动叶可调式轴流一次风机失速和喘振分析

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1、电力安全技术第16卷(2014年第4期)动叶可调式轴流一次风机失速和喘振分析李伟军(大唐景泰发4)-，甘肃白银730408)[摘要]介绍了动叶可调式轴流一次风机失速与喘振现象发生的机理，指出了失速和喘振的相互联系，分析了2台一次风机发生抢风现象的实际过程，提出了一次风机失速与喘振的预控和事故处理措施，提高了机组的安全稳定性。[关键词]动叶可调；一次风机；失速；喘振0引言称为冲角。当风机处于正常工况时，冲角很小，接近于0。，气流绕过机翼型叶片而保持流线状态，随着大型火力发电机组的迅速发展，高效、大如图l(a)所示。当气流与叶片形成正冲角，即容量的轴流式风机被普遍选用。动叶可调式轴流风>0。，且

2、此正冲角超过某一临界值时，叶片背面机具有体积小、重量轻、低负荷区域效率较高、调的气流工况开始恶化，边界层受到破坏，在叶片节范围广、反应速度快等优点。但因轴流风机具有背面尾端出现涡流区，形成失速，如图l(b)所示。驼峰形性能曲线的特性，决定其并不是在任何工况冲角大于临界值越多，失速越严重，流体流动阻力点都能稳定地工作，一旦风机的工作点移至不稳定就越大，风机风压也随之迅速降低。工作区就可能引发风机失速及喘振。失速和喘振对于风机的安全运行危害很大，若处理不正确，会损气流——坏设备并危及机组的安全稳定运行。景泰发电厂1，方向—2号炉的一次风机为上海鼓风机厂生产的双级动叶可调式轴流风机，型号为PAFl

3、9一l4．4-2，呈卧(a)正常状态式布置。该厂在调试和生产过程中，一次风机曾多气流——次发生失速和喘振，影响风机的安全稳定运行，甚方向—至危及到锅炉燃烧的稳定性，对机组的安全运行危害很大。1失速和喘振机理图1风机叶片附近的流场1．1失速轴流式风机的叶片通常呈机翼流线型，当其冲1．2喘振角为0。或小于临界冲角时，它们的阻力主要为表喘振是指泵与风机的流量和能头在瞬间发生不面摩擦阻力，绕翼型的气流保持其流线形状；当冲稳定的周期性反复变化的现象。动叶可调式轴流风角增加到某一临界值时，气流在叶片背部的流动就机全压相对较低，其性能曲线呈驼峰型(见图2)，会遭到破坏，尾部涡流变宽，升力减小，阻力急剧存在

4、峰值点K，易发生喘振。通常称K点右侧区增加，进而使叶道阻塞，导致风压急剧降低，这种域为风机的稳定工作区，左侧为喘振区。当风机的现象就是失速。工作点落入喘振区发生喘振时，风机和大容量管路如图1所示，气流方向与叶片叶弦的夹角系统耦合为一个具有周期弹性的空气动力系统。一一第16卷(2014年第4期)．电力安全技术角度下都有一条与之对应的曲线，每一条曲线都具’有一个最高风压点，通常称为临界点。不同动叶角＼度下的曲线临界点左半段有重合的部分；临界点右一半段则为动叶角度与曲线相对应。(2)以A，B2台并列运行的一次风机为例。3假设2台风机工作点存在微小差别(实际运行中2口台风机工作点也不会完全相同，可能

5、交替变化或者保持一定的差值)，在通风系统正常状态下，A，图2工况变化与失速过程(定流量运行)B2台风机的风量为和，对应风机出口全风压为p，风机工作点分别在图2中a，b位置上。1．3失速与喘振的区别与联系此时的工作点都处在各自动叶角度下P-O性能曲(1)失速发生时，只是叶片附近的工况有波动，线临界点的右半段，风机处在稳定状态运行；即使整台风机的流量、压头和电流基本保持稳定，仍可2台风机动叶角度不一致或风量有较大偏差，风机以连续运行；而喘振发生时，各项指示数据均大幅也能稳定运行。脉动，风机无法继续工作。若由于某种因素(如跳磨、跳给煤机、风机挡(2)失速刚产生时，工作人员不易察觉，只有板误关等)导

6、致通风系统阻力增加。假设这时2台利用精密的仪器才能够探测到，此时风机的特性曲风机仍需要保持风量Q和，由于通风系统阻力线仍然可以测得；而喘振产生的现象则非常激烈，增加，则需要开大风机的动叶角度，提高出口全风无法测量到当时的工况。压来维持Q和不变，相应工作点要上移。当(3)失速是叶片结构导致的一种空气动力工通风系统阻力增大到一定数值时，A，B风机的工况，有其自身的规律，其影响因素包括叶片结构、作点将上移至a’和b’位置。a’已是A’风机此时动叶轮本身、进入叶轮的气流情况等；而喘振的发生叶角度下p—性能曲线上的临界点。B风机的工及现象特征则取决于外界条件，例如风机在某系统作点b’则以微小差值仍处在

7、相应动叶角度下p一0中能正常工作，但安装至其他系统则可能发生喘振。性能曲线上的临界点的右端。此时系统压力为p：，(4)喘振仅发生于风机特性曲线中的喘振区，当A风机工作点上移至a’时，即到达了失速的边而失速现象则存在于峰值K点以左的整个区段。缘值。此状态下系统压力一旦出现波动，系统压力两者关系密切，可以说失速是诱发喘振的原因。与A风机的全风压之间就会产生一个微压差，在这个压差的作用下，A风机风量受阻，风机出口的