軸流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié)

1、軸流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與常見故障處理與常見故障處理2015年11月一、軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié) 1.軸流風(fēng)機(jī)的性能曲線 風(fēng)機(jī)的工作是以輸出流量Q、壓頭H、轉(zhuǎn)速n、所需功率P、以及效率來體現(xiàn)的，這些參數(shù)之間存在著相應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)其中流量與轉(zhuǎn)速變化時(shí)，就會引起其他參數(shù)的相應(yīng)變化。 凡是將風(fēng)機(jī)主要參數(shù)的相互關(guān)系用曲線來表達(dá)，即稱為風(fēng)機(jī)的性能曲線。所謂性能曲線是在固定轉(zhuǎn)數(shù)下，對軸流風(fēng)機(jī)來說，還應(yīng)在動(dòng)葉安裝角固定不變的情況下，風(fēng)機(jī)供給的壓頭H、所需功率P、效率與流量Q之間的關(guān)系曲線，即Q-H、Q-P、Q-表示，其中Q-H曲線最為重要。風(fēng)機(jī)的性能曲線至今還不能用理論方法精確地繪制，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)內(nèi)的各項(xiàng)損失還

2、難以精確計(jì)算，所以制造廠所提供的性能曲線通常是試驗(yàn)方法測得的。圖1為風(fēng)機(jī)的典型性能曲線。H-QQ-H,Q圖1：風(fēng)機(jī)性能曲線圖C2.風(fēng)道性能曲線 軸流風(fēng)機(jī)的流量與壓頭、效率、功率有一一對應(yīng)關(guān)系，但是風(fēng)機(jī)本身不能決定自己的工作點(diǎn)，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)取決于外界的負(fù)荷特性，即風(fēng)道性能曲線。 所謂風(fēng)道性能曲線，就是風(fēng)道中通過的流量與所需的能量的關(guān)系，它應(yīng)是起點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)的二次拋物線，風(fēng)道性能曲線上任何一點(diǎn)的橫坐標(biāo)為風(fēng)道中通過的流量，而它的縱坐標(biāo)則為通過這些流量時(shí)所需的能量。 將軸流風(fēng)機(jī)的性能曲線與風(fēng)道性能曲線以同一比例繪制在同一坐標(biāo)上，兩條曲線的交點(diǎn)即為風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。在風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)上，風(fēng)機(jī)供給流體的能量恰好等

3、于管路中所需的能量，能量的供需處于平衡狀態(tài)。HQ風(fēng)道性能曲線風(fēng)機(jī)在不同開度下的性能曲線圖2：風(fēng)道性能曲線圖3.軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié) 軸流風(fēng)機(jī)利用動(dòng)葉安裝角的變化，使風(fēng)機(jī)的性能曲線移位。Q-H性能曲線與不同動(dòng)葉安裝角與風(fēng)道性能曲線，從圖中可以看出得出一系列的工作點(diǎn)。若需要流量及壓頭增大，只需要增大動(dòng)葉安裝角；反之只需要減小動(dòng)葉安裝角。 軸流風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)效率高，而且又能使調(diào)節(jié)后的風(fēng)機(jī)處于高效率工作區(qū)工作。采用動(dòng)葉調(diào)節(jié)的軸流風(fēng)機(jī)還可以避免在小流量工況下落在不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)。二、風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié) 軸流風(fēng)機(jī)性能曲線的左半部具有一個(gè)馬鞍形的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)會出現(xiàn)流量大幅脈動(dòng)等不正常工況，一般稱為“喘振”，

4、這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)。實(shí)際上，喘振僅僅是不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)可能遇到的現(xiàn)象，而在該區(qū)域內(nèi)必然要出現(xiàn)不正常的空氣動(dòng)力工況，則是旋轉(zhuǎn)脫流或稱失速。這兩種不正常工況是不同的，但他們又有一定的內(nèi)在聯(lián)系。1、旋轉(zhuǎn)失速（旋轉(zhuǎn)脫流）軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片前后的差壓，在其他都不變的情況下，其差壓大小決定于動(dòng)葉沖角的大小。在臨界沖角值以內(nèi)，上述差壓大致與葉片的沖角成比例。一旦葉片的沖角超過臨界值，氣流會離開葉片凸面，發(fā)生邊界層分離現(xiàn)象，產(chǎn)生大區(qū)域的渦流，此時(shí)風(fēng)機(jī)的全壓下降，這種情況稱為風(fēng)機(jī)的“失速現(xiàn)象”。運(yùn)轉(zhuǎn)中的軸流風(fēng)機(jī)，由于動(dòng)葉片加工時(shí)的誤差，安裝動(dòng)葉片時(shí)角度的誤差以及氣流的流向在葉輪入口不完全一致，所以當(dāng)氣流的沖角

5、達(dá)到臨界值附近時(shí)，可能會在某個(gè)或某些葉片上發(fā)生失速產(chǎn)生脫流。旋轉(zhuǎn)脫流對軸流風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行是一個(gè)威脅。它會造成流道的堵塞，使葉片前后壓力變化。在旋轉(zhuǎn)脫流的情況下，脫硫區(qū)旋轉(zhuǎn)著依次經(jīng)過每個(gè)葉片，就會使葉片受到一次激振。旋轉(zhuǎn)失速的頻率，亦即激振力的頻率等于或接近于葉片的固有振動(dòng)頻率時(shí)，它將使葉片發(fā)生共振。共振時(shí)的交變應(yīng)力有可能達(dá)到使葉片折斷的程度。2、喘振 軸流風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定工況區(qū)運(yùn)行時(shí)，還會發(fā)生流量、全壓和電流的大幅波動(dòng)，氣流會發(fā)生往復(fù)流動(dòng)，風(fēng)機(jī)及管道會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，噪聲顯著增高，這種不穩(wěn)定工況稱為喘振。 喘振的發(fā)生會破壞風(fēng)機(jī)與管道設(shè)備，威脅風(fēng)機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的安全性。 對于節(jié)流調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)或系統(tǒng)阻力過

6、大時(shí)的，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量無法滿足的風(fēng)道的需求，此時(shí)，風(fēng)機(jī)壓頭會下降，而由于系統(tǒng)較大，在這一瞬間風(fēng)道中的壓力仍較大，且比風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓頭高，于是氣流發(fā)生倒流，由風(fēng)道流向風(fēng)機(jī)。隨后，風(fēng)道中的壓力開始迅速下降，當(dāng)風(fēng)道中的壓力足夠低時(shí)，風(fēng)機(jī)又開始輸出風(fēng)量，風(fēng)壓升高。但很快又會回到當(dāng)初的工作狀態(tài)，接著又發(fā)生氣流的倒流，如此往復(fù)循環(huán)，這種循環(huán)頻率如與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時(shí)，就會引起共振，風(fēng)機(jī)發(fā)生了喘振。 風(fēng)機(jī)在喘振區(qū)工作時(shí)，流量急劇波動(dòng)，產(chǎn)生氣流的撞擊，使風(fēng)機(jī)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，噪聲增大，而風(fēng)壓不斷晃動(dòng)。風(fēng)機(jī)的容量與壓頭越大，則喘振時(shí)的危害也越大。KACBDEFPQQBQEQAQFG風(fēng)機(jī)喘振原理圖說明：風(fēng)機(jī)喘振

7、原理圖說明： 當(dāng)風(fēng)機(jī)在曲線單向下降部分時(shí)，其工作是穩(wěn)定的，一直到工作點(diǎn)K。但當(dāng)風(fēng)機(jī)負(fù)荷點(diǎn)低于QK時(shí)，進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)工作。此時(shí)，只要有微小擾動(dòng)使管路壓力稍稍提升，則由于風(fēng)機(jī)流量大于管道流量（QKQG），管路工作點(diǎn)向右移動(dòng)到A點(diǎn)。當(dāng)管路壓力超過風(fēng)機(jī)正向輸送的最大壓力PK時(shí)，風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)改變到B點(diǎn)（A、B等壓），風(fēng)機(jī)抵抗管路壓力產(chǎn)生的倒流做功。此時(shí)，管路中的氣體向兩個(gè)方向輸送，一方面供給負(fù)荷需要，一方面倒送給風(fēng)機(jī)，故管路壓力迅速降低，到D點(diǎn)時(shí)停止倒流。但由于D點(diǎn)風(fēng)機(jī)流量仍小于管路流量（QCQD），所以管路壓力仍下降到E點(diǎn)，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)瞬間跳至F點(diǎn)（E、F等壓），此時(shí)風(fēng)機(jī)輸出正向流量QF。由于QF大于管路

8、輸出流量，此時(shí)管路風(fēng)壓升高，直至K點(diǎn)，上述現(xiàn)象則重復(fù)發(fā)生，形成風(fēng)機(jī)的喘振。 產(chǎn)生喘振應(yīng)具備的條件是： 風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)落在Q-H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)； 風(fēng)道系統(tǒng)具有足夠大的容積，它與風(fēng)機(jī)組成一個(gè)彈性的空氣動(dòng)力系統(tǒng)； 整個(gè)循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時(shí)，產(chǎn)生共振。3、旋轉(zhuǎn)脫流與喘振的關(guān)系旋轉(zhuǎn)脫流與喘振的發(fā)生都是在Q-H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)，所以它們是密切相關(guān)的，但是旋轉(zhuǎn)脫流與喘振有著本質(zhì)的區(qū)別。旋轉(zhuǎn)脫流發(fā)生在風(fēng)機(jī)Q-H性能曲線峰值以左的整個(gè)不穩(wěn)定區(qū)域，而喘振只發(fā)生在Q-H性能曲線向右上方傾斜部分。旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只決定于葉輪本身葉片結(jié)構(gòu)特性、氣流情況等因素，與風(fēng)道系統(tǒng)的容量、形狀等無關(guān)。旋轉(zhuǎn)脫流

9、對風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)影響不如喘振這樣嚴(yán)重。而風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振時(shí)，情況就不同，它會伴隨強(qiáng)烈的振動(dòng)，使風(fēng)機(jī)無法維持運(yùn)行。4、并聯(lián)運(yùn)行風(fēng)機(jī)的“搶風(fēng)”現(xiàn)象根據(jù)并聯(lián)工況的特點(diǎn)，在同一全壓下流量相加的原則，軸流風(fēng)機(jī)“S”形區(qū)段成為曲線的字形區(qū)域。風(fēng)機(jī)如果在字形區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，便會出現(xiàn)一臺軸流風(fēng)機(jī)流量很大，而另有一臺軸流風(fēng)機(jī)流量很小的情況。此時(shí)，若開大輸送流量小的軸流風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)裝置或關(guān)小輸送流量大的軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)裝置，則原來大流量的風(fēng)機(jī)回突然跳到小流量工作點(diǎn)運(yùn)行，而原來小流量的風(fēng)機(jī)回跳到大流量工作點(diǎn)運(yùn)行。這樣兩臺軸流風(fēng)機(jī)不能穩(wěn)定并聯(lián)運(yùn)行，出現(xiàn)了所謂“搶風(fēng)”現(xiàn)象。因此，在兩臺風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，為避免“搶風(fēng)”現(xiàn)象發(fā)生，就要求風(fēng)機(jī)

10、的工作點(diǎn)不要落在字形區(qū)域內(nèi)。HQ,5、搶風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生的原因及處理 并聯(lián)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)發(fā)生“搶風(fēng)”現(xiàn)象，根本原因是風(fēng)機(jī)處于不穩(wěn)定工作區(qū)，而造成風(fēng)機(jī)處于不穩(wěn)定工作區(qū)的原因一是風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)不當(dāng)，出入口擋板關(guān)閉或兩臺風(fēng)機(jī)電流、風(fēng)量等參數(shù)偏差過大造成，二是風(fēng)道系統(tǒng)阻力發(fā)生較大變化，如空預(yù)器嚴(yán)重堵塞、風(fēng)道嚴(yán)重積灰等。 遇有風(fēng)機(jī)“搶風(fēng)”現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，應(yīng)首先適當(dāng)減小電流較小一側(cè)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度，然后減小電流較大一側(cè)風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開度，交替操作減小兩側(cè)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度，直至兩側(cè)風(fēng)機(jī)電流、出口風(fēng)壓趨于一致。 在操作過程中可能發(fā)生兩側(cè)風(fēng)機(jī)電流交換，即較大電流風(fēng)機(jī)突然電流、流量大幅減小，而原電流較小風(fēng)機(jī)電流、風(fēng)量突然變大，則按照上述操作方法繼續(xù)調(diào)平兩側(cè)風(fēng)機(jī)電流、風(fēng)量