 大于流体作用在翼型上部表面的压力，结果在翼型上形 成一个向上的作用力。如果绕流体是理想流体，则这个 力和来流方向垂直，称为升力，其大小由儒可夫斯基升 力公式确定： • FL＝ρυ∞Γ • Γ－速度环量 ρ－绕流流体的密度 • 其方向是在来流速度方向沿速度环量的反方向转90°来 确定。
风机正常工况与脱流工况的气流状 况对比
风机正常工作时的气体流动方向
风机脱流工况时的气体流动方向
失速现象
• 轴流风机叶片前后的压差，在其它都不变 的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角 的大小，在临界冲角值以内，上述压差大 致与叶片的冲角成比例，不同的叶片叶型 有不同的临界冲角值。翼型的冲角超过临 界值，气流会离开叶片凸面发生边界层分 离现象，产生大面积的涡流，此时风机的 全压下降，这种情况称为“失速现象”。
失速与喘振的联系
• 失速和喘振是两种不同的概念，失速是叶片结构特 性造成的一种流体动力现象，它的一些基本特性， 例如：失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点 等，都有它自己的规律，不受风机系统的容积和形 状的影响。 • 喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种 表现形式，它的振幅、频率等基本特性受风机管道 统容积的支配，其流量、压力功率的波动是由不 稳定工况区造成的，但是试验研究表明，喘振现象 的出现总是与叶道内气流的脱流密切相关，而冲角 的增大也与流量的减小有关。所以，在出现喘振的 不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。