貫流風(fēng)機(jī)喘振是貫流風(fēng)機(jī)中一個(gè)非常常見(jiàn)的故障。貫流風(fēng)機(jī)喘振會(huì)嚴(yán)重影響貫流風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，長(zhǎng)久以來(lái)甚至有可能對(duì)貫流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)造成永久性的損害。那么該如何有效地解決這個(gè)問(wèn)題呢?下面就是一些比較新的思路。
1、軸流貫流風(fēng)機(jī)的失速與喘振現(xiàn)象
軸流式貫流風(fēng)機(jī)當(dāng)調(diào)節(jié)葉片(動(dòng)葉調(diào)節(jié)貫流風(fēng)機(jī)為動(dòng)葉片，靜葉調(diào)節(jié)貫流風(fēng)機(jī)為入口調(diào)節(jié)葉片)角度固定在某一位置時(shí)，在正常工作區(qū)域內(nèi)，貫流風(fēng)機(jī)的壓力隨貫流風(fēng)機(jī)流量的減小而增加，當(dāng)流量減小到某一值時(shí)壓力達(dá)到最大、當(dāng)流量進(jìn)一步減小時(shí)，貫流風(fēng)機(jī)壓力和運(yùn)行電流突然降低，振動(dòng)和噪音增大這一現(xiàn)象被稱(chēng)為貫流風(fēng)機(jī)失速。
貫流風(fēng)機(jī)失速后有兩種不同表現(xiàn)，一是貫流風(fēng)機(jī)仍能穩(wěn)定運(yùn)行，即壓力、風(fēng)量、電流保持相對(duì)穩(wěn)定，但噪音增加;貫流風(fēng)機(jī)及其進(jìn)、出口氣流壓力承周期性脈動(dòng);貫流風(fēng)機(jī)振動(dòng)常常比正常運(yùn)行高。這種現(xiàn)象稱(chēng)之為旋轉(zhuǎn)失速。另一是貫流風(fēng)機(jī)即壓力、風(fēng)量、電流大幅度波動(dòng)，噪音異常之大，貫流風(fēng)機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行，貫流風(fēng)機(jī)可能很快遭受滅性損壞，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為喘振。
2、失速喘振機(jī)理
軸流貫流風(fēng)機(jī)是據(jù)機(jī)翼理論進(jìn)行氣動(dòng)設(shè)計(jì)的，葉型上的壓升取決于翼型的升力，而翼型的升力除與翼型的形狀有關(guān)外，主要取決于沖角α，當(dāng)葉型確定后，翼型的升力隨著沖角的增加開(kāi)始成正比的增長(zhǎng)，直到臨界沖角值αk時(shí)壓力達(dá)到最大值。若沖角繼續(xù)增大，升力會(huì)突然下降。這是由于氣流氣流突然脫離葉型的凸面(吸力面)，產(chǎn)生很大旋渦所致。
3、軸流貫流風(fēng)機(jī)壓力特性曲線的由來(lái)
軸流貫流風(fēng)機(jī)壓力特性為馬鞍形狀。這是因?yàn)檩S流貫流風(fēng)機(jī)的壓力遵循機(jī)翼升力理論的緣故。如下圖所示。軸流式貫流風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片的沖角隨流量的減小而增大。
4、軸流貫流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)失速
由于軸流貫流風(fēng)機(jī)葉柵中各葉片的形線總是有些差異，安裝角度也不可能完全一致。因此，一般不是所有葉片都同時(shí)失速，而是一個(gè)或多個(gè)葉片組成的一個(gè)或多個(gè)失速區(qū)先失速。且失速區(qū)不是靜止不動(dòng)的，而是沿著葉片移動(dòng)。
如上圖所示，若葉片2、3或4失速，則在這些葉片間的空氣流動(dòng)減少或完全停止。隨之造成在這些區(qū)域里沒(méi)有壓升，這會(huì)造成向貫流風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口測(cè)的逆向流。從而在這些葉片的周?chē)纬梢粋€(gè)氣流變化很大的區(qū)域。這個(gè)區(qū)域就是圖上的陰影區(qū)。葉片5在進(jìn)入這區(qū)域后沖角α將增加，隨之葉片失速。相反葉片2的α角將減少，這樣會(huì)造成這個(gè)葉片脫離失速。這種現(xiàn)象稱(chēng)之為旋轉(zhuǎn)失速。由于失速區(qū)在葉輪內(nèi)環(huán)繞移動(dòng)的速度總是小于葉片的移動(dòng)速度，因而相對(duì)于定子來(lái)說(shuō)，失速區(qū)的移動(dòng)方向與貫流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相同。
由于失速區(qū)的不穩(wěn)定，貫流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)也不穩(wěn)定，可能在圖1中的c和c，間移動(dòng)。如果流量繼續(xù)減小，則失速區(qū)將增加，直到所有葉片頂部都失速，貫流風(fēng)機(jī)運(yùn)行在圖1中的D點(diǎn)。
如果流量再繼續(xù)減少，那么失速區(qū)的徑向范圍將增加(即失速區(qū)從葉片頂部向根部發(fā)展)，直到全部葉片都失速時(shí)，貫流風(fēng)機(jī)運(yùn)行在0流量的E點(diǎn)。
5、失速的危害
1)失速可導(dǎo)至貫流風(fēng)機(jī)損壞 由上可知軸流貫流風(fēng)機(jī)失速后，通常表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)失速。由于旋轉(zhuǎn)失速使貫流風(fēng)機(jī)各葉片受到周期性力的作用，若貫流風(fēng)機(jī)在失速區(qū)內(nèi)運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間(或失速頻率與葉片自振頻率相當(dāng)時(shí)的短時(shí)間內(nèi))，會(huì)造成葉片斷裂，葉輪的其元機(jī)械會(huì)損害。
2)失速可能導(dǎo)至喘振 若管道系統(tǒng)的容積與阻力適當(dāng)，在貫流風(fēng)機(jī)發(fā)生失速壓力降低時(shí)，出口管道內(nèi)的壓力會(huì)高于貫流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力而使氣流發(fā)生倒流，同時(shí)管道內(nèi)壓力迅速降低，貫流風(fēng)機(jī)又向管道輸送氣體，但因流量小貫流風(fēng)機(jī)又失速，氣流又倒流。這種現(xiàn)象循環(huán)發(fā)生，稱(chēng)為喘振。伴隨喘振的發(fā)生，貫流風(fēng)機(jī)電流也大幅度波動(dòng)，噪聲驚人。貫流風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的破壞性很大，可在很短時(shí)間內(nèi)損壞貫流風(fēng)機(jī)，必須立即停止貫流風(fēng)機(jī)運(yùn)行。
可見(jiàn)，失速與喘振是兩個(gè)不同概念。失速是喘振的必要條件，但不是充分條件。
3) 失速可能造成并列運(yùn)行貫流風(fēng)機(jī)間相互“搶風(fēng)”，給發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。兩臺(tái)并列運(yùn)行的貫流風(fēng)機(jī)中的一臺(tái)發(fā)生失速后，兩臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)間可能出現(xiàn)相互“搶風(fēng)”現(xiàn)象而無(wú)法并列運(yùn)行;或雖兩臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)能并列運(yùn)行，但兩臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)的總出力可能達(dá)不到需要值而影響其帶負(fù)荷能力。
6、軸流貫流風(fēng)機(jī)的失速報(bào)警裝置
由于軸流貫流風(fēng)機(jī)的失速區(qū)域大，當(dāng)貫流風(fēng)機(jī)選型不當(dāng)，或所在風(fēng)(煙)系統(tǒng)阻力增加較多和漏風(fēng)變化較大時(shí)，很可能落入貫流風(fēng)機(jī)失速區(qū)運(yùn)行。為保護(hù)貫流風(fēng)機(jī)自身安全，目前電站軸流式貫流風(fēng)機(jī)的制造廠都配有失速報(bào)警保護(hù)裝置。當(dāng)貫流風(fēng)機(jī)發(fā)生失速時(shí)，讓遠(yuǎn)行人員及時(shí)知曉，并立即進(jìn)行調(diào)整，避免長(zhǎng)期在失速狀態(tài)下運(yùn)行。
7、運(yùn)行中如何判斷貫流風(fēng)機(jī)失速
1)安裝有失速報(bào)警保護(hù)裝置的貫流風(fēng)機(jī)，應(yīng)保持其管路暢通，裝置動(dòng)作準(zhǔn)確。
2) 在運(yùn)行調(diào)整過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)一臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)的電流、壓力有突然大輻度的變化，則該貫流風(fēng)機(jī)失速。
3) 兩臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，并未進(jìn)行調(diào)節(jié)而一臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)的電流等參數(shù)突然大幅度降低，則該貫流風(fēng)機(jī)失速。
4) 兩臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)的開(kāi)度和電流應(yīng)基本相同，若未進(jìn)行調(diào)整操作，而兩臺(tái)貫流風(fēng)機(jī)的電流卻相差較大，且調(diào)整電流小的貫流風(fēng)機(jī)出力不起作用，則該貫流風(fēng)機(jī)失速。
8、如何防止軸流貫流風(fēng)機(jī)的失速
1)貫流風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)時(shí)留足失速裕量。
2)在軸流貫流風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口之間加旁路再循環(huán)風(fēng)(煙)道;當(dāng)貫流風(fēng)機(jī)失速時(shí)，打開(kāi)旁路風(fēng)道門(mén)，使一部分風(fēng)(煙)量從貫流風(fēng)機(jī)出口流向貫流風(fēng)機(jī)入口，即使一部分風(fēng)(煙)量在貫流風(fēng)機(jī)內(nèi)循環(huán)，以增加貫流風(fēng)機(jī)的風(fēng)(煙)量，使貫流風(fēng)機(jī)脫離失速區(qū)運(yùn)行。但這增加了貫流風(fēng)機(jī)的耗功，是很不經(jīng)濟(jì)的。
綜上所述，我們知道了貫流風(fēng)機(jī)喘振的一些不為人所知的知識(shí)，同時(shí)也對(duì)貫流風(fēng)機(jī)喘振的解決方法有了一些更好的思路。我們對(duì)于貫流風(fēng)機(jī)喘振這個(gè)問(wèn)題一定不能大意，需要以比較有效的方法來(lái)切實(shí)解決。
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