轴流风机的运行调节

1、轴流风机的运行调节轴流风机的运行调节与常见故障处理与常见故障处理2015年11月一、轴流风机的调节 1.轴流风机的性能曲线 风机的工作是以输出流量Q、压头H、转速n、所需功率P、以及效率来体现的，这些参数之间存在着相应的关系，当其中流量与转速变化时，就会引起其他参数的相应变化。 凡是将风机主要参数的相互关系用曲线来表达，即称为风机的性能曲线。所谓性能曲线是在固定转数下，对轴流风机来说，还应在动叶安装角固定不变的情况下，风机供给的压头H、所需功率P、效率与流量Q之间的关系曲线，即Q-H、Q-P、Q-表示，其中Q-H曲线最为重要。风机的性能曲线至今还不能用理论方法精确地绘制，因为风机内的各项损失还

2、难以精确计算，所以制造厂所提供的性能曲线通常是试验方法测得的。图1为风机的典型性能曲线。H-QQ-H,Q图1：风机性能曲线图C2.风道性能曲线 轴流风机的流量与压头、效率、功率有一一对应关系，但是风机本身不能决定自己的工作点，风机的工作点取决于外界的负荷特性，即风道性能曲线。 所谓风道性能曲线，就是风道中通过的流量与所需的能量的关系，它应是起点在坐标原点的二次抛物线，风道性能曲线上任何一点的横坐标为风道中通过的流量，而它的纵坐标则为通过这些流量时所需的能量。 将轴流风机的性能曲线与风道性能曲线以同一比例绘制在同一坐标上，两条曲线的交点即为风机的工作点。在风机的工作点上，风机供给流体的能量恰好等

3、于管路中所需的能量，能量的供需处于平衡状态。HQ风道性能曲线风机在不同开度下的性能曲线图2：风道性能曲线图3.轴流风机的调节 轴流风机利用动叶安装角的变化，使风机的性能曲线移位。Q-H性能曲线与不同动叶安装角与风道性能曲线，从图中可以看出得出一系列的工作点。若需要流量及压头增大，只需要增大动叶安装角；反之只需要减小动叶安装角。 轴流风机的动叶调节，调节效率高，而且又能使调节后的风机处于高效率工作区工作。采用动叶调节的轴流风机还可以避免在小流量工况下落在不稳定工况区内。二、风机的调节 轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区域内运行时会出现流量大幅脉动等不正常工况，一般称为“喘振”，

4、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不正常的空气动力工况，则是旋转脱流或称失速。这两种不正常工况是不同的，但他们又有一定的内在联系。1、旋转失速（旋转脱流）轴流风机动叶片前后的差压，在其他都不变的情况下，其差压大小决定于动叶冲角的大小。在临界冲角值以内，上述差压大致与叶片的冲角成比例。一旦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，这种情况称为风机的“失速现象”。运转中的轴流风机，由于动叶片加工时的误差，安装动叶片时角度的误差以及气流的流向在叶轮入口不完全一致，所以当气流的冲角

5、达到临界值附近时，可能会在某个或某些叶片上发生失速产生脱流。旋转脱流对轴流风机的安全运行是一个威胁。它会造成流道的堵塞，使叶片前后压力变化。在旋转脱流的情况下，脱硫区旋转着依次经过每个叶片，就会使叶片受到一次激振。旋转失速的频率，亦即激振力的频率等于或接近于叶片的固有振动频率时，它将使叶片发生共振。共振时的交变应力有可能达到使叶片折断的程度。2、喘振 轴流风机在不稳定工况区运行时，还会发生流量、全压和电流的大幅波动，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。 喘振的发生会破坏风机与管道设备，威胁风机及整个系统的安全性。 对于节流调节的风机或系统阻力过

6、大时的，风机产生的风量无法满足的风道的需求，此时，风机压头会下降，而由于系统较大，在这一瞬间风道中的压力仍较大，且比风机产生的压头高，于是气流发生倒流，由风道流向风机。随后，风道中的压力开始迅速下降，当风道中的压力足够低时，风机又开始输出风量，风压升高。但很快又会回到当初的工作状态，接着又发生气流的倒流，如此往复循环，这种循环频率如与风机系统的振荡频率合拍时，就会引起共振，风机发生了喘振。 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，而风压不断晃动。风机的容量与压头越大，则喘振时的危害也越大。KACBDEFPQQBQEQAQFG风机喘振原理图说明：风机喘振

7、原理图说明： 当风机在曲线单向下降部分时，其工作是稳定的，一直到工作点K。但当风机负荷点低于QK时，进入不稳定区工作。此时，只要有微小扰动使管路压力稍稍提升，则由于风机流量大于管道流量（QKQG），管路工作点向右移动到A点。当管路压力超过风机正向输送的最大压力PK时，风机工作点改变到B点（A、B等压），风机抵抗管路压力产生的倒流做功。此时，管路中的气体向两个方向输送，一方面供给负荷需要，一方面倒送给风机，故管路压力迅速降低，到D点时停止倒流。但由于D点风机流量仍小于管路流量（QCQD），所以管路压力仍下降到E点，风机的工作点瞬间跳至F点（E、F等压），此时风机输出正向流量QF。由于QF大于管路

8、输出流量，此时管路风压升高，直至K点，上述现象则重复发生，形成风机的喘振。 产生喘振应具备的条件是： 风机的工作点落在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。3、旋转脱流与喘振的关系旋转脱流与喘振的发生都是在Q-H性能曲线的不稳定区，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于叶轮本身叶片结构特性、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。旋转脱流

9、对风机正常运转影响不如喘振这样严重。而风机发生喘振时，情况就不同，它会伴随强烈的振动，使风机无法维持运行。4、并联运行风机的“抢风”现象根据并联工况的特点，在同一全压下流量相加的原则，轴流风机“S”形区段成为曲线的字形区域。风机如果在字形区域内运行，便会出现一台轴流风机流量很大，而另有一台轴流风机流量很小的情况。此时，若开大输送流量小的轴流风机调节装置或关小输送流量大的轴流风机的调节装置，则原来大流量的风机回突然跳到小流量工作点运行，而原来小流量的风机回跳到大流量工作点运行。这样两台轴流风机不能稳定并联运行，出现了所谓“抢风”现象。因此，在两台风机并联运行时，为避免“抢风”现象发生，就要求风机

10、的工作点不要落在字形区域内。HQ,5、抢风现象发生的原因及处理 并联运行的风机发生“抢风”现象，根本原因是风机处于不稳定工作区，而造成风机处于不稳定工作区的原因一是风机调节不当，出入口挡板关闭或两台风机电流、风量等参数偏差过大造成，二是风道系统阻力发生较大变化，如空预器严重堵塞、风道严重积灰等。 遇有风机“抢风”现象发生时，应首先适当减小电流较小一侧风机动叶开度，然后减小电流较大一侧风机的动叶开度，交替操作减小两侧风机动叶开度，直至两侧风机电流、出口风压趋于一致。 在操作过程中可能发生两侧风机电流交换，即较大电流风机突然电流、流量大幅减小，而原电流较小风机电流、风量突然变大，则按照上述操作方法继续调平两侧风机电流、风量