风机喘振知识介绍

动叶可调式轴流风机喘振机理及预防策略探究

1 动叶可调式轴流风机喘振机理及预防策略探究

动叶可调轴流风机担负着气体循环输送的任务，轴流风机在运行过程中，由于某些原因，易造成机组的振动，严重时会造成机组的损坏，影响生产。如何能快速准确的找到喘振故障成为大家关注的课题，本文通过介绍喘振的发生原因，对振动进行危害分析，通过有效的方法进行综合分析预防喘振的措施。另外，喘振发生进行预警分析，更能保证机组的稳定运行。

引言

轴流风机具有尺寸小、引风量大及性能调节稳定的优势，逐渐在锅炉引风领域得到广泛的应用。在某种程度上，其运行的全压相对较低，如果设备选型的问题使得阻力增加，就会出现轴流式风机的负荷过高最终导致喘振的出现，对设备的寿命和使用情况均会造成比较严重的危害。对轴流式风机进行喘振发生机理和预防措施研究，能够在很大程度上对动叶可调风机的选型和改造起到较大的意义。

动叶可调式轴流风机喘振机理和危害分析

由于工况变化导致轴流风机入口处的空气流量减少，轴流风机会随之出现旋转脱离效应，此时，虽然叶片也在不停的旋转，但是由于流量不足，导致出口处的压力出现偏离，不能达到正常的设计要求指标。由于轴流风机出口输送管道内气体压力变化灵敏度较低，不能及时出现变换，此时管道内压力并不能迅速下降，因此造成了轴流风机出口管道内的压力大于风机出口处压力，出现压力的逆偏差，会出现”倒灌”现象，即管道内的气体就向风机倒流，直至出口管道内压力2 下降至等于风机出口压力为止。待倒灌停止后，轴流风机会正常工作，气体在叶片的作用下加压，继续向管道提供压力，管道内的压力不断回升。等到管道内的气体压力回升到最初压力时，轴流风机的加压排气就又会受到影响，又满足倒灌发生的条件，如此周而复始，整个轴流风机系统就会出现周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象，即喘振现象结合图1对喘振发生的具体情况进行分析介绍。图1是轴流风机特性曲线与通风管网性能数据图，其中A/B点是轴流风机运行曲线与管网性能曲线的交叉点，即喘振点。随着管网阻力增加，管网性能曲线将会向左移动，此时喘振点将会从A向B位置移动。此时风机的入口流量减小，导致气流出现分流的情况，对于风机出口的影响就是出口气流压力降低，这一变化的初始阶段，因管网的压力较大，微小的变化不会对管网的气压数据造成影响，只是在风机叶片的局部部分形成负压状态，存在叶片被破坏的趋势。如果出现回流冲转的气压大于风机的出口气压时，气流将会出现倒转，而此时风机处于正常运行的状态，持续向管网内提供气流，前进气流和回转气流相遇会出现前后压力差别，此时会造成引风机的失速情况。此阶段循环出现，将会引起管网系统的周期性风流震荡，形成喘振现象。

喘振的原因及解决方法有哪些

喘振是一种常见的故障，那么喘振是什么原因造成的呢？下面是店铺精心为你整理的喘振的原因及解决方法，一起来看看。

喘振的原因

烟风道积灰堵塞或烟风道挡板开度不足引起系统阻力过大。(我们有碰到过但不多);两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行(我们常碰到的情况是风机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出，使两风机导叶调节不同步引起大的偏差);风机长期在低出力下运转。

喘振的解决方法

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。

旋转脱流与喘振的发生都是在Q-H性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的，但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。旋转脱流发生在图5-18所示的风机Q-H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域;而喘振只发生在Q-H性能曲线向右上方倾斜部分。旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。

风机在运行时发生喘振，情况就不相同。喘振时，风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度的脉动，同时伴有明显的噪声，有时甚至是高分贝的噪声。喘振时的振动有时是很剧烈的，损坏风机与管道系统。所以喘振发生时，风机无法运行。

防止喘振的措施

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。

风机发生喘振处理方法

喘振现象：

1、一次风母管压力下降，两台风机动叶开度增大。

2、两台风机电流偏差很大，失速/喘振风机电流大幅度下降。

3、炉膛负压波动大。

4、锅炉燃烧不稳定，炉膛火焰电视突暗突明。

5、就地检查风机运行声音异常，振动大。

喘振原因：

1、一次风机Q-H性能曲线不好。

2、一次风用户太少，系统憋压；

3、两台一次风机出力不平衡，出现抢风现象；

4、管道存在杂物或挡板位置不正确，管道阻力特性改变，风机运行在不稳定区域。

5、对制粉系统应加强监视，根据煤质情况，判断入炉的煤量以及制粉系统运行状况是否正常。

6、风机失速的主要原因就是风压高、风量小，运行人员多总结风机的特性。

7、制粉系统的风量是由风压和风门开度计算而得，只能作为参考，不是真实的风量，在风门开度较大和较小时，该风量与实际风量相差较多。

8、目前#3机磨煤机进口热一次风关断门有缺陷，在DCS上不能正常开启，需维护人员到现场开启时速度较慢，遇到紧急加负荷时，不能及时启动备用磨煤机，导致运行磨煤机负荷风门开度大。

9、进行空预器密封装置调整，对风烟系统及空预器漏风有较大影响，空预器扇形板调整量较大，一次风机管道阻力曲线变化较大，运行人员在调整时需要注意。

喘振处理：

1、立即解除协调控制，将机组切为TF方式运行，给水、燃料手动控制，风机恢复正常且各部温度稳定至正常值后，投入机组协调控制。

2、立即将两台一次风机动叶控制切至手动，根据一次风机出口风压和一次风机电流波动幅度以及就地声音情况，正确判断喘振的一次风机，失速风机的动叶适当关小，未失速的风机动叶关小的幅度可以大些，减小系统阻力。

3、严密监视一次风母管压力变化情况，采取措施尽快恢复一次风母管压力。

4、如果是因通道受阻(如磨煤机跳闸)、母管压力突升引起的失速/喘振，应开大备用磨或跳闸磨的冷一次风挡板开度后进行一次风机并列操作。风机并列后，应对比发生喘振前后该风机动叶的开度，若偏差较大应降低该风机出力并通知维护部处理。

关于风机失速及喘振的分析

1 关于风机失速及喘振的分析我厂在生产过程中，曾经出现过一次风机失速，影响风机的安全、稳定运行，因此此类现象的发生和处理进行进一步的分析和探讨，以便在遇到相同的事故时，能有效、及时的预防和处理。失速和喘振发生的原因：风机在正常工况时，冲角很小，气流绕过机翼型叶片保持流线状态，当气流与叶片冲角＞0超过某一临界值时，叶片背面的流动工况开始恶化，在叶片的背面出现漩涡区，即所谓的“失速”，冲角大于临界值越多，失速现象越严重，流体的阻力越大，使叶片受阻，同时风机风压也随之迅速降低。风机的叶片在安装过程中，由于各种的原因使叶片不可能油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改变时，各个叶片的冲角就不可能完全相同，正是因为这样，在发生失速现象时不是每个叶片都同时发生失速，风机进行到不稳定工况里运行时，叶轮将产生数个旋转失速区，叶片每经过一个失速区就会受到一次激振力的作用，使叶片发生共振。严重时可导致叶片的断裂。由于失速的产生，使得风管中的压力大于风机的出口压力，因此，气流回流后压力差正常后，风机有正常工作向风管送风，当风管内的压力到达一定值后，风机的出风又受阻，从而又出现倒流，如此反复风管出现周期性的振荡，这样的现象叫“喘振”。失速是喘振的前因，喘振是失速恶化的进一步表现，但失速不一定会发生喘振，喘振还和管路的阻力特性有关。对于一次风机、送风机和引风机发生失速和喘振的危险性有： 1.引起炉膛负压波动。 2.造成被迫降负荷。 3.严重时会引起锅炉MFT。 4.造成风机本体振动加剧，造成设备损坏。 5. 炉内燃烧不稳。事故可能发生的原因： 1.快速增减负荷。 2.风机动叶开度较大时。 3.空预器堵灰严重时。 4.并风机操作时。 5.两台风机电流偏差较大。 6.炉膛内燃烧不稳。 7.风机动叶或挡板的执行机构故障。 8.受热面、空预器严重积灰或烟气系统挡板误关，引起系统阻力增大，造成风机动叶开度与进入的风量、烟气量不相适应，使风机进入喘振区。 9.操作风机动叶时，幅度过大使风机进入喘振区。一次风机的事故处理： 1.发生喘振时，一次风机动叶应自动关回，否则应手动操作，防止风机振动大跳闸，引发RB。 2.检查另一台一次风机动叶自动开大，密切监视其振动和电流等运行参数防止其过负荷，必要时切手动操作，防止正常风机过负荷或振动大跳闸。 3.负荷较高且一次风机喘振严重时，将机组切至TF工作方式，紧急降负荷至一台

离心风机喘振现象及原因

关于风机喘振现象的原因和避免方法

1、喘振现象及原因

具有驼峰型特性的风机在运行过程中，当负荷减小，负载流量下降到某一定值时，出现工作不稳定现象。这时流量忽多忽少，一会儿向负载排气，一会儿又从负载吸气，发出如同哮喘病人“喘气"的噪声，同时伴随着强烈振动，这种现象称之为喘振。

发生喘振现象的根源是离心风机所具有的驼峰型特性。图一给出了具驼峰型特性的离心风机的工作特性曲线。

图中，曲线１是离心风机在某一转速下的特性曲线，代表出口绝压P2和入口绝压P1之比与风机流量之间的关系，是一个驼峰曲线，驼峰点M处的流量为Qm。曲线２是管路特性曲线，正常工作点为A。可以看出，在驼峰点右侧，工作是稳定的.因为任何偶然因素造成的工作点波动（例如流量增加)，对于风机特性曲线１而言，压力会减小，而对于管路特性曲线２而言，压力会增加，这两个相互矛盾的结果最终会使工作点返回到原来的位置,在驼峰点M的左侧，这种情况正好相反，任何偶然因素造成的工作点波动将使沿风机特性曲线１上的压力变化趋势与沿管路特性曲线２上的压力变化趋势具有完全的一致性,其结果加剧了工作点的偏移，使之不能返回到原来的工作点上,风机的工作出现不稳定情况。

因此，驼峰点M右侧的区域为稳定工作区域，驼峰点M左侧的区域为不稳定工作区域。负荷下降使处于驼峰右侧的工作点向驼峰点靠近,工作点越靠近驼峰点M，越会出现工作不稳定的可能性，驼峰型特性是发生喘振现象的主要原因.

2、防喘振控制思路

图二给出了风机在不同转速下的特性曲线，可以看出.转速不同，相应的驼峰点和驼峰流量也不同。转速越低，驼峰点越向左移,驼峰流量越小。把不同转速下的驼峰点连接起来，就构成了一条曲线，曲线右侧为稳定工作区,曲线左侧为喘振区。我们称驼峰流量为极限流量，相应的驼峰点连接曲线被称为喘振极限线。

显然,只要在任何转速下，控制风机的流量，使其大于极限流量，则风机便不会发生喘振问题。这就是防喘振控制的基本思想。

全面理解压缩机和风机喘振7大要点

一、什么是喘振？

喘振，顾名思义就象人哮喘一样，风机出现周期性的出风与倒流，相对来讲轴流式风机更容易发生喘振，严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。

流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。例如，泵或压缩机运转中可能出现的喘振过程是：流量减小到最小值时出口压力会突然下降，管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时,流量再次减少，管道中介质又产生倒流，如此周而复始。

喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘振越强，频率越低。一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时，还会造成严重后果。为防止喘振，必须使流体机械在喘振区之外运转。在压缩机中，通常采用最小流量式、流量-转速控制式或流量-压力差控制式防喘振调节系统。当多台机器串联或并联工作时，应有各自的防喘振调节装置。

如图所示，离心式压缩机具有这样的特性，对于一个确定的转速，总对应一个流量和压力值，压缩机效率达到最高点。当流量大于或小于此值时，效率都将下降。一般常以此流量的工况点为设计工况点。

压缩机的性能曲线左边受到喘振工况（Qmin )的限制，右边受到堵塞工况（Qmax）的限制，在这二者之间的区域，称为压缩机的稳定工况区域。稳定工况区域的大小，是衡量压缩机调节性能的重要指标。

当压缩机在运行过程中，若因外部原因使流量不断减小达到Qmin值时，就会在压缩机流道中出现严重的旋转脱离，若气量进一步减小时，压缩机叶轮的整个流道被气流旋涡区所占据，这时压缩机的出口压力将突然下降。

但是，压缩机出口所连接的较大容量的管网系统中压力并不马上下降，此时会出现管网中气体向压缩机倒流的现象。当管网中压力下降到低于压缩机出口排气压力时，气体倒流会停止，压缩机又恢复向管网排气。然而，因为进气量的不足，压缩机在出口管网恢复到原来的压力以后，又会在流道内出现旋涡区。

关于一次风机喘振分析

喘振是风机固有的特性，具有较大危害。文章结合生产实践，阐述喘振发生的原理，掌握喘振的主要影响因素，提出有效的防喘振控制措施，提高我厂一次风机抗喘振能力和运行的可靠性。

标签：一次风机；喘振；风压；风量

一次风机的特点在于体积较小、重量轻，并且反应速度快，能够调节的范围也较宽，它是动态的可以适应不同的情况进行自动调整的通风机，近些年来，由于其独特优点被国内许多的大型的火力发电厂青睐。不过，一次风机也不是没有缺点，由于轴流通风机程现出驼峰性状，性能呈现出曲线的特征，正是由于这样的特性决定了一次风机具有不稳的特点，也存在一部分不太稳定的区域，而当风机的工作重心不断转移，转至不稳定区域的时候，就可能引发一系列预想不到的问题，比如风机速度失去控制或者是喘振等现象。

1 一次风机喘振现象及原理

喘振，出现的原因是多方面的，当风机出风呈周期性变化并且出现倒流的现象时，风机出现喘振的可能性更大，如果喘振比较严重，出现频率比较高的话甚至有可能导致风机的叶片出现疲劳损坏的情况。

风机并不是在所有的情况下都会出现喘振现象，只有在图1所示的情况下才会出现，也就是当图中的驼峰形Q-H性能曲线的风机在曲线临界点不稳定区工作，风机的能头以及流量就会在很短的时间内出现变化，并且反反复复，另外，当管路中的阻耗大于风机在转动时产生的能头，风机中的流体就会倒转方向，出现逆流的现象，并且有管路反向倒流进入风机内，不过这个时候风机仍然还是保持运行的状态，所以当管路内的压力减小时，风机又会出現重新开始向外输出流量的现象，这时候只要临界点的流量大于风机外界需要的流量，这个过程就会不断重复发生这时候就会产生喘振现象。

从上面对喘振原理的阐述中，我们可以知道一次风机出现喘振大致需要以下的条件：风机内部的电流不断减小且出现摆动比较频繁的现象、出口风压下降摆动；风机的声音出现异常、振动比较大、风机的噪声比较大且出现不断增大的现象、机壳的温度出现持续升高的现象；燃烧出现不稳定、炉膛负压出现波动。

风机失速和喘振的工作原理

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。

离心式鼓风机喘振原因分析及对策

1喘振

1．1喘振产生的原因

在鼓风机运转过程中，当流量不断减少到最小值Qmin(喘振工况)时，进入叶栅的气流发生分离，在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动。当旋转脱离扩散到整个通道，会使鼓风机出口压力突然大幅下降，而管网中压力并未马上减低，于是管网中的气体压力就大于鼓风机出口处的压力，管网中的气体倒流向鼓风机，直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着，鼓风机开始向管网供气，将倒流的气体压出去，使机内流量减少，压力再次突然下降，管网中的气体重新倒流至风机内，如此周而复始，在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象，并发出很大的声响，机器产生剧烈振动，以致无法工作，这就产生了喘振。

1．2影响喘振的主要因素

①转速

离心式压缩机转速变化时，其性能曲线也将随之改变。当转速提高时，压缩机叶轮对气体所做的功将增大，在相同的容积流量下，气体的压力也增大，性能曲线上移。反之，转速降低则使性能曲线下移。随着转速的增加，喘振界限向大流量区移动。

②管网特性

离心式鼓风机的工作点是鼓风机性能曲线与管网特性曲线的交点，只要其中一条曲线发生变化(如将鼓风机出口阀关小)，工作点就会改变。管网阻力增大，其特性曲线将变陡，致使工作点向小流量方向移动。

③进气状态

在实际生产中，进气压力过低、背压过高、进(排)气量忽然减少、进气温度过高、鼓风机转速忽然降低、机械故障、进口风道过滤网堵塞、生物池污泥浓度过高、曝气头堵塞、喘振报警装置失灵等都会引起鼓风机喘振。 2喘振的判断及消除

2．1喘振现象的判断

①鼓风机抽出的风量时大时小，产生的风压时高时低，系统内气体的压力和流量也会发生很大的波动。

②鼓风机机体产生强烈的振动，风机房地面、墙壁以及房内空气都有明显的抖动。

③鼓风机发出“呼噜、呼噜”的声音，使噪声剧增。

④风量、风压、电流、振动、噪声均发生周期性的明显变化。

风机喘振时会有什么问题？如何防止风机喘振

当风机发生喘振时，风机的流量周期性的反复，并在很大范围内变化，表现为零甚至出现负值。风机流量的这种正负剧烈的波动，就像哮喘病人呼吸一样。由于流且波动很大而发生气流的猛烈撞击，使风机本身产生剧烈振动〃同时风机工作的噪声加。大容量的高压头风机产生喘振时的危害很大，可能导致设备和轴承的损坏、造成事故〃直接影响了锅炉的安全运行。为了防止风机的不稳定性，可采取如下措施：

(1)保持风机在稳定区域工作。因此，管路中应选择p-Q特性曲线没有驼峰的风机；如果风机的性能曲线有驼峰，应使风机—直保持在稳定区(即p-Q曲线下降段)工作。

(2)采用再循环。使一部分排出的气体再引回风机入口，不使风机流量过小而处于不稳定区工作。

(3)加装放气阀。当输送流量小于或接近喘振的临界流量时，开启放气阀、放掉部分气体，降低管系压力，避免端振。