軸流風機的運行調(diào)節(jié)

1、軸流風機的運行調(diào)節(jié)軸流風機的運行調(diào)節(jié)與常見故障處理與常見故障處理2015年11月一、軸流風機的調(diào)節(jié) 1.軸流風機的性能曲線 風機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)之間存在著相應的關系，當其中流量與轉(zhuǎn)速變化時，就會引起其他參數(shù)的相應變化。 凡是將風機主要參數(shù)的相互關系用曲線來表達，即稱為風機的性能曲線。所謂性能曲線是在固定轉(zhuǎn)數(shù)下，對軸流風機來說，還應在動葉安裝角固定不變的情況下，風機供給的壓頭H、所需功率P、效率與流量Q之間的關系曲線，即Q-H、Q-P、Q-表示，其中Q-H曲線最為重要。風機的性能曲線至今還不能用理論方法精確地繪制，因為風機內(nèi)的各項損失還

2、難以精確計算，所以制造廠所提供的性能曲線通常是試驗方法測得的。圖1為風機的典型性能曲線。H-QQ-H,Q圖1：風機性能曲線圖C2.風道性能曲線 軸流風機的流量與壓頭、效率、功率有一一對應關系，但是風機本身不能決定自己的工作點，風機的工作點取決于外界的負荷特性，即風道性能曲線。 所謂風道性能曲線，就是風道中通過的流量與所需的能量的關系，它應是起點在坐標原點的二次拋物線，風道性能曲線上任何一點的橫坐標為風道中通過的流量，而它的縱坐標則為通過這些流量時所需的能量。 將軸流風機的性能曲線與風道性能曲線以同一比例繪制在同一坐標上，兩條曲線的交點即為風機的工作點。在風機的工作點上，風機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風道性能曲線風機在不同開度下的性能曲線圖2：風道性能曲線圖3.軸流風機的調(diào)節(jié) 軸流風機利用動葉安裝角的變化，使風機的性能曲線移位。Q-H性能曲線與不同動葉安裝角與風道性能曲線，從圖中可以看出得出一系列的工作點。若需要流量及壓頭增大，只需要增大動葉安裝角；反之只需要減小動葉安裝角。 軸流風機的動葉調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)效率高，而且又能使調(diào)節(jié)后的風機處于高效率工作區(qū)工作。采用動葉調(diào)節(jié)的軸流風機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、風機的調(diào)節(jié) 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)域內(nèi)運行時會出現(xiàn)流量大幅脈動等不正常工況，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）軸流風機動葉片前后的差壓，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，此時風機的全壓下降，這種情況稱為風機的“失速現(xiàn)象”。運轉(zhuǎn)中的軸流風機，由于動葉片加工時的誤差，安裝動葉片時角度的誤差以及氣流的流向在葉輪入口不完全一致，所以當氣流的沖角

5、達到臨界值附近時，可能會在某個或某些葉片上發(fā)生失速產(chǎn)生脫流。旋轉(zhuǎn)脫流對軸流風機的安全運行是一個威脅。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頻率時，它將使葉片發(fā)生共振。共振時的交變應力有可能達到使葉片折斷的程度。2、喘振 軸流風機在不穩(wěn)定工況區(qū)運行時，還會發(fā)生流量、全壓和電流的大幅波動，氣流會發(fā)生往復流動，風機及管道會產(chǎn)生強烈的振動，噪聲顯著增高，這種不穩(wěn)定工況稱為喘振。 喘振的發(fā)生會破壞風機與管道設備，威脅風機及整個系統(tǒng)的安全性。 對于節(jié)流調(diào)節(jié)的風機或系統(tǒng)阻力過

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

7、原理圖說明： 當風機在曲線單向下降部分時，其工作是穩(wěn)定的，一直到工作點K。但當風機負荷點低于QK時，進入不穩(wěn)定區(qū)工作。此時，只要有微小擾動使管路壓力稍稍提升，則由于風機流量大于管道流量（QKQG），管路工作點向右移動到A點。當管路壓力超過風機正向輸送的最大壓力PK時，風機工作點改變到B點（A、B等壓），風機抵抗管路壓力產(chǎn)生的倒流做功。此時，管路中的氣體向兩個方向輸送，一方面供給負荷需要，一方面倒送給風機，故管路壓力迅速降低，到D點時停止倒流。但由于D點風機流量仍小于管路流量（QCQD），所以管路壓力仍下降到E點，風機的工作點瞬間跳至F點（E、F等壓），此時風機輸出正向流量QF。由于QF大于管路

8、輸出流量，此時管路風壓升高，直至K點，上述現(xiàn)象則重復發(fā)生，形成風機的喘振。 產(chǎn)生喘振應具備的條件是： 風機的工作點落在Q-H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)； 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)； 整個循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時，產(chǎn)生共振。3、旋轉(zhuǎn)脫流與喘振的關系旋轉(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。旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只決定于葉輪本身葉片結(jié)構特性、氣流情況等因素，與風道系統(tǒng)的容量、形狀等無關。旋轉(zhuǎn)脫流

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

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