風機的失速和喘振

失速

當氣流與葉片進口形成正沖角時，隨著沖角的增大，在葉片后緣點附近產生渦流，而且氣流開始從表面分離。當正沖角超過某一臨界值時，氣流在葉片背部的流動遭到破壞，升力減小，阻力卻急劇增加，這種現象稱為“旋轉脫流”或“失速”。

正常工況時的氣體流動

脫流工況下的氣體流動

如果脫流現象發(fā)生在風機的葉道內，則脫流將對葉道造成堵塞，使葉道的阻力增大，同時風壓也隨之迅速降低。

動葉調節(jié)軸流式風機特性曲線

軸流風機的失速特性是由風機的葉型等特性決定的，同時也受到風道阻力等系統(tǒng)特性的影響，如圖所示，鞍形曲線M為風機不同安裝角的失速點連線，工況點落在馬鞍形曲線的左上方，均為不穩(wěn)定工況區(qū)，這條線也稱為失速線。由圖中看出：

在同一葉片角度下，管路阻力越大，風機出口風壓越高，風機運行越接近于不穩(wěn)定工況區(qū)；

在管路阻力特性不變的情況下，風機動葉開度越大，風機運行點越接近不穩(wěn)定工況區(qū)。

失速的現象：

1、失速風機的壓頭、流量、電流大幅降低；

2、失速風機噪聲明顯增加，嚴重時機殼、風道、煙道發(fā)生振動；

3、在投入“自動”的情況下，與失速風機并聯(lián)運行的另一臺風機電流、容積比能大幅升高；

4、與風機“喘振”不同，風機失速后，風壓、流量降低后不發(fā)生脈動。

失速的危害：

1、風機失速時，風量、風壓大幅降低，引起爐膛燃燒劇烈變化，易于發(fā)生滅火事故；

2、并聯(lián)運行的另一臺風機投入“自動”時，出力增大，容易造成電機過負荷；

3、失速風機振動明顯增高，可能風機設備、風道振動大損壞；

4、處理過程不正確時，易于引發(fā)風機“喘振”，損壞設備。

喘振

由于失速氣流脫流造成風機出口風壓降低，這時就會由于風道內的風壓大于風機出口風壓造成風量回流，當風機出口風壓大于風道壓力時，風機又向風道送風。這樣氣流會發(fā)生往復流動，風機及管道會產生強烈的振動，噪聲顯著增高，還可能發(fā)生流量、全壓和電流的大幅度波動，這種不穩(wěn)定工況稱為喘振。

軸流風機性能曲線的左半部具有一個馬鞍形的區(qū)域，在此區(qū)段運行有時會出現風機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動等不正常工況，這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)，形成原理見下圖。

軸流風機的Q-H性能曲線（喘振分析）

風機產生喘振應具備的條件：

1、風機的工作點落在具有駝峰形Q-H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內；

2、風道系統(tǒng)具有足夠大的容積，它與風機組成一個彈性的空氣動力系統(tǒng)；

3、整個循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時，產生共振。

失速與喘振的本質區(qū)別：

1、旋轉脫流發(fā)生在風機Q-H性能曲線峰值以左的整個不穩(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；

2、旋轉脫流的發(fā)生只決定葉輪本身葉片結構性能、氣流情況等因素，與風道系統(tǒng)的容量、形狀等無關；

3、風機在喘振時，風機的流量、全壓和功率產生脈動或大幅度的脈動，同時伴有明顯的噪聲，有時甚至是高分貝的噪聲，甚至損壞風機與管道系統(tǒng)。所以喘振發(fā)生時，風機無法運行。

喘振報警裝置

報警原理：

在正常情況下，皮托管所測到的氣流壓力值穩(wěn)定，但是當風機進入喘振區(qū)工作時，由于氣流壓力產生大幅度波動，所以皮托管測到的壓力亦是一個波動的值，皮托管發(fā)送的脈沖壓力信號通過壓力開關，利用電接觸器發(fā)生報警信號。一般規(guī)定，當動葉片處于最小角度位置，用一U形管測得風機葉輪前的壓力再加上2000Pa壓力，作為喘振報警裝置的報警整定值。

喘振的危害及處理：

喘振的發(fā)生會破壞風機與管道的設備，威脅風機及整個系統(tǒng)的安全性。處理方式如下：

1、風機發(fā)生喘振，應立即將風機動葉片控制置于手動方式，關小另一臺未失速風機的動葉，適當關小失速風機的動葉，同時協(xié)調調節(jié)引、送風機，維持爐膛負壓在允許范圍內；

2、若風機并列操作中發(fā)生喘振，應停止并列，盡快關小失速風機動葉，查明原因消除后再進行并列操作；

3、若因風煙系統(tǒng)的風門、擋板被誤關，引起的風機喘振，應立即打開，同時調整動葉開度；

4、若風門、擋板故障，立即降低鍋爐負荷，聯(lián)系檢修處理；

5、若為吹灰引起，應立即停止。

經上述處理喘振消失，則穩(wěn)定運行工況，進一步查找原因并采取相應的措施后，方可逐步增加風機的負荷；若經上述處理后無效或已嚴重威脅設備安全，應立即停止該風機運行。