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风机的喘振保护构成原理轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头和功率的大幅度脉动，风机及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。
实际上，喘振仅仅是不稳定工况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。
这两种工况是不同的，但是它们又有一定的关系。
象17如下图图所示：轴流风机Q-H性能曲线，若用节流调节方法减少风机的流量，如风机工作点在K点右侧，则风机工作是稳定的。
当风机的流量Q < QK时，这时风机所产生的最大压头将随之下降，并小于管路中的压力，因为风道系统容量较大，在这一瞬间风道中的压力仍为HK，因此风道中的压力大于风机所产生的压头使气流开始反方向倒流，由风道倒入风机中，工作点由K点迅速移至C点。
但是气流倒流使风道系统中的风量减小，因而风道中压力迅速下降，工作点沿着CD线迅速下降至流量Q=0时的D点，此时风机供给的风量为零。
由于风机在继续运转，所以当风道中的压力降低倒相应的D点时，风机又开始输出流量，为了与风道中压力相平衡，工况点又从D跳至相应工况点F。
只要外界所需的流量保持小于QK，上述过程又重复出现。
如果风机的工作状态按F-K-C-D-F周而复始地进行，这种循环的频率如与风机系统的振荡频率合拍时，就会引起共振，风机发生了喘振。
风机在喘振区工作时，流量急剧波动，产生气流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声增大，而且风压不断晃动，风机的容量与压头越大，则喘振的危害性越大。
故风机产生喘振应具备下述条件：a)风机的工作点落在具有驼峰形Q-H性能曲线的不稳定区域内；b)风道系统具有足够大的容积，它与风机组成一个弹性的空气动力系统；c)整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时，产生共振。
轴流风机的Q－H性能曲线旋转脱流与喘振的发生都是在Q-H性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的，但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。
轴流风机失速与喘振的分析和对策摘要：本文对轴流风机常见的失速以及喘振问题进行了分析，并结合某发电厂#3炉轴流式吸风机的异常现象进行了总结并提出防范措施。
关键词：轴流风机；失速；喘振前言：由于动叶可调轴流风机具有占地面积小、各负荷段效率都较高等优点，近年来火电厂锅炉辅机普遍都采用动叶可调式轴流风机。
动叶可调轴流风机的性能曲线具有驼峰型特性，这就导致了风机接近曲线边缘时可能会导致风机发生失速甚至喘振的现象。
本文分析了某发电厂3号炉乙号吸风机失速的原因，提出了相应的预防措施，以及在机组运行过程中如何避免失速和喘振的发生。
1轴流风机的失速与喘振1.1失速轴流风机普遍采用扭曲机翼型叶片，气流方向与叶片叶弦的夹角α即称为冲角，正常运行时，冲角为零或很小，气流绕过叶片保持稳定的流动状态，如图1（a）所示。
当冲角为正时，即α > 0，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，在叶片背面尾端出现涡流区，形成“失速”现象，如图1（b）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，同时风机出力也会随之大幅下降。
风机的叶片在制造及安装过程中，由于各种客观因素的影响，叶片不可能有完全相同的形状和安装角度，因此当运行工况变化时使气流方向发生偏离，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，如图2所示。
假定产生的流动阻塞首先从叶道23开始，其部分气流只能分别流进叶道12和34, 使叶道12 的气流冲角减小, 叶道34的冲角增大,以至于叶道34也发生阻塞, 并逐个向其他叶道传播。
如图3所示，马鞍形曲线M为风机不同安装角的失速点连线，工况点落在马鞍形曲线的左上方，均为不稳定工况区，这条线也称为失速线。
防止轴流风机喘振措施
防止轴流风机喘振的措施包括：
1. 安装阻尼器：在轴流风机的进出口或蜗壳内安装阻尼器，可以减少风机的机械振动。
2. 加强轴系统支撑：增加轴承的数量和间隔，使用更好质量和更高精度的轴承，以增强轴系统的刚性和稳定性。
3. 在风机进出口处设置扰流板和导流器：通过扰流板和导流器的设计，可以减小进出风口的压差和气流波动，从而减少风机喘振的可能性。
4. 安装均速管道：在风机进出口处加装均速管道，可以减小进出口的压差，提高风机工作的稳定性。
5. 加装减振装置：在风机的支座或基础上安装减振装置，例如弹簧隔振器、减振防震垫等，可以有效减少风机的振动传递。
6. 加强风机的维护和保养：及时更换磨损严重的零部件，保持风机的良好运行状态，降低喘振风险。
7. 对风机进行动平衡：通过动平衡机进行精确的动平衡调整，使风机转子的质量分布更加均匀，避免不平衡导致的喘振。
8. 采用适当的轴流风机型号和规格：选择合理的风机型号和规格，确保其工作在合适的工况范围内，减少喘振的产生。
9. 进行风机系统的装配和调试：风机系统的装配和调试要按照工程规范和标准进行，确保每个部件的连接准确，系统运行平稳。
关于轴流风机的喘振及其预防方法发表时间:2002-9-16作者：胡惠源摘要：1 两台轴流风机并联运行特性2台变节距轴流风机可并联运行。
但要注意避免喘振，(后面将作专门讨论)图1所示为2台变节距轴流风机的运行特性。
图1中风机特性为单只风机的特性。
曲线I表示锅炉的阻力曲线。
如果，两台风机是同步调节，工作点1表示锅炉需要的空气体积流量，则工作点2为每台风机的运行点。
事实上的两台风机工况也可不一样。
这种配合很复杂，每台风机可在1到Y之间的任一点工作，而2台风机的风量总和只要等于工作点1的风量即可。
虽然，从图1中可知，为保证其效率最高，每台风机最好在工作点2运行。
设想加大轴流风机的尺寸，以使1台风机运行就能在工作点1运行，。
如果有第2台风机启动，并并入并联运行时，第2台风机一定经过3→X→Y→1，虽然在X到Y时会产生喘振。
解决此问题的方法是在第2台风机投运之前要降低锅炉负荷，使工作点1降下来，降到某值，以确保第2台风机投入并联运行时不会通过喘振区。
2 喘振特性轴流风机有喘振问题，喘振是一种空气动力现象。
如果风机叶片要求提供大于其设计时的推力，在叶片周围则要发生流传的分裂，使得风机不稳定，不能运行在它的正常性能曲线上，这就是发生喘振的原因。
图2中的曲线上标有A的等叶片角是正常风机性能曲线。
每个叶片角曲线有其单独的喘振点，以I表示。
曲线C是把所有的I点相连而成的，称为喘振线。
喘振线上都是喘振区。
3条B虚线表示3个不同叶片角度的特征喘振曲线。
此曲线表示如果发生喘振，风机运行所经历的路径，即如果运行在I点，风机会按B曲线路径运行。
图3表示喘振与锅炉阻力特性的关系。
设正常的锅炉系统的阻力曲线B，由于某种原因(例如主燃料跳闸)而增大，曲线B1为新的锅炉阻力曲线。
运行点X将改变，先沿A到I点，此时发生喘振，再沿喘振特性曲线D工作，D与新的阻力曲线B：的交点X：为新的运行点。
如果系统阻力仍很高(曲线B1)，则风机一直运行在不稳定的喘振情况X l处，但系统阻力下降时，风机则从喘振情况恢复到正常的性能曲线A。
轴流风机喘振分析及预防张哲宏【摘要】摘要：从理论上对轴流风机喘振现象进行分析，得出结论，即通风系统阻力增加是轴流风机发生喘振的根本原因，指出由于风机特性的不同及本身的故障诱发的喘振，并进一步分析了引起通风阻力的原因及预防措施，以及风机发生喘振后的处理。
【期刊名称】山西电力【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3【关键词】轴流风机；喘振；空气预热器；动叶执行机构现代大型火力发电厂锅炉送风机、一次风机配套采用轴流式风机较为普遍，轴流式风机在运行中维护或调节不当而出现的喘振现象，给锅炉的安全运行造成了很大的安全隐患。
1 轴流风机的特点风机是发电厂锅炉设备中的重要辅机之一，在锅炉上的应用主要是送风机、引风机、一次风机等。
具有如下特点。
a）其调节效率高，并可使风机在高效率区域内工作，运行费用较离心风机明显降低。
b）对风道系统风量变化的适应性优于离心风机，风量、风压的变化对风机的效率影响较小。
c）配用电机的造价比离心风机低。
d）轴流风机的转子在结构上要比离心式风机的转子复杂，旋转部件多，制造精度要求高，叶片材料的质量要求也高。
e）轴流风机的噪声在性能相同下比离心风机要高。
2 轴流风机在运行中的问题轴流风机在运行中风机发生喘振，将造成风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度脉动，同时伴有明显的噪声，损坏风机与管道系统，使炉膛负压大幅度波动，一、二次风压大幅度波动，甚至触发MFT，严重影响着锅炉的安全运行。
3 轴流风机发生喘振的原因轴流式风机的性能曲线是一组带有驼峰形状的曲线，见图1。
风机动叶处的每一角度下都有一条与之对应的曲线，每一条曲线都具有一个最高风压点，通常称为临界点。
不同动叶角度下曲线临界点左半段有重合的部分，临界点右半段则为动叶角度与曲线相对应。
轴流风机的流量与压头、效率、功率有一一对应关系，但是风机本身不能决定自己的工作点，风机的工作点取决于外界的负荷特性，即风道性能曲线。
风机的工况点就是风道性能曲线与P－Q性能曲线的交点。
风机喘振的原因现象及处理方法风机喘振是指风机在运行过程中出现的振动现象，通常伴随着噪音和机械损伤，严重影响设备的安全运行和使用寿命。
风机喘振的原因多种多样，主要包括风机结构设计不合理、叶片磨损、叶片不平衡、风机安装不稳定等因素。
本文将就风机喘振的原因现象及处理方法进行详细介绍。
一、原因分析。
1. 风机结构设计不合理，风机在设计过程中，如果叶轮、轴承座、叶片等部件的结构设计不合理，可能会导致风机在运行时产生共振现象，从而引发喘振。
2. 叶片磨损，风机叶片在长时间运行后会出现磨损，导致叶片的重量分布不均匀，叶片与风速之间的匹配不合理，从而引发喘振现象。
3. 叶片不平衡，叶片的不平衡也是风机喘振的常见原因之一，叶片在制造过程中存在偏差或者在使用过程中出现变形、损坏等情况，都会导致叶片的不平衡，从而引发喘振。
4. 风机安装不稳定，风机在安装过程中，如果安装不稳定或者基础不牢固，都会导致风机在运行时产生晃动，从而引发喘振现象。
二、处理方法。
1. 结构设计优化，在风机的设计过程中，应该优化叶轮、轴承座、叶片等部件的结构设计，确保结构合理、均衡，减少共振的产生。
2. 定期维护，定期对风机叶片进行检查，及时更换磨损严重的叶片，保证叶片的重量分布均匀，减少喘振的发生。
3. 动平衡校正，定期对风机叶片进行动平衡校正，确保叶片的平衡性，减少叶片不平衡带来的喘振现象。
4. 加固安装基础，在风机安装过程中，应该加固安装基础，确保安装稳定牢固，减少风机在运行时的晃动，降低喘振的发生。
5. 实时监测，安装实时监测设备，对风机的振动进行实时监测，一旦发现异常振动，立即停机检修，避免喘振带来的损失。
总之，风机喘振是一种常见的振动现象，对设备的安全运行和使用寿命造成严重影响。
通过对风机结构设计的优化、定期维护、动平衡校正、加固安装基础和实时监测等措施，可以有效减少风机喘振的发生，保证设备的安全稳定运行。
风机如何“防喘振”一、喘振定义喘振，顾名思义就象人哮喘一样，风机出现周期性的出风与倒流，相对来讲轴流式风机更容易发生喘振，严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。
流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。
例如，泵或压缩机运转中可能出现的喘振过程是：流量减小到最小值时出口压力会突然下降，管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时,流量再次减少,管道中介质又产生倒流，如此周而复始。
喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘振越强，频率越低。
一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时，还会造成严重后果。
为防止喘振，必须使流体机械在喘振区之外运转。
在压缩机中，通常采用最小流量式、流量-转速控制式或流量-压力差控制式防喘振调节系统。
当多台机器串联或并联工作时，应有各自的防喘振调节装置。
二、风机喘振的现象1、风机抽出的风量时大时小，产生的风压时高时低，系统内气体的压力和流量也发生很大的波动。
2、风机的电动机电流波动很大，最大波动值有50A左右。
3、风机机体产生强烈的振动，风机房地面、墙壁以及房内空气都有明显的抖动。
4、风机发出“呼噜、呼噜”的声音，使噪声剧增。
5、风量、风压、电流、振动、噪声均发生周期性的明显变化，持续一个周期时间在8s左右。
三、喘振的原因根据对轴流式通风机做的大量性能试验来看，轴流式通风机的p－Q性能曲线是一组带有驼峰形状的曲线（这是风机的固有特性，只是轴流式通风机相对比较敏感），如左图所示。
当工况点处于B点（临界点）左侧B、C之间工作时，将会发生喘振，将这个区域划为非稳定区域。
发生喘振，说明其工况已落到B、C之间。
离心压缩机发生喘振，根本原因就是进气量减少并达到压缩机允许的最小值。
理论和实践证明：能够使离心压缩机工况点落入喘振区的各种因素，都是发生喘振的原因。
AV90-15 轴流风机防喘振分析及系统概述
摘要：介绍了轴流压缩机运行中发生的喘振及其对相关设备造成的严重影响，分析了宏晟电热公司使用的AV90一l5轴流压缩机防喘振和逆流保护原理，该轴流压缩机的投用满足了对高炉供风的需要。
关键词：轴流压缩机；喘振；逆流；保护
1前言
喘振是轴流风机的固有特性。
一旦喘振发生，风机系统将处于不安全的工作状态，甚至严重损坏机体。
对于轴流风机，喘振所带来的危害更为严重;尤其是高压轴流风机，如果发生喘振，可能在短时间毁坏设备而造成重大损失，因此严禁在喘振的工况下运行。
AV90—15是全静叶可调轴流压缩机，其静叶调节机构采用液压驱动方式，汽轮机驱动。
因而讨论汽轮机驱动的压缩机防喘振、逆流的保护是轴流压缩机防喘振和逆流保护的重点。
本文将对宏晟电热公司使用的AV90一l5轴流压缩机防喘振和逆流保护原理进行分析。
2轴流风机喘振分析
转速与静叶角度不变时，轴流风机的性能曲线如图1所示。
当风机开始工作时，由于管网中的气压小，风机向管网输送的气流量大、压力小，且气流还不能立即充满管网，此时通过管网的流量及其压力均小于风机的送风流量和送风压力。
随着风机继续运行，管网中的风压逐渐上升，风机流量逐渐减小，最终在风机性能曲线与管网阻力特性曲线I的交汇点A 达到稳定状态。
在A点，风机压力、送风流量与管网阻力、流量达到平
衡，A点就是该风机系统运行的实际工况点。
在风机性能曲线压力最高点B的右半部分，如果管网特
性曲线由I改变为I'(I")、
管网阻力减少(增加)时，工
况点偏离A点，工况点移
到A'(A")，并在新的工况点
稳定运行。
对这种情况可
作如下解释:管网性能曲线
由I变为I'(I")时，管网的
阻力下降(上升)，导致流量增加(减少)。
风机送风压力要与管网压力维持平衡，故风机送风流量沿性能曲线增加(减少)，送风压力下降(上升)，风机性能曲线与管网的阻力特性曲线I'(I")在A'(A")点相交，风机系统在新的工况点A'(A")达到平衡。
风机系统运行时，总是存在着各种小扰动，如气流不均匀、流量的微小变化等，这些小扰动都可能使系统工作点偏离平衡工况点。
如果小扰动过后，系统仍能回到原来的工况点或到达新工况点，则系统的运行工况是稳定的。
管网阻力特性曲线变化时，只要工况点沿着风机性能曲线在最高点B的右下部(即压力上升则流量下降的性能曲线部分)变化，风机系统的工况总是稳定的。
若管网阻力突然大幅度增加，管网的阻力特性曲线由I变为II，使系统理论工况点越过压力最高点落在B左边的C点(风机性能曲线与管网阻力特性曲线的交点)。
这时风机系统的工况点C是不稳定的，风机及管网
的流量和压力将出现激烈的脉动，并引起设备与系统的剧烈振动，这种现象就称为喘振。
发生喘振时，风机系统不可能在C稳定的运行，对这种情况可作如下解释:在图1中，当管网的阻力特性曲线由I变为II时，风机送风压力上升，工作点沿着风机性能曲线到达最高点B，而随着风机送风压力增加(大于前一时刻管网的压力)，风机送风量逐渐增加，且大于管网的出风量，使管网的压力进一步增加，导致管网压力大于风机送风压力，风机无法向管网送风(风机仍在旋转)，反而便管网中的气流向风机倒流。
由于管网中的气体同时从两个方向(进风口和出风口)排出，管网压力很快下降。
当管网压力低于风机送风压力时，风机重新向管网送风，使管网压力再次上升。
如果管网的阻力特性仍是II保持不变，则系统又会重复上述循环，周而复始，整个系统无法工作在理论工况点C。
风机送风压力忽高忽低，流量时正时负;相应地，管网中的气压也是忽高忽低，流量忽大忽小从而导致风机系统喘振。
在喘振发生时，激烈的流量、压力脉动，使系统运行极不稳定，并引发强烈的机械振动，甚至导致设备的损坏。
高压轴流风机/压缩机若发生喘振，可能在短时间毁坏设备而造成重大损失，因此严禁系统在喘振工况下运行。
从上面的分析可知，对于确定的风机性能曲线都存在一个临界点，风机流量低于临界流量，风机系统就要发生喘振。
B点就是风机性能上发生喘振的临界点。
转速恒定条件下，静叶调节角度运行时的喘振线与稳定区的性能曲线如图2中的实线所示。
在转速恒定条件下，轴流风机不同的静叶角度对应不同的性能曲线;每一条性能曲线都存在一个喘振临界点，将这些喘振临
界点连接起来形成的曲线称为
喘振线;喘振线将轴流风机的工
作特性划分为喘振区(喘振线的
左上部)和稳定工作区(喘振线的
右下部)。
在静叶角度不变的条
件下，轴流风机不同的转速也有
不同的性能曲线，每一条性能曲
线同样存在一个喘振临界点，将
这些喘振临界点连接起来也形
成一条喘振线，这条喘振线也将轴流风机的工作特性划分为喘振区(喘振线的左上部)和稳定工作区(喘振线的右下部)。
风机变速运行时的喘振线与稳定区的性能曲线如图2中的虚线所示(n为轴流风机额定转速)。
防喘振控制的目的就是采用可靠、有效的控制措施，保证风机系统的工况点始终位于稳定工作区(在实际系统中还要考虑风机叶片的阻塞和风机旋转失效等问题，本文只讨论喘振问题)，避免风机系统发生喘振不能正常工作和造成设备的损坏。
3轴流风机防喘振原理
防止喘振发生，就是防止风机系统的工况点越过喘振线进人喘振区。
对图1风机性能曲线进行分析可以发现，对于给定的一条性能曲线，若风机理论工作点的流量小于临界点的流量就会发生喘振。
如果设法使风机系统的流量始终大于临界流量，就可以避免发生喘振。
通过对图2中风机性
能曲线的进一步分析可以发现，对于一个较小的流量Qm，在一些性能曲线上的理论工况点可能进人喘振区，而在另一条性能曲线上则可能位于稳定工作区(图2中等流量线Qm与不同性能曲线的交点可能在稳定工作区，也可能在喘振区)。
如果通过选择合适的性能曲线，使对应给定小流量Qm 的工况点始终在稳定工作区，也可以避免发生喘振。
由于喘振线的理论计算和设计喘振线的检测很难做到非常准确，为了保证一定的安全系数，在理论喘振线的基础上，增加一定的喘振裕度，即在理论喘振线之前预先给出一条防喘振线，将工况点控制在防喘振线所限制的稳定工作区，一方面保证喘振控制有一定的安全系数，另一方面也可避免由于理论喘振线存在偏差或性能曲线变化、临界点偏移等因素使防喘振系统失效而导致轴流风机发生喘振的潜在危险。
4AV90—15的防喘振与逆流保护逻辑框图
图3 AV90-15防喘振与逆流保护逻辑框图
从图3中看出，采用自动调节程序在进入放风区自动放风，在放风管道设置了防喘振阀。
采样于出口风压的压力变化信息，当CPU拾取到出口风压达到喘振报警线信息后1秒，首先进行喘振报警，在达到喘振报警后，报警持续3秒机组进入逆流安全运行，只用1．5s时间便全部打开防喘振阀门，在喘振阀打开的同时静叶角度也调整到安全运行区(安全运行区可理解为阻塞区以上静叶角度在22°运行)，从而保证了防喘振的需要。
此时，出口风压仍然表现为逆流存在，则出现逆流报警，在没
得到确认后继续进入持续逆流报警，5秒后仍然没得到确认后便进入停机
状态联锁停机，以上过程全部时间仅有9s，这一过程几乎是在一瞬间发
生和消失的。
在20秒内连续出现两次喘振报警机组进入逆流安全运行。
5 AV90—15轴流风机防喘阀
AV90—15轴流风机采用2个Fi sh er阀，它的典型气路及相关说明如下
整个气路的功能在正常情况下实现精确的阀位控制，快开慢关；在紧急情况（失气、失电）下快速打开阀门以保护风机。
正常情况下，两个电磁阀带电，对三通电磁阀，1和2通；两通电磁阀，1和2断开。
这时经过过滤减压后的空气分成三路，一路经单向阀到四通，然后到2625、储气罐、377的F口；一路经三通电磁阀后，到377的SUP口，SUP口的气压压缩377内部弹簧，这样在377内部气路中，A口和B口通,D口和E口通；另
一路到DVC6020的SUP口，作为DVC的气源。
当控制信号（控制系统DCS/PLC 输出到DVC6020的4-20MA信号）增大时，定位器A口输出。
由于喘振阀是蓄能、气动控制，气源的稳定和压力的维持就显得十分重要，失去或降低压力都能使喘振阀自动打开放风，容易造成高炉操作困难或出现事故。
(2)要有稳定的低压电源，失电同样导至喘振阀自动打开。
必要时应设置UPS电源。
(3)由于机组启动条件设置了静叶角度须在22°才能启动，所以伺服马达及其传动杆的位置就应十分准确。
如果屏幕画面静叶角度控制在22°而实际静叶位置不在22°，则机组就不能正常启动。
因此，应经常检查静叶画面控制位置和实际控制位置的对应，必要时应全面检查机械和仪表系统。
6结语
酒钢钢铁公司目前已有的3台轴流压缩机都采用了防喘振和逆流保护技术，经过对员工的培训，这项技术得到很好的应用，并且多次避免了因高炉或热风炉错误操作造成顶风形成的喘振。
该项技术的使用有效地保护了价格昂贵的轴流压缩机组，极大地维持了公司的正常生产秩序。
高志杰生产一作业区汽机运行一班。
