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轴流循环风机的工作状态不稳定甚至失速

 

       轴流循环风机的工作状态大多数的根源是因为安装方面存在问题,一般轴流通风机性能曲线的左半部,都存在一个马鞍形的区域(这是风机的固有特性,但轴流通风机相对比较敏感),在此区段运行时有时会出现风机的流量、压头(反映在风机驱动电机的电流)的大幅度脉动,风机及系统风道都会产生强烈的振动、噪声显著增高等不正常工况,一般称之为“喘振”,这一不稳定工作区称为喘振区。实际上,喘振仅仅是不稳定工作区内可能遇到的现象,而在该区域内必然要出现的则是旋转脱流或称旋转失速现象。风机喘振的主要表现为风量、出口风压(电机电流)出现大幅度波动,剧烈振动和异常噪声。

      轴流循环风机的可调轴流通风机具有体积小、质量轻、低负荷区域效率较高、调节范围宽广、反应速度快等优点,近十年来,国内大型火力发电厂已普遍采用动叶可调轴流通风机。因为轴流通风机具有驼峰形性能曲线这一特点,理论上决定了风机存在不稳定区。风机并不是在任何工作点都能稳定运行,当风机工作点移至不稳定区时,就有可能引发风机失速及喘振等现象的发生。

       通常情况下,轴流通风机通常采用高效的扭曲机翼型叶片,当气流沿叶片进口端流入时,气流就沿着叶片两端分成上下两股,处于正常工况时,冲角为零或很小(气流方向与叶片叶弦的夹角α即为冲角),气流则绕过机翼型叶片而保持流线平稳的状态,如图1a所示。当气流与叶片进口形成正冲角时,即α > 0,且此正冲角超过某一临界值时,叶片背面流动工况则开始恶化,边界层受到破坏,在叶片背面尾端出现涡流区,即所谓“失速”现象,如图1b所示。冲角α大于临界值越多,失速现象就越严重,流体的流动阻力也就越大,严重时还会阻塞叶道,同时风机风压也会随之迅速降低。

       风机的叶片在制造及安装过程中,由于各种客观因素的存在,使型材散热器的叶片不可能有完全相同的形状和安装角,因此当运行工况变化而使流动方向发生偏离时,在各个叶片进口的冲角就不可能完全相同。当某一叶片进口处的冲角α达到临界值时,就可能首先在该叶片上发生失速,并非是所有叶片都会同时发生失速,失速可能会发生在一个或几个区域,该区域内也可能包括一个或多个叶片。由于失速区不是静止的,它会从一个叶片向另一个叶片或一组叶片扩散。风机进入到不稳定工况区运行时,叶轮内将会产生一个或数个旋转失速区。叶片每经过一次失速区就会受到一次激振力的作用,从而会使叶片产生共振;此时,叶片的动应力增加,严重时还会导致风机叶片断裂,造成设备重大损毁事故。

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发布时间:2018-12-28
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