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什么是失速和喘振？

2018-12-4 13:23| 发布者: weixin| 查看: 871| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 本文介绍了什么是失速和喘振

　　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。

　　轴流风机的Q-H性能曲线(喘振分析)

　　风机产生喘振应具备的条件：
　　  · 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;
　　  · 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;
　　  · 整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时，产生共振。

　　旋转脱流与喘振的本质区别：
　　  · 旋转脱流发生在风机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;
　　  · 风机在喘振时，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，甚至损坏风机与管道系统。所以喘振发生时，风机无法运行。

　　喘振报警装置

　　报警原理：
　　在正常情况下，皮托管所测到的气流压力值稳定，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，皮托管发送的脉冲压力信号通过压力开关，利用电接触器发生报警信号。一般规定，当动叶片处于最小角度位置，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。

　　喘振的危害及处理：
　　喘振的发生会破坏风机与管道的设备，威胁风机及整个系统的安全性。处理方式如下：

　　  · 风机发生喘振，应立即将风机动叶片控制置于手动方式，关小另一台未失速风机的动叶，适当关小失速风机的动叶，同时协调调节引、送风机，维持炉膛负压在允许范围内;
　　  · 若风机并列操作中发生喘振，应停止并列，尽快关小失速风机动叶，查明原因消除后再进行并列操作;
　　  · 若因风烟系统的风门、挡板被误关，引起的风机喘振，应立即打开，同时调整动叶开度;
　　  · 若风门、挡板故障，立即降低锅炉负荷，联系检修处理;
　　  · 若为吹灰引起，应立即停止。

　　经上述处理喘振消失，则稳定运行工况，进一步查找原因并采取相应的措施后，方可逐步增加风机的负荷;若经上述处理后无效或已严重威胁设备安全，应立即停止该风机运行。

　　来源：热控圈微信公众号(ID：rekongquan)

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