失速与喘振
压缩机的喘振与失速-译文第4章

第4章压缩机喘振4.1 导论喘振是流动状态在完全压缩系统处于不稳定状态并且在这个过程中平均流量通过整个压缩机时存在波动的情况。
通过压缩机的净流量在这个高的不稳定状态可能是正的或负的。
这与旋转失速不同,一个条件是通过压缩机系统的平均流量随时间为恒值。
在失速时,关于下游节流阀如果能满足第1章中略述的需求稳定性,则系统是稳定的。
在喘振过程中系统是不能获得稳定匹配节的流阀。
在第3章中也表示过在失速过程中,压力波动主要地发生在压缩机的叶栅附近。
在喘振时,完整的系统实践了在压力上的波动。
在质量流量和压力上的波动能在压缩机和连接管道内部产生机械振动以及可听得到的噪音。
压缩机的振动载荷以及卸载利用在轴承上的瞬时载荷来支持压缩机的轴系。
这章包括事件有:·作为喘振的准备,·在喘振时发生的,·在喘振后发生的,并且·在重新恢复到稳定状态的过程发生的。
4.2 轴流压缩机喘振由于高声的过热蒸汽通常伴随有喘振,因此自然的联想到基于突变失速的一个喘振模型。
当流量减少时,在压比上达到的突变下降点,且下游贮液器的随着通过压缩机的回流而减轻。
然而事实上,Huppert(1952)的数据表示喘振能在末端失速开始不久之后遇到。
在这个参考文献上的数据表示在一个突变失速时没有发生喘振。
在另一个转速时,喘振在末端失速开始之后发生。
只有使稳定条件复原之后,最后通过突变失速遇到或伴随有旋转失速。
Huppert(1952)的压缩机有0.8的中心/末端比,且包含有进口导叶片,转子和定子。
压缩机性能和喘振与失速事件在图4.1上表示。
这幅图上的字母表示不同的失速事件。
在转子转速为203rps时,末端失速在E点开始,跟随着听不见的喘振在F点。
在喘振过程中选用的波形图的数据表示喘振随质量流量10%的波动的脉动频率是从10到15cps。
这些波动包含了在绝对转速等于85%的转子转速时旋转的8单元旋转失速模式。
当流量减少是,喘振停止。
风机失速和喘振的区别

一、风机失速与喘振1、失速是叶片结构特性造成的一种流体动力现象,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。
2、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系统容积的支配,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。
3、喘振时风机的流量和压力周期性地反复变化,电流也摆来摆去,也就是说一台风机运行也可能发生喘振,而且是风机低负荷时。
而失速通常发生在两台风机并列运行在大负荷时,失速发生时,失速风机风压、风量、振动、风机电机电流等参数突变后不发生波动,这是失速与喘振的最大区别。
抢风是失速和喘振的一种通俗性的说法二、喘振与失速的区别当风机处于不稳定工作区运行时,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振动,并伴随着强烈的噪声,这种现象叫作喘振。
风机在下列条件下才会发生喘振:1.风机在不稳定工作区运行,且风机工作点落在性能曲线的上升段。
2.风机的管路系统具有较大的容积,并与风机构成一个弹性的空气动力系统。
3.系统内气流周期性波动频率与风机工作整个循环的频率合拍,产生共振。
风机并联运行时,有时会出现一台风机流量特别大,而另一台风机流量特别小的现象,若稍加调节则情况可能刚好相反,原来流量大的反而减小。
如此反复下去,使之不能正常并联运行,这种现象称为抢风现象。
从风机性能曲线分析:具有马鞍形性能曲线的风机并联运行时,可能出现“抢风”现象。
所谓抢风,是指并联运行的两台风机,突然一台风机电流(流量)上升,加一台风机电流(流量)下降。
此时,若关小大流量风机的调节风门试图平衡风量时,则会使另一台小流量风机跳至最大流量运行。
在调整风门投自动时,风机的动叶或静叶频繁地开大、关小,严重时可能导致风机电机超电流而烧坏。
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
什么是失速和喘振?

什么是失速和喘振?失速当气流与叶片进口形成正冲角时,随着冲角的增大,在叶片后缘点附近产生涡流,而且气流开始从表面分离。
当正冲角超过某一临界值时,气流在叶片背部的流动遭到破坏,升力减小,阻力却急剧增加,这种现象称为“旋转脱流”或“失速”。
正常工况时的气体流动脱流工况下的气体流动如果脱流现象发生在风机的叶道内,则脱流将对叶道造成堵塞,使叶道的阻力增大,同时风压也随之而迅速降低。
动叶调节轴流式风机特性曲线轴流风机的失速特性是由风机的叶型等特性决定的,同时也受到风道阻力等系统特性的影响,如图所示,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。
由图中看出:•在同一叶片角度下,管路阻力越大,风机出口风压越高,风机运行越接近于不稳定工况区;•在管路阻力特性不变的情况下,风机动叶开度越大,风机运行点越接近不稳定工况区。
失速的现象:•失速风机的压头、流量、电流大幅降低;•失速风机噪声明显增加,严重时机壳、风道、烟道发生振动;•在投入“自动”的情况下,与失速风机并联运行的另一台风机电流、容积比能大幅升高;•与风机“喘振”不同,风机失速后,风压、流量降低后不发生脉动。
失速的危害:•风机失速时,风量、风压大幅降低,引起炉膛燃烧剧烈变化,易于发生灭火事故;•并联运行的另一台风机投入“自动”时,出力增大,容易造成电机过负荷;•失速风机振动明显增高,可能风机设备、风道振动大损坏;•处理过程不正确时,易于引发风机“喘振”,损坏设备。
喘振由于失速气流脱流造成风机出口风压降低,这时就会由于风道内的风压大于风机出口风压造成风量回流,当风机出口风压大于风道压力时,风机又向风道送风。
这样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,还可能发生流量、全压和电流的大幅度波动,这种不稳定工况称为喘振。
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等不正常工况,这一不稳定工况区称为喘振区,形成原理见下图。
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。
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。
失速与喘振的区别

失速探头由两根相隔约3mm的测压管所组成,将它置于叶轮叶片的进口前。
测压管中间用厚3mm、高(突出机壳的距离)3mm的镉片分开,风机在正常工作区域内运行时,叶轮进口的气流较均匀地从进气室沿轴向流入,那么失速探头之间的压力差几乎等于零或略大于零。
当风机的工作点落在旋转脱流区,叶轮前的气流除了轴向流动之外,还有脱流区流道阻塞成气流所形成的圆周方向分量。
于是,叶轮旋转时先遇到的测压孔,即镉片前的测压孔压力高,而镉片后的测压孔的气流压力低,产生了压力差,一般失速探头产生的压力差达245~392Pa,即报警,风机的流量越小,失速探头的压差越大。
由失速探头产生的压差发出信号,然后由测压管接通一个压力差开关(继电器),压力差开关将报警电路系统接通发出报警,操作人员及时采取排除旋转脱流的措施。
失速探头装好以后,应予以标定,调整探头中心线的角度,使测压管在风机正常运转的差压为最小。
轴流风机在叶轮进口处装置喘振报警装置,该装置是由一根皮托管布置在叶轮的前方,皮托管的开口对着叶轮的旋转方向,皮托管是将一根直管的端部弯成90°(将皮托管的开口对着气流方向),用一U 形管与皮托管相连,则U 形管(压力表)的读数应该为气流的动能(动压)与静压之和(全压)。
在正常情况下,皮托管所测到的气流压力为负值,因为它测到的是叶轮前的压力。
但是当风机进入喘振区工作时,由于气流压力产生大幅度波动,所以皮托管测到的压力亦是一个波动的值。
为了使皮托管发送的脉冲压力能通过压力开关,利用电接触器发出报警信号,所以皮托管的报警值是这样规定的:当动叶片处于最小角度位置(-30°)用一U 形管测得风机叶轮前的压力再加上2000Pa压力,作为喘振报警装置的报警整定值。
当运行工况超过喘振极限时,通过皮托管与差压开关,利用声光向控制台发出报警信号,要求运行人员及时处理,使风机返回正常工况运行。
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摘要:阐述了轴流通风机失速与喘振的形成机理,结合2×600MW机组一次风机的喘振问题,分析了失速与喘振的原因,同时还制定了检查及整改措施。
关键词:轴流式通风机失速喘振中图分类号:TH432.1 文献标识码:B文章编号:1006-8155(2007)03-0000-00Analysis on Stall and Surge of Variax Blade Adjustable Axial Fl ow Fan and Improvement MeasureAbstract: The formation principle of stall and surge for axial fl ow fan was elucidated, analyze the reason of stall and surge bonding the surge problem of 2*600MW primary fan, at one time, draw the measure of check and improvement.Key Words: Axial fl ow fan Stall Surge0 引言由于动叶可调轴流通风机具有体积小、质量轻、低负荷区域效率较高、调节范围宽广、反应速度快等优点,近十年来,国内大型火力发电厂已普遍采用动叶可调轴流通风机。
因为轴流通风机具有驼峰形性能曲线这一特点,理论上决定了风机存在不稳定区。
风机并不是在任何工作点都能稳定运行,当风机工作点移至不稳定区时就有可能引发风机失速及喘振等现象的发生。
笔者针对扬州第二发电有限责任公司二期扩建工程2×600MW 机组一次风机在安装、调试期间发生的失速问题,对失速与喘振的原理进行了分析,并提出了相应检查和整改措施,以及风机在正常运行过程中如何避免失速与喘振的发生。
1 轴流通风机失速与喘振的关系1.1 失速目前,一般轴流通风机通常采用高效的扭曲机翼型叶片,当气流沿叶片进口端流入时,气流就沿着叶片两端分成上下两股,处于正常工况时,冲角为零或很小(气流方向与叶片叶弦的夹角α即为冲角),气流则绕过机翼型叶片而保持流线平稳的状态,如图1a所示。
当气流与叶片进口形成正冲角时,即α>0,且此正冲角超过某一临界值时,叶片背面流动工况则开始恶化,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,严重时还会使叶道阻塞,同时风机风压也会随之迅速降低。
风机的叶片在制造及安装过程中,由于各种客观因素的存在,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。
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1 2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 , 并逐个向叶道45、56 … 传播 , 如图2所示。
试验表明:脱流的传播速度ω′小于叶片运转的角速度ω;因此,在绝对运动中,脱流区以Δω =ω′-ω速度旋转,方向与叶轮旋转方向相同,这种现象称为旋转脱流或旋转失速。
风机进入到不稳定工况区运行时,叶轮内将会产生一个或数个旋转失速区。
叶片每经过一次失速区就会受到一次激振力的作用,从而会使叶片产生共振;此时,叶片的动应力增加,严重时还会导致风机叶片断裂,造成设备重大损毁事故。
1.2 影响冲角大小的因素通常风机是定转速运行的,即叶片周向线速度可以看作是一定值,这样影响叶片冲角大小的因素就是气流速度与叶片的安装角。
由图3可看出,当叶片安装角β(图3中虚线代表的角度)一定时,如果气流速度c 越小,则冲角α(图3中虚线与相对速度w的夹角)就越大,产生失速的可能性也就越大。
当气流速度c一定时,如果叶片安装角β减小,则冲角α也减小;当气流速度c很小时,只要叶片安装角β很小,气流冲角α也很小。
因此,当风机刚刚启动或低负荷运行时(前提是管道的进、出口风门此时应处于全开状态),风机失速的可能性将会减小甚至消失。
同样,对于动叶可调风机,当风机发生失速时,关小失速风机的动叶角度,可以减小气流的冲角,从而使风机逐步摆脱失速状态。
当然,还可以明显地看出,对于叶片高度方向而言,线速度u是沿叶片高度方向逐渐增大的,在气流速度c一定的情况下,冲角α会随着叶片高度方向逐渐增大,以至于在叶顶区域形成旋转脱流;因此,随着叶片高度的方向逐渐减小,叶片安装角β可以避免因叶高引起的旋转脱流。
目前,动叶可调轴流风机常用的扭曲叶片就是基于这个道理(见图4)。
1.3 喘振一般轴流通风机性能曲线的左半部,都存在一个马鞍形的区域(这是风机的固有特性,但轴流通风机相对比较敏感),在此区段运行时有时会出现风机的流量、压头(反映在风机驱动电机的电流)的大幅度脉动风机及系统风道都会产生强烈的振动、噪声显著增高等不正常工况,一般称之为“喘振”,这一不稳定工作区称为喘振区。
实际上,喘振仅仅是不稳定工作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。
风机喘振的主要表现为风量、出口风压(电机电流)出现大幅度波动,剧烈振动和异常噪声。
1.4 失速与喘振的区别及联系风机的失速与喘振的发生都是在p-Q性能曲线左侧的不稳定区域,所以它们是密切相关的。
但是失速与喘振有着本质的区别:失速发生在图5所示p-Q性能曲线峰值K以左的整个不稳定区域;而喘振只发生在p-Q性能曲线向右上方的倾斜部分,其压力降低是失速造成的,可以说失速是喘振发生的根本诱因。
旋转脱流的发生只取决于叶轮本身、叶片结构、进入叶轮的气流情况等因素,与风道系统的容量、形状等无关,但却与风道系统的布置形式有关。
失速发生时, 尽管叶轮附近的工况有波动, 但风机的流量、压力和功率是基本稳定的, 风机可以继续运行。
当风机发生喘振时,风机的流量、压力(和功率)产生脉动或大幅度的脉动,同时伴有非常明显的噪声,喘振时的振动有时是很剧烈的,能损坏风机与管道系统。
所以喘振发生时,风机无法正常运行。
风机在喘振区工作时,流量急剧波动,其气流产生的撞击,使风机发生强烈的振动,噪声增大,而且风压不断变化,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:(1)机的工作点落在具有驼峰形p-Q 性能曲线的不稳定区域内;(2)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;(3)整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时,产生共振。
2 一次风机调试及运行情况2.1 一次风机主要结构参数扬州第二发电有限责任公司二期工程一次风机由沈阳鼓风机(集团)有限公司设计制造,其主要参数见表1。
表1 一次风机主要性能参数型号AST-1792/1120形式双级动调轴流风机TB 工况流量118.06 m3/sTB 工况全压升13532 Pa转速1490r/min轴功率1835kW2.2 一次风机发生的两次失速情况2.2.1 一次风机3B 发生的失速2006年10月19日,3#机组负荷150MW,一次风机3A、3B处于自动调节状态。
运行过程中发现,两台一次风机动叶开度逐渐开足,而一次风母管压力变化不大,同时一次风机3B振动上升,经就地检查,发现一次风机3B有异声,同时一次风机外壳温度也较高,判断一次风机3B发生失速,经手动将一次风机动叶关小至60%后,一次风压又明显上升,振动值也回落,一次风机3B恢复正常。
2.2.2 一次风机3A 发生的失速2006年10月24日,3#机组负荷600MW,运行中给煤机3A突然跳闸,手动停运磨煤机3A后,关闭磨煤机出口关断阀,一次风流量下降约105kg/h,导致一次风机出口压力上升(从8.84 kPa 上升至9.25kPa ),一次风机3A电流从66A 下降至61A,振动从52mm上升至86mm,出口温度从30°C 上升至35°C ,并仍有上升的趋势,就地检查,一次风机3A伴有异常声响。
判断一次风机3A发生失速后,手动关小一次风机3A的动叶开度,一次风机出口压力又缓慢回升,此时逐步关小正常运行的一次风机3B动叶开度,降低背压,以有助于发生失速的一次风机3A尽快脱离失速区。
最终,一次风机3A恢复正常。
2.3 一次风机性能试验为避免一次风机发生失速及喘振,扬州二电进行了一次风机失速性能试验,试验数据见表2。
表2 一次风机失速性能试验数据3A 一次风机单位工况1 工况2 工况3动叶开度% 51.53 65 85风机电流 A 56.44 66.72 88.39出口风压kPa 8.5 9.6 11.73B 一次风机单位工况4 工况5 工况6动叶开度% 54.7 64.84 85.57风机电流 A 71.09 83.13 113.24出口风压kPa 9.9 11.3 13.02.4 一次风机失速问题的检查与整改2.4.1一次风机3A与3B叶片的真实角度偏差调整从表2可明显看出,两台风机在执行机构同样的开度之下,电流存在较大的偏差,可以推断出两台风机的叶片真实开度与叶片角度盘的显示存在的误差较大。
这导致两台风机的真实工作点偏离了设计工作点,其中3A的工作点向左偏移,3B向右偏移,因而3A更易失速。
从失速时的出口风压也可以看出,3A确实更容易失速。
2.4.2 一次风机前、后两级叶片角度的偏差调整一次风机的前、后两级叶片的角度存在一定的偏差,经现场实地检查发现,由于安装问题,其角度偏差值约在2°~3°之间;叶片角度的偏差过大,将导致前、后两级叶轮之间出现“抢风”现象,其结果是导致风机实际失速线的下移。
因此,需控制其偏差在1°以内。
2.4.3 一次风机同级叶片的偏差调整根据1.1 所述,一次风机同级叶片存在的角度偏差,是旋转脱流现象的主要诱发因素。
当同级叶片存在较大的角度偏差时,风机实际失速线将会有较大幅度下移,从而导致风机在“理论稳定区”内发生失速,因此,需控制其偏差在2°以内。
2.4.4 一次风机叶顶动静间隙的偏差调整一次风机叶顶的动静间隙设计标准较高。
但在检查中发现,实际风机叶顶的动静间隙在5~6.5 ㎜之间(这主要是风筒在运输及吊装过程中变形所致),而设计标准要求为3~4.6 ㎜。
过大的动静间隙将导致风机背压的降低,从而使实际工作点上移,易引发失速。
因此,需将叶顶的动静间隙控制在技术要求的范围之内。