电站轴流式风机的失速喘振与防治

动叶调节轴流式引风机失速喘振的预防措施及逻辑优化现阶段火力发电机组设备的可靠性及自动化水平已经大幅提高。

但是由于系统设备的变化、运行方式的调整等诸多原因，火电机组引风机失速喘振的现象时有发生，严重威胁机组安全稳定运行。

本文从引风机失速喘振的原因出发，提出了相关的预防措施及逻辑优化。

标签：轴流式风机失速喘振原因;失速;喘振;工程案例;预防措施;逻辑优化目前国内火电机组高容量高参数已是发展趋势。

近年来，国家对于火电机组的环保要求提高，伴随着火电机组烟气脱硫脱硝超低排放改造的实施，导致风烟系统阻力发生变化，对锅炉引风机的性能提出了更苛刻的要求。

如何在保证锅炉燃烧所需氧量基础上，防止引风机出现失速喘振成为了火电机组运行中不可忽视的课题。

1轴流式风机失速喘振的原因火电机组引风机选型中，大都采用轴流式风机，其中又分为动叶可调轴流式及静叶可调式轴流式引风机。

1.1 固定动叶安装角的轴流风机失速原因图1是在一定的转速下，对叶片安装角固定的轴流式风机经试验测得的典型性能曲线。

图1-1中包含三条曲线：效率-流量曲线（η-qv）;全压-流量曲线（H- qv）;功率-流量曲线（P- qv）。

有图1可知：当在设计工况时，对于曲线上的d点，此时沿叶片各截面的流线分布均匀，全压相等，效率最高。

如图1-1（d）所示。

当qv<qvd时，来流速度的冲角α增大，由翼型的空气动力特性可知，冲角α增大，翼型的升力系数也增加，因而全压上升;但当流量降到qvc时冲角已增加到使翼型上产生附面层分离，产生旋涡，出现失速现象如图1-1（c）。

因而升力系数降低，全压也随之下降。

当流量继续下降至qvb时，全压最低，如图1-1（b）。

当qv<qvb时，沿葉片各截面全压不相等，出现二次回流，此时由叶轮流出的流体一部分重新返回叶轮，再次获得能量。

从而全压又开始升高，由于二次回流伴随有较大的能量损失，因此，效率也随之下降。

由以上流量与全压的变化关系可知，对于轴流式风机，全压-流量曲线（H- qv）中C点左侧（驼峰形状区域）为不稳定工作区域。

火电厂轴流式引风机失速的原因分析及预防摘要：本文阐述了轴流式引风机失速的发生机理，分析了引风机失速的原因，并提出了引风机失速的预防措施。

关键词：轴流式引风机；失速；引言引风机是火力发电厂锅炉的重要辅助设备，其作用是将炉膛燃料燃烧所产生的烟气吸出后，通过烟囱排入大气，从而保证锅炉的连续稳定燃烧。

轴流式引风机由于其效率高和能耗低而被广泛应用，但是轴流式引风机很容易发生失速现象，失速会造成引风机出力不足、炉膛出现正压、锅炉燃烧不稳，严重时引起锅炉灭火甚至引风机叶片损坏。

本文对引风机发生失速的情况进行研究，分析了失速的原因，并提出了预防措施。

1 失速的产生机理1.1 失速的过程及现象轴流式引风机的叶片通常是流线型的，设计工况下运行时，气流冲角α（即气流方向与叶片叶弦的夹角）很小，气流绕过机翼型叶片而保持流线状态。

当气流与叶片进口形成正冲角，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，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1所示。

冲角大于临界值越多，失速现象越严重，流体的流动阻力越大，使叶道阻塞，同时风机风压也随之迅速降低。

图1由于风机各叶片存在加工误差、安装角不完全一致、气流流场不均匀相等，因此，失速现象并不是所有叶片同时发生，而是首先在1个或几个叶片出现。

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。

如果某1叶片进口处的冲角达到临界值时，就首先在该叶片上发生失速，而不会所有叶片都同时发生失速。

如图2中，u是对应叶片上某点的周向速度，w是气流对叶片的相对速度，α为冲角。

假设叶片2和3间的叶道2、3首先由于失速出现气流阻塞现象，叶道受堵塞后，通过的流量减少，在该叶道前形成低速停滞区，于是气流分流进入两侧通道1、2和3、4，从而改变了原来的气流方向，使流入叶道1、2的气流冲角减小，而流入叶道3、4的冲角增大。

可见，分流结果使叶道1、2绕流情况有所改善，失速的可能性减小，甚至消失；而叶道3、4内部却因冲角增大而促使发生失速，从而又形成堵塞，使相邻叶道发生失速。

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。

风机失速、喘振、抢风防范措施660MW机组风机失速、喘振、抢风一、动调风机失速、喘振、抢风的定义与区别失速:是动调风机固有的结构特性，在运行中行成的一种流体动力现象。

失速时风机的全压、风量、振动、风机电流等参数突变后不发生波动，就地伴随着异常的闷声。

单风机或并列运行时的风机均会出现失速，风机失速时不一定喘振。

喘振：是动调风机性能与管道阻力耦合后振荡特性的一种表现形式，喘振时风机的压力和流量周期性地反复变化，电流、动叶开度也摆来摆去，轴承振动明显增大并伴随着强烈的噪声，单风机或并列运行时的风均会出现喘振。

风机喘振时肯定失速。

抢风：在动调风机并联运行时，风机本身未失速也未喘振，随着管路特性阻力的变化，会出现一台风机出力、电流特别大，另一台风机出力、电流特别小的现象，若稍加调节则情况刚好相反，原来出力大的反而减小。

如此反复，使之不能正常并联运行。

一次风机，送风机、引风机失速的现象1、风机电流减小且稳定，明显低于正常运行动叶开度。

2、风机全压（风机出口+进口）减小且稳定，轴承振动X向、Y 向振幅呈增大趋势。

3、就地听风机运行声音，有异常的闷声。

4、一次风机失速时，两台风机电流明显偏差（10A以上），两台风机出口风压降低，一次风母管压力与炉膛压差降低，两台风机动叶会自动开大，炉膛压力波动大。

5、送风机失速时，两台风机电流明显偏差（20A以上），两台风机出口风压降低，总风量降低，两台风机动叶会自动开大，炉膛压力波动大。

6、引风机失速时，两台风机电流明显偏差（30A以上），两台风机出口风压降低，全压明显降低，两台风机动叶会自动开大，炉膛压力波动大。

一次风机，送风机、引风机失速的处理1、一次风机失速的处理1）立即将两台一次风机动叶解除自动，CCS自动退出，机组TF 方式运行。

降低失速一次风机动叶开度至25%左右，或听到失速一次风机无闷声为止。

注意未失速一次风机的电流不超额定值。

2）快速减负荷500MW,保留3-4台磨煤机运行。

轴流式风机失速原因及预防措施摘要：动叶可调式轴流风机具有流量大、效率高、体积小、调节范围广、反应速度较快等特点，在火力发电厂得到普遍应用。

由于轴流式风机具有驼峰形性能曲线，其特性决定该类型风机必然存在着不稳定工作区，同时轴流式风机失速特性受诸如风道阻力等诸多因素的影响，风机并不能在任何工作点都稳定运行，当风机工作点移动至不稳定区域内就可能引发风机失速现象发生。

本文针对某电厂轴流式风机失速案例进行分析解决，为同类型风机失速的预防、处理、防范提供借鉴意义。

关键字：失速；轴流式风机；措施Reasons for stall of axial-flow fan and preventive measuresZhaoZhenYu(Inner Monglia Datang International Tuoketuo Power GenerationCo.Ltd.,Tuoketuo 010206,China)Abstract：The movable vane adjustable axial flow fan is widelyused in thermal power plants because of its high flow rate, high efficiency, small size, wide adjustment range and fast reactionspeed.Because of the hump-shaped performance curve of the axial-flow fan, its characteristics determine that there must be an unstable working area for this type of fan. At the same time, the stall characteristics of the axial-flow fan are affected by many factorssuch as duct resistance, and the fan can not run stably at any working point. When the working point of the fan moves to an unstable area,stall phenomenon of the fan may occur.In this paper, the stall case of an axial-flow fan in a power plant is analyzed and solved, whichprovides reference for stall prevention, treatment and prevention ofthe same type of fan.Key word s:Stall;Axial flow fan;Measures0引言大唐国际托克托电厂 8号机组为 600 MW 亚临界参数燃煤发电机组，锅炉是由东方锅炉 (集团 )股份有限公司与三井 - 巴布科克公司合作生产的 DG2070/17. 5 II4 型亚临界、一次再热、前后墙对冲燃烧方式、单炉膛、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、自然循环型锅，其配备了2台由豪顿华公司生产的双级动叶可调型轴流一次风机，风机型号为ANT1938/1250N，出口压力14.7kpa,风量143.6m³/s，风机运行过程中转速恒定，通过液压调节系统控制叶片开度从而调整风量，在双级叶片前后分别设置导叶。

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。

轴流式引风机失速原因及预防措施摘要：轴流式引风机失速问题在工业和能源领域中常见，可能导致生产中断和设备损坏。

本文探讨了轴流式引风机失速的原因和预防措施。

失速主要涉及气动性能和机械结构两个方面。

气动性能分析包括工作点、叶片设计和调整，而机械结构维护涉及机械结构和操作控制策略。

通过优化叶片设计、定期维护和采用适当的操作控制策略，可以降低轴流式引风机失速的风险，提高系统的可靠性和效率。

关键词：轴流式；引风机；失速；预防引言轴流式引风机在工业生产和能源生产中扮演着至关重要的角色，然而，失速问题常常困扰着工程师和运营人员。

失速可能导致不仅生产中断，还可能造成设备的严重损坏，带来不必要的维修和维护成本。

为了更好地理解失速问题的机理以及如何预防它，本文将从原因和预防措施两个方面进行讨论。

1. 轴流式引风机失速机理轴流式引风机失速是在工业和能源领域中常见的问题，它可能导致生产中断、能源浪费和设备损坏。

失速的机理可以追溯到流体动力学和机械工程的原理。

首先，了解轴流式引风机的基本工作原理是必要的。

这种风机通常由旋转的螺旋桨叶片和外壳组成，它们通过旋转产生气流，以提供气体输送或通风。

失速问题通常涉及到风机的工作点偏离了设计工况，而这通常与风机的叶片角度、叶片形状或转速有关。

气动失速是由于气体在叶片上产生过于强烈的湍流或分离现象，导致气流分离、压力降低和风机性能下降。

这通常发生在风机操作点位于性能曲线的边缘或超出设计工况时。

气动失速可以通过优化叶片设计、调整叶片角度、改变风机转速或通过使用导流装置来解决。

机械失速则与风机的机械结构相关。

这可能包括轴承故障、叶片断裂、机械振动等问题，这些问题可能导致风机停机以防止进一步损坏。

机械失速的机理更多涉及到风机的材料和制造质量，需要定期的维护和监测来减少失速风险。

2. 轴流式引风机失速分析2.1气动性能分析轴流式引风机的气动性能是失速问题的关键因素之一。

在分析气动性能时，需要考虑风机的工作点、流量、压力升力曲线等参数。