有关失速喘振和抢风的分析 ppt课件
失速、喘振、抢风原理讲解
失速、喘振、抢风原理讲解1、讲解适用两台动叶可调轴流式送风机两台动叶可调双级轴流式一次风机两台动叶可调双级轴流式引风机2、轴流式风机原理流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在电机的驱动下旋转时，旋转的叶片给绕流流体一个沿轴向的推力(叶片中的流体绕流叶片时，根据流体力学原理，流体对叶片作用有一个升力，同时由作用力和反作用力相等的原理，叶片也作用给流体一个与升力大小相等方向相反的力，即推力)，此叶片的推力对流体做功，使流体的能量增加并沿轴向排出。
叶片连续旋转即形成轴流式风机的连续工作。
假设一较长的圆柱体静止，气流自左向右作平行流动，不计气体的粘性(即气体流动的阻力)，那么气体会均匀的分上下绕流圆柱体。
气流在圆柱体上的速度及压力分布完全对称，流体对柱体的总的作用力为0，如图5－1所示。
这种流动叫平流绕圆柱体流动。
若圆柱体作顺时针的旋转运动，则圆柱体周围的气体也一起旋转，产生环流运动。
这时圆柱体上、下速度及压力分布亦完全对称，流体对柱体的总的作用力为0，如图5－2所示。
这种运动为环流运动。
图5－1 平行绕圆柱体流动图5－2 环流运动图5－3 机翼的升力原理若流体作平行运动，圆柱体作顺时针旋转，这两种流动叠加在一起是：圆柱体上部平流与环流方向一致，流速加快；圆柱体下部平流与环流方向相反，流速减慢。
根据能量方程原理，圆柱体上部与圆柱体下部的总能量相等，而圆柱体上部动能大，压力小，下部动能小，压力大。
于是流体对圆柱体产生一个自下而上的压力差，这个压差就是升力。
机翼上升力产生的原理与圆柱体上升力的原理相同。
如图5－3所示。
机翼上有一个顺时针方向的环流运动，由于机翼向前运动，流体对于机翼来说是作平流运动。
机翼上部平流与环流叠加流速加快，压力降低，机翼下部平流与环流叠加流速减小，压力升高。
此时就产生一个升力P。
同时在流动过程中有流动阻力，机翼也受到阻力。
引伸：飞机失速超过临界迎角(或临界攻角，多数飞机为18°，即气流开始与失速机翼分离的角度)后，翼型上表面边界层将发生严重的分离，升力急剧下降而不能保持正常飞行的现象，叫失速。
喘振与失速区别
谁知道风机失速、喘振、抢风都什么意思，三者有什么关系？我在网上查过，但都没看太明白，望不吝赐教。
失速是风机本身特性引起的喘振是风压由于管道压力的滞后导致与风机出口压力周期性变化，就来来回倒腾抢风如这个词，两台风机不是你出力大就是我大，搞的最后两败俱伤。
我的理解轴流风机的喘振与失速是不同的情况可以简单概括如下：喘振一般发生在性能曲线带驼峰的轴流风机低负荷运行时；失速一般发生在动叶可调轴流风机的高负荷区。
主要是动叶指令太大导致，叶片进风冲角过大引起叶片尾部脱流产生风机失速带驼峰抢风是当并联轴流风机中的一台发生喘振或失速时人们的一般性叫法。
喘振是指当风机处于不稳定工作区运行，可能会出现流量、全压的大幅度波动，引起风机及管路系统周期性的剧烈波动，并伴随着强烈的噪声。
避免喘振主要采用合适的调节方式抢风是指风机并联运行中有时会出现一台风机流量大，另一台流量特别小，稍加调节情况相反避免抢风主要有：1。
不采用不稳定性能风机2.同时在低负荷运行时可以单台运行3.采取动叶调节4.开启旁路风一、风机失速图1：风机失速轴流风机叶片通常都是流线型的，设计工况下运行时，气流冲角（即进口气流相对速度w 的方向与叶片安装角之差）约为零，气流阻力小，风机效率高。
当风机流量减小时，w的方向角改变，气流冲角增大。
当冲角增大到某一临界值时，叶背尾端产生涡流区，即所谓的脱流工况（失速），阻力急剧增加，而升力（压力）迅速降低；冲角再增大，脱流现象更为严重，甚至会出现部分叶道阻塞的情况。
由于风机各叶片存在安装误差，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，而是首先在一个或几个叶片出现。
若在叶道2中出现脱流，叶道由于受脱流区的排挤变窄，流量减小，则气流分别进入相邻的1、3叶道，使1、3叶道的气流方向改变。
结果使流入叶道1的气流冲角减小，叶道1保持正常流动；叶道3的冲角增大，加剧了脱流和阻塞。
叶道3的阻塞同理又影响相邻叶道2和4的气流，使叶道2消除脱硫，同时引发叶道4出现脱流。
关于风机失速及喘振的分析
关于风机失速及喘振的分析我厂在生产过程中，曾经出现过一次风机失速，影响风机的安全、稳定运行，因此此类现象的发生和处理进行进一步的分析和探讨，以便在遇到相同的事故时，能有效、及时的预防和处理。
失速和喘振发生的原因：风机在正常工况时，冲角很小，气流绕过机翼型叶片保持流线状态，当气流与叶片冲角＞0超过某一临界值时，叶片背面的流动工况开始恶化，在叶片的背面出现漩涡区，即所谓的“失速”，冲角大于临界值越多，失速现象越严重，流体的阻力越大，使叶片受阻，同时风机风压也随之迅速降低。
风机的叶片在安装过程中，由于各种的原因使叶片不可能油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改变时，各个叶片的冲角就不可能完全相同，正是因为这样，在发生失速现象时不是每个叶片都同时发生失速，风机进行到不稳定工况里运行时，叶轮将产生数个旋转失速区，叶片每经过一个失速区就会受到一次激振力的作用，使叶片发生共振。
严重时可导致叶片的断裂。
由于失速的产生，使得风管中的压力大于风机的出口压力，因此，气流回流后压力差正常后，风机有正常工作向风管送风，当风管内的压力到达一定值后，风机的出风又受阻，从而又出现倒流，如此反复风管出现周期性的振荡，这样的现象叫“喘振”。
失速是喘振的前因，喘振是失速恶化的进一步表现，但失速不一定会发生喘振，喘振还和管路的阻力特性有关。
对于一次风机、送风机和引风机发生失速和喘振的危险性有：1.引起炉膛负压波动。
2.造成被迫降负荷。
3.严重时会引起锅炉MFT。
4.造成风机本体振动加剧，造成设备损坏。
5.炉内燃烧不稳。
事故可能发生的原因：1.快速增减负荷。
2.风机动叶开度较大时。
3.空预器堵灰严重时。
4.并风机操作时。
5.两台风机电流偏差较大。
6.炉膛内燃烧不稳。
7.风机动叶或挡板的执行机构故障。
8.受热面、空预器严重积灰或烟气系统挡板误关，引起系统阻力增大，造成风机动叶开度与进入的风量、烟气量不相适应，使风机进入喘振区。
轴流风机失速 喘振与抢风
抢风现象的出现，是因为并列风机存在较大的 不稳定工况区。左图为两台特性相同的轴流风 机并联后的总性能曲线。图中，有一个∞字型 区域，若两台风机在管路系统1中运行，则P1 点为系统的工作点，每台风机都在E1点稳定运 行，此时抢风现象不会发生。如果由于某种原 因，管路系统阻力改变至2（升高）时，比如辅 助风门突然大幅度关小，则风机进入∞字型工 作区域内运行。我们看P2点的工作情况，两台 风机分别位于E2a 和E2点工作。大流量的风机 在稳定区工作，小流量的风机在不稳定区工作， 两台风机的平衡状态极易被破坏。因此，便出 现两台风机的抢风现象。
轴流风机喘振原理
当风机在曲线的单向下降部分工作时，其工作是稳定 的，一直到工作点K。但当风机负荷降到低于Qk时，进 入不稳定区工作。此时，只要有微小扰动使管路压力稍 稍升高，则由于风机流量大于管路流量（Qk＞QG）， 管路工作点向右移动至A点，当管路压力PA超过风机正 向输送的最大压力Pk时，风机工作点即改变到B点（A、 B点等压），风机抵抗管路压力产生的倒流而做功。此 时，管路中的气体向两个方向输送，一方面供给负荷需 要，一方面倒送给风机，故管路压力迅速降低。至D点 （C、D点等压）时停止倒流。但由于风机的流量仍小 于管路流量，QC＜QD，所以管路压力仍下降至E点， 风机的工作点将瞬间跳到F点（E、F点等压），此时风 机输出流量为QF。由于QF大于管路的输出流量，此时 管路风压转而升高，风机的工作点又移到K点。上述过 程重复进行，就形成了风机的喘振。喘振时，风机的流 量在QB～QF范围内变化，而管路的输出流量只在少得 多的QE ～ QA间变动
离心式压缩机的失速和喘振
引起系统喘振的问题 是什么？
引起系统喘振的问题是什么?
• • • • • • 较高的排气压力 较低的吸气压力 PRV开度太小 较高的吸气温度 热气旁通阀不工作 吸气压力保护值太低
1.
离心式冷水机组会发生哪种失速主要取决于下列因素 1. 流量 2. 压头 3. 压缩机几何形状 4. PRV的位置 的位置 5. 叶轮的齿尖速度
叶轮和有导叶的扩散器发生失速
叶轮和有导叶的扩散器发生失速时， 叶轮和有导叶的扩散器发生失速时，流 量和压头都非常接近喘振点。因此， 量和压头都非常接近喘振点。因此，一旦有 该种失速发生， 该种失速发生，不允许离心机继续运行哪怕 是很短的时间，因为在这种情况下， 是很短的时间，因为在这种情况下，只要流 量略有减小或压头稍有升高， 量略有减小或压头稍有升高，离心机就会走 出失速，进入喘振区。 出失速，进入喘振区。 无导叶的扩散器发生失速 无导叶的扩散器发生失速时， 无导叶的扩散器发生失速时，其运行工况远离 喘振点。因此，当该种失速发生时， 喘振点。因此，当该种失速发生时，仍可让离 心式冷水机组运行很长一段时间。 心式冷水机组运行很长一段时间。 约克的单级离心压缩机配有无导叶的扩散器。 约克的单级离心压缩机配有无导叶的扩散器。 无导叶的扩散器
Normal Flow
Impeller
Volute
Diffuser
ห้องสมุดไป่ตู้
Partial Recirculation
Impeller
Volute
Diffuser
Complete Recirculation
Impeller
Volute
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。
及时投入油枪。
注意炉膛负压、除氧器水位，必要时手动干预。
风机的失速和喘振--保留
风机的失速和喘振一、失速在轴流风机中，当流量减少到某一小流量时，会因在叶片上脱流而造成失速，这是轴流风机所特有的不稳定现象。
失速是动叶附近的一种压力脉动，动叶会受到一种周期性的作用力而导致振动和低频噪声，若振动频率与叶片自振频率接近或相等，那么叶片将会很快遭受破坏。
由流体力学知，当速度为v的直线平行流以某一冲角（翼弦与来流方向的夹角）绕流二元孤立翼型（机翼）时，由于沿气流流动方向的两侧不对称，使得翼型上部区域的流线变密，流速增加，翼型下部区域的流线变稀，流速减小。
因此，流体作用在翼型下部表面上的压力将大于流体作用在翼型上部表面的压力，结果在翼型上形成一个向上的作用力。
如果绕流体是理想流体，则这个力和来流方向垂直，称为升力，其大小由儒可夫斯基升力公式确定：F L＝ρυ∞ΓΓ－速度环量ρ－绕流流体的密度其方向是在来流速度方向沿速度环量的反方向转90°来确定。
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不正常的空气动力工况则是旋转脱流或称旋转失速。
这两种不正常工况是不同的，但是它们又有一定的关系。
轴流风机叶片前后的压差，在其它都不变的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角的大小，在临界冲角值以内，上述压差大致与叶片的冲角成比例，不同的叶片叶型有不同的临界冲角值。
翼型的冲角不超过临界值，气流会离开叶片凸面发生边界层分离现象，产生大面积的涡流，此时风机的全压下降，这种情况称为“失速现象”，如图3-13。
图3-13 正常工况时的气体流动图5－15 正常工况时的气体流动图3-14 脱流工况时的气体流动泵与风机进入不稳定工况区，其叶片上将产生旋转脱流，可能使叶片发生共振，造成叶片疲劳断裂。
现以轴流式风机为例说明旋转脱流及其引起的振动。
轴流式风机失速、喘振和抢风的区别
轴流式风机失速、喘振和抢风的区别轴流风机叶片通常都是流线型的,设计工况下运行时,气流冲角(即进口气流相对速度w的方向与叶片安装角之差)约为零,气流阻力小,风机效率高当风机流量减小时,w的方向角改变,气流冲角增轴流风机叶片通常都是流线型的,设计工况下运行时,气流冲角(即进口气流相对速度w的方向与叶片安装角之差)约为零,气流阻力小,风机效率高当风机流量减小时,w的方向角改变,气流冲角增大当冲角增大到某一临界值时,叶背尾端产生涡流区,即所谓的脱流工况(失速),阻力急剧增加,而升力(压力)迅速降低;冲角再增大,脱流现象更为严重,甚至会出现部分叶道阻塞的情况由于风机各叶片存在安装误差,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,而是首先在一个或几个叶片出现若在叶道2中出现脱流,叶道由于受脱流区的排挤变窄,流量减小,则气流分别进入相邻的1、3叶道,使1、3叶道的气流方向改变结果使流入叶道1的气流冲角减小,叶道1保持正常流动;叶道3的冲角增大,加剧了脱流和阻塞叶道3的阻塞同理又影响相邻叶道2和4的气流,使叶道2消除脱硫,同时引发叶道4出现脱流也就是说,脱流区是旋转的,其旋转方向与叶轮旋转方向相反这种现象称为旋转失速与喘振不同,旋转失速时风机可以继续运行,但它引起叶片振动和叶轮前压力的大幅度脉动,往往是造成叶片疲劳损坏的重要原因从风机的特性曲线来看,旋转失速区与喘振区一样都位于马鞍型峰值点左边的低风量区为了避免风机落入失速区工作,在锅炉点火及低负荷期间,可采用单台风机运行,以提高风机流量风机的喘振,是指风机在不稳定区工况运行时,引起风量、压力、电流的大幅度脉动,噪音增加、风机和管道剧烈振动的现象现以单台风机为例,配合上图加以说明2U7W-{*D"^6W$[当风机在曲线的单向下降部分工作时,其工作是稳定的,一直到工作点K但当风机负荷降到低于Qk时,进入不稳定区工作此时,只要有微小扰动使管路压力稍稍升高,则由于风机流量大于管路流量(Qk>QG),工作点向右移动至A点,当管路压力PA超过风机正向输送的最大压力Pk时,工作点即改变到B点,(A、B点等压),风机抵抗管路压力产生的倒流而做功此时,管路中的气体向两个方向输送,一方面供给负荷需要,一方面倒送给风机,故压力迅速降低至C点时停止倒流,风机流量增加但由于风机的流量仍小于管路流量,QC。
风机失速和喘振的工作原理
失速探头由两根相隔约3mm 的测压管所组成，将它置于叶轮叶片的进口前。
测压管中间用厚3mm、高（突出机壳的距离）3mm 的镉片分开，风机在正常工作区域内运行时，叶轮进口的气流较均匀地从进气室沿轴向流入，那么失速探头之间的压力差几乎等于零或略大于零。
当风机的工作点落在旋转脱流区，叶轮前的气流除了轴向流动之外，还有脱流区流道阻塞成气流所形成的圆周方向分量。
于是，叶轮旋转时先遇到的测压孔，即镉片前的测压孔压力高，而镉片后的测压孔的气流压力低，产生了压力差，一般失速探头产生的压力差达245～392Pa，即报警，风机的流量越小，失速探头的压差越大。
由失速探头产生的压差发出信号，然后由测压管接通一个压力差开关（继电器），压力差开关将报警电路系统接通发出报警，操作人员及时采取排除旋转脱流的措施。
失速探头装好以后，应予以标定，调整探头中心线的角度，使测压管在风机正常运转的差压为最小。
轴流风机在叶轮进口处装置喘振报警装置，该装置是由一根皮托管布置在叶轮的前方，皮托管的开口对着叶轮的旋转方向，皮托管是将一根直管的端部弯成90°（将皮托管的开口对着气流方向），用一U 形管与皮托管相连，则U 形管（压力表）的读数应该为气流的动能（动压）与静压之和（全压）。
在正常情况下，皮托管所测到的气流压力为负值，因为它测到的是叶轮前的压力。
但是当风机进入喘振区工作时，由于气流压力产生大幅度波动，所以皮托管测到的压力亦是一个波动的值。
为了使皮托管发送的脉冲压力能通过压力开关，利用电接触器发出报警信号，所以皮托管的报警值是这样规定的：当动叶片处于最小角度位置（－30°）用一U 形管测得风机叶轮前的压力再加上2000Pa 压力，作为喘振报警装置的报警整定值。
当运行工况超过喘振极限时，通过皮托管与差压开关，利用声光向控制台发出报警信号，要求运行人员及时处理，使风机返回正常工况运行。
什么是失速和喘振？
什么是失速和喘振？失速当气流与叶片进口形成正冲角时，随着冲角的增大，在叶片后缘点附近产生涡流，而且气流开始从表面分离。
当正冲角超过某一临界值时，气流在叶片背部的流动遭到破坏，升力减小，阻力却急剧增加，这种现象称为“旋转脱流”或“失速”。
正常工况时的气体流动脱流工况下的气体流动如果脱流现象发生在风机的叶道内，则脱流将对叶道造成堵塞，使叶道的阻力增大，同时风压也随之而迅速降低。
动叶调节轴流式风机特性曲线轴流风机的失速特性是由风机的叶型等特性决定的，同时也受到风道阻力等系统特性的影响，如图所示，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。
由图中看出：•在同一叶片角度下，管路阻力越大，风机出口风压越高，风机运行越接近于不稳定工况区；•在管路阻力特性不变的情况下，风机动叶开度越大，风机运行点越接近不稳定工况区。
失速的现象：•失速风机的压头、流量、电流大幅降低；•失速风机噪声明显增加，严重时机壳、风道、烟道发生振动；•在投入“自动”的情况下，与失速风机并联运行的另一台风机电流、容积比能大幅升高；•与风机“喘振”不同，风机失速后，风压、流量降低后不发生脉动。
失速的危害：•风机失速时，风量、风压大幅降低，引起炉膛燃烧剧烈变化，易于发生灭火事故；•并联运行的另一台风机投入“自动”时，出力增大，容易造成电机过负荷；•失速风机振动明显增高，可能风机设备、风道振动大损坏；•处理过程不正确时，易于引发风机“喘振”，损坏设备。
喘振由于失速气流脱流造成风机出口风压降低，这时就会由于风道内的风压大于风机出口风压造成风量回流，当风机出口风压大于风道压力时，风机又向风道送风。
这样气流会发生往复流动，风机及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高，还可能发生流量、全压和电流的大幅度波动，这种不稳定工况称为喘振。
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等不正常工况，这一不稳定工况区称为喘振区，形成原理见下图。
风机的失速与喘振
风机的失速与喘振一、风机的失速从流体力学得知，当气流顺着机翼叶片流动时，作用于叶片上有两种力，即垂直于叶片的升力与平行于叶片的阻力，当气流完全贴着叶片呈线型流动时，这种升力大于阻力。
当气流与叶片进口形成正冲角，此正冲角达到某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，冲角超过临界值时，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即“失速”现象，此时作用于叶片的升力大幅度降低，阻力大幅度增大，对于风机来讲压头降低。
二、产生失速的原因1、风机在不稳定工况区域运行。
2、锅炉受热面积灰严重或风门、挡板操作不当，造成风烟系统阻力增加。
3、并联运行的二台风机发生“抢风”现象时，使其中一台风机进入不稳定区域运行。
依据运行经验，当风机运行中出现下列现象时，说明风机发生了失速。
1、失速风机的风压或烟压、电流发生大幅度变化或摆动。
2、风机噪音明显增加，严重时机壳、风道或烟道也发生振动。
3、当发生“抢风”现象时，会出现一台风机的电流、风压上升，另一台下降。
当机组运行中发生“抢风”现象时，应迅速将二台风机切手动控制，手动调整风机动叶开度，待开度一致、电流相接后将二台风机导叶同时投入自动。
为防止机组运行中风机“抢风”现象发生，值班员在调整时调整幅度不要太大，并尽量使二台并联运行的风机导叶开度、电流基本一致。
三、风机的喘震当风机的Q-H特性曲线不是一条随流量增加而下降的曲线，而是驼峰状曲线，那么它在下降区段工作是稳定的，而在上升区段工作是不稳定的。
当风机在不稳定区工作时，所产生的压力和流量的脉动现象称为喘震。
一般送风机为轴流式，运行中要防止送风机的喘振。
喘振产生主要是因为风机性能曲线为“驼峰形”。
当风机工作在不稳定区，流量降低时风压也降低，造成风道中压力大于风机出口压力而引起反向倒流，倒流的结果，又使风道内的压力急剧下降，风机的送风量突然上升，再次造成风机出口压力小于风道压力。
如此往复形成喘振。
喘振对风机危害很大，严重时会造成风机断叶片，及其它部位的机械损坏。
风机失速与喘振
现象： 1） DCS风机失速、喘振报警； 2） 失速风机的压头、流量、电流大幅降低； 3） 在投入“自动”的情况下，与失速风机并联运行的另一台风机电流大幅升高； 4） 失速或喘振风机噪声明显增加，严重时机壳、风、烟道发生振动； 5） 风机喘振时，炉膛压力、风量大幅波动，锅炉燃烧不稳。
送风机失速或喘振
正常流动时的状况
α
脱流流动时的状况
α
气流方向
气流方向
假设在叶道2首先由于脱流而出 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，于是原 来进入叶道2的气流只能分流进 入叶道 1 和 3 。这两股分流来的 气流又与原来进入叶道 1 和 3 的 气流汇合，从而改变了原来的 气流方向，使流入叶道 1 的气 流冲角减小，而流入叶道 3 的 冲角增大，由此可知，分流的 结果将使叶道1内的绕流情况有 所改善，脱流的可能性减小， 甚至消失，而叶道3内部却因冲 角增大而促使发生脱流，叶道3 内发生脱流后又形成堵塞，使 叶道3前的气流发生分流，其结 果又促使叶道4内发生脱流和堵 塞，这种现象继续下去，使脱 流现象所造成的堵塞区沿着与 叶轮旋转相反的方向移动。。
风机的失速与喘振
进气室
外壳 动叶 导叶
连轴器 轴
扩压器
导叶
后导叶在轴流式风机中应用最广。气体轴向进入叶 轮，从叶轮流出的气体绝对速度有一定旋向，经后 导叶扩压并引导后，气体以轴向流出。
进气箱
进气箱的作用是当进风口需要转弯时才采用的，用 以改善进口气流流动状况，减少因气流不均匀进入 叶轮而产生的流动损失。
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。
风机喘振、失速、抢风，这些操作一定要知道
风机喘振、失速、抢风，这些操作一定要知道失速与喘振现象是两种不同的概念，失速是叶片结构特性造成的一种流体动力现象，它的一些基本特性，例如脱流区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己的规律，不受泵与风机管路系统的容量和形状的影响。
喘振是泵与风机性能与管路系统耦合后振荡特性的一种表现形式，它的振幅、频率等基本特性受泵与风机管路系统容量的支配，其流量、全压和轴功率的波动是由不稳定工况区造成的。
但是，试验研究表明，喘振现象总是与叶道内气流的旋转脱流密切相关，而冲角的增大也与流量的减小有关。
所以，在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。
出现失速并不一定出现喘振，出现喘振一定已经出现了失速；失速只属于轴流风机内流特性，而喘振是轴流风机内外特性耦合结果，与出口管路特性有必然的联系。
在实际运行中，风机喘振时，风机和管道会产生很大的振动，且发出噪声。
失速的风机不会产生很大的振动，也不会发出噪声只要对动叶或转速进行调整可以继续运行。
抢风肯定是发生在并联管路中，抢风时不一定发生失速与喘振，和管路情况有关。
一般风机出现抢风现象，主要是两台风机的出口到负荷点管路系统的沿程阻力和局部阻力发生变化引起。
如一侧空预器发生严重堵灰，脱硝、脱硫系统发生堵塞，有增压风机的系统，增压风机故障。
都会使沿程阻力和局部阻力。
典型的如沿锅炉前后墙直列布置的磨煤机系统，因为各磨煤机一次风进口跟一次风母管的距离偏差很大，当一台磨煤机跳闸时，原本出力平衡的两台一次风机，因为沿程阻力偏差大，就可能使一台阻力大的风机的风被顶住，两台风机出力形成偏差。
一般大流量时，抢风不会很严重。
但如果在小流量时就可能会使风机进入失速和喘振区，造成风机失速和喘振，形成严重的抢风现象。
所以说两台风机中的一台发生失速与喘振肯定会发生抢风现象。
延伸阅读风机由于运行条件恶劣，故障率较高，容易导致机组非计划停运或减负荷运行，影响正常生产。
风机振动是运行中常见的现象，只要在振动控制范围之内，不会造成太大的影响。
离心式压缩机的失速和喘振
离心式冷水机组会发生哪种失速主要取决于下列因素 1. 流量 2. 压头 3. 压缩机几何形状
4. PRV的位置
5. 叶轮的齿尖速度
叶轮和有导叶的扩散器发生失速
叶轮和有导叶的扩散器发生失速时，流 量和压头都非常接近喘振点。因此，一旦有 该种失速发生，不允许离心机继续运行哪怕 是很短的时间，因为在这种情况下，只要流 量略有减小或压头稍有升高，离心机就会走 出失速，进入喘振区。 无导叶的扩散器发生失速 无导叶的扩散器发生失速时，其运行工况远离 喘振点。因此，当该种失速发生时，仍可让离 心式冷水机组运行很长一段时间。 约克的单级离心压缩机配有无导叶的扩散器。
离心式压缩机旋转失速和喘振的差别
失速流体围绕叶轮和扩散器的旋转速度比叶轮的旋转速 度低，但是当多个失速单体在一个没有安装导叶的扩散 器中时，它们的合成频率会接近于叶轮的旋转频率。 在没有安装导叶的扩散器中，由于旋转失速造成的 排气压力的波动太小了，因此在冷凝器的压力表上无法 看到，但是可以听到类似“吼叫”的噪声，同时可以感 到冷凝器壳体的振动。 一旦叶轮发生失速，只要流量稍有减小或者压头有 一点点增加，整个叶轮会彻底失速，并引发压缩机喘振。 在喘振发生时，每两秒钟就会发生一次倒流。喘振的噪 声与旋转失速的声音明显不同。喘振几秒钟就发出一种 “呻吟”声。喘振使整机组产生的摇摆远胜于振动。
压缩机特性图
Surge Line 100% Load Design Condition
Design Head @ 100%
HEAD
FLOW (P.R.V)
Design Flow @ 100%
引发喘振的原因
引起喘振的根本原因
• 任何影响压缩机压头或者质量流量的因素
轴流风机喘振,失速,抢风事故的探讨
轴流风机喘振，失速，抢风事故的探讨发电部李焱摘要：风机的喘振，失速和抢风的发生都是由于风道阻力增大，促使风机运行在不稳定工况区域工作造成的。
因此在正常的运行工作中，我们必须要加强监视风机出口风压和动叶开度尤其重要。
并且经常进行相同负荷下风机出口风压与历史数据对比,可以预知通风系统阻力的变化。
尽量避免此类事故的发生。
关键字：不稳定工作区，系统阻力，处理方法，预防方法我厂锅炉为亚临界、自然循环、一次中间再热、“W”火焰燃烧方式、双拱单炉膛、平衡通风、尾部双烟道、烟气挡板调温、固态排渣、露天布置、全钢架悬吊式汽包炉，燃用煤种为无烟煤；锅炉风烟系统配备2台离心式一次风机，2台动叶可调轴流式送风机，2台静叶可调轴流式吸风机，空预器采用三分仓容克式空气预热器。
鉴于我厂的引，送风机都是轴流风机，轴流风机的特点之一是低压头、大风量。
所以相对来说引，送风机都有发生喘振，失速，抢风的可能，虽然我厂风机并未频繁的出现这些是故，但必须防患于未然，因此写出自己的一些想法，不对之处敬请指正。
一，喘振的发生原因分析以及处理喘振，顾名思义就象人哮喘一样，风机出现周期性的出风与倒流，严重的喘振会导致风机叶片与轴承的疲劳损坏，造成事故，直接影响锅炉的安全运行。
一般喘振发生时必然伴随着电流频繁摆动、出口风压下降并摆动，噪声大、振动大、机壳温度升高、炉膛负压波动，燃烧不稳等现象。
然而，发生喘振的原因多半是因为风机在不稳定工作区域运行，或是烟风道积灰堵塞，烟风道挡板开度不足，误关等引起系统阻力过大引起的。
下面结合轴流风机性能曲线（图1）来说明一下；图1（a为管道流量压力曲线，b为风机流量压力曲线）当风机工作点在K点（分界点）右侧时，风机工作是稳定的。
当风机负荷降到低于Qk 时，进入不稳定区工作（即轴流风机性能曲线左半部的马鞍形的区域）。
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PK，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。
轴流风机失速喘振与抢风.正式版PPT文档
轴流风机喘振概述
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（风机的固有特性，但轴流通风机 相对比较敏感），在此区域运行时有时会出现风机 的流量、压头的大幅度脉动，风机及系统风道都会 产生强烈的振动、噪声显著增大等不正常工况，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失速现象。
失速与喘振的区别及联系（二）
❖ 失速的发生只取决于叶轮本身、叶片结构、进入叶轮的气流 情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关，但却与风道 系统的布置形式有关。失速发生时，尽管叶轮附近的工况有 波动，但风机的流量、压力和功率基本稳定，风机可以继续 运行。
❖ 当风机发生喘振时，风机的流量、压力和功率产生脉动或大 幅度的脉动，同时伴有非常明显的噪声，喘振时的振动有时 是很剧烈的，能损坏风机与管道系统。所以喘振发生时，风 机无法正常运行。
影响冲角 大小的因素
❖ 通常风机是定速运行的，即叶片周向线速度u可 以看作是一定值，这样影响叶片冲角大小的因 素就是气流速度c与叶片的安装角 。
❖ 当叶片安装角一定，如果气流速度c越小，则 冲角就越大，产生失速的可能性也就越大。
❖ 当气流速度c一定时，如果叶片安装角减小， 则冲角也减小，因此，当风机刚刚启动或低 负荷运行时（前提是管道的进、出口风门处于 全开状态），风机失速的可能性将会减小甚至 消失。同样，对于动叶可调轴流风机，当风机 发生失速时，关小失速风机的动叶角度，可以 减小气流的冲角，从而使风机逐步摆脱失速状 态。对于叶片高度方向而言，线速度u沿叶片高 度方向逐渐增大，在气流速度c一定的情况下， 冲角会随着叶片高度方向逐渐增大，以至于 在叶顶区域形成旋转失速。如叶片安装角随着 叶片高度的方向逐渐减小，可以避免因叶高引 起的旋转失速。目前，动叶可调轴流风机常用 的扭曲叶片就是基于这个道理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
（a）正冲角 （b）负冲角 7
三、边界层分离和脱流
2.曲面边界层的分离现象
流体经过机翼翼型（或叶片叶型）的流动如图 所示，以υ∞和p∞表示无穷远处流体流动所具有的 速度和压强。流体绕过翼型前驻点后，沿上表面的 流速先增加，一直增加到曲面上某一点M，然后降 低。粘性流体在压强降低区域内流动（加速流动） 时，不会出现边界层分离，只有在压强升高区内流 动（减速流动）时，才有可能出现分离，形成旋涡。 尤其在主流的减速足够大的情况下，边界层的分离 就一定会发生。减速升压区的减速程度和过流表面 的曲率有关，曲率越大，越容易边界层分离，因此， 图 叶片的正常工况和脱流工况 为了防止边界层分离，一般将绕流物体作成圆头尖 尾的所谓流线型物体（如叶片叶型和机翼翼型）。
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
9
四、旋转脱流或旋转失速
风机的叶片由于加工及安装等原因不可能有完全相同的形状和安装角，
同时流体的来流流向也不会完全均匀，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。随着流量的减小，如果 某一个叶片进口处的冲角达到临界值时，就首先在该叶片上发生脱流，而不会 所有叶片都同时发生脱流。在图中，假设在叶道2首先由于脱流而出现气流阻 塞现象，叶道受阻塞后，通过的流量减少，在该叶道前形成低速停滞区，于是 原来进入叶道2的气流只能分流进入叶道1和叶道3。这两股分流来的气流又 与原来进入叶道1和叶道3的气流汇合，从而改变了原来进入叶道1和叶道3的 气流方向，使流入叶道1的气流冲角减小，而流入叶道3的冲角增大。因此分 流的结果，将使叶道1下部叶片的绕流情况有所改善，脱流的可能性减少，甚 至消失；而叶道3下部叶片却因冲角增大而促使其发生脱流。叶道3发生脱流 后又形成阻塞，使叶道3前的气流发生分流，其结果又促使叶道4内发生脱流 和阻塞。这种现象继续下去，使脱流现象造成的阻塞区域沿着与叶轮旋转相反 的方向移动。此种现象称之为旋转脱流或旋转失速。
般比较高，从而雷诺数比较大。流体流过
流道时，可以看作是流体绕流叶片，叶片
一般都作成机翼形状，因此完全可以利用
流体绕流机翼的相关理论来分析叶轮内流
Hale Waihona Puke 情况。在紧靠物体表面的薄层内，流速将
由物体表面上的零值迅速地增加到与来流
速度相同数量级的薄层称为边界层。
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
6
三、边界层分离和脱流
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
8
三、边界层分离和脱流
3.机翼绕流的脱流与失速
泵与风机进入不稳定工况区运行，其叶片上将产生旋 转脱流，可能使叶片发生共振，造成叶片疲劳断裂。现以 轴流式风机为例说明旋转脱流及其引起的振动。当风机处 于正常工况运行时。冲角等于零或小于临界冲角，随着冲 角的增大，在叶片后缘点附近产生旋涡，而且气流开始从 上表面分离。当冲角超过某一临界值时，气流在叶片背部 的流动遭到破坏，升力减小，阻力却急剧增加，这种现象 称为“脱流”或“失速”。如果脱流现象发生在风机的叶 道内，则脱流将对叶道造成阻塞，使叶道内的阻力增大， 同时风压也随之而迅速降低。
1.冲角的概念以及冲角和流量之间的关系
流体进入叶道或绕流机翼时，相对速度或 绕流速度的方向和叶片进口切线之间的夹角称 为冲角，用δ表示，如图所示。当流量等于设 计流量时，流体沿叶片切线方向流入，即 β1=β1y，此时冲角δ=0，不存在冲击损失； 当流量小于设计流量时，β1y＞β1，则δ=β1y －β1＞0，称为正冲角；当流量小于设计流量 时，β1y－β1，则δ=β1y－β1＜0，称为负冲 角。
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
3
一、前言
在火力发电厂中，泵与风机的安全稳定 运行对于系统的安全经济性有重要的影响。 但在实际运行过程中，可能出现失速、喘振、 抢风抢水等现象，这些现象一般不容易区分， 它们和泵的内流理论以及管路特性有关，本 文本文从理论上对上述三种不稳定情况进行 了界定，并给出了应采取的相应措施。
失速、喘振和抢风抢水
华北电力大学 能源与动力工程学院 贾瑞宣
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
1
一、前言……….. ….. …..…..04 二、边界层理论 ….. ….. …..05 三、边界层分离和脱流 ….. 07 四、旋转脱流或旋转失速 …..10 五、喘振… ……….. ….. …..12 六、抢风抢水 … ….. …..…..17 七、比较 ……… ……..……..23
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
4
二、边界层理论
1.机翼理论的应用 传统上二维机翼或叶栅的性能资
料只应用于轴流式泵与风机，但是最 近的研究显示，它们也同样能应用于 离心式和混流式泵与风机。
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
5
二、边界层理论
2.边界层的基本概念 叶轮机械叶轮流道内流体的线速度一
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
11
五、喘振
1.喘振的概念
若具有驼蜂形性能曲线
的泵与风机在不稳定区域内
运行，而管路系统中的容量
又很大时，则泵与风机的流
量、压头和轴功率会在瞬间 图 风机在大容量管露系统中运行的示意图 内发生很大的周期性波动，
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
目录
封面 上页 目录 下页 封2底
火力发电厂泵与风机不稳定流动分析
在火力发电厂中，泵与风机是重要 的流体输送设备，然而在实际运行过程 中，经常会出现各类不稳定运行情况， 比如失速、喘振和抢风，但这这三类不 稳定运行情况不容易区分，因而在采取 处置对策时经常无从下手，本课件从理 论上对上述三种不稳定情况进行了界定， 并给出了应采取的相应措施。
目录
封面 上页 目录 下页 封底
PPT课件
10
四、旋转脱流或旋转失速
从前面的分析可以看出，旋转脱流或旋 转失速属于流体绕流叶片或叶轮的流体动力 特性范畴，它受到叶片形状、流量、加工等 影响，具体而言，为了避免失速发生，有以 下几个措施：
第一、采用机翼型叶片，使叶片后部曲率较小； 第二、在设计流量附近运行； 第三、提高叶轮的加工精度。