动叶可调式轴流一次风机失速和喘振分析

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浅谈一次风机失速

浅谈一次风机失速作者：聂连生来源：《华中电力》2014年第03期关键词：一次风机失速喘振摘要由于动叶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。

我厂一次风机简介我厂一次风机由上海鼓风机厂有限公司制造，一次风机采用动叶可调轴流风机，每台炉配备两台。

每台风机配一个风机润滑油系统和一个液压油系统。

叶轮由一个整体式轴承箱支承。

主轴承由轴承箱内的油池和润滑油站供油润滑。

风机叶片安装角可在静止状态或运行状态时用电动执行器通过一套液压调节装置进行调节。

一次风机动叶开度在-30°～+25°（对应开度反馈指示0～100%）范围。

为了使风机的振动不传递至进气和排气管路，风机机壳两端设置了挠性联接件（围带），风机的进气箱的进口和扩压器的出口分别设置了进、排气膨胀节。

电机和风机用二个刚挠性半联轴器和一个中间轴相连接。

风机失速的概念目前，一般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，严重时还会使叶道阻塞，同时风机风压也会随之迅速降低。

喘振的产生机理当系统管网阻力突然增大使得流量和流速减小，或风机动叶开得过大，都会使进入风机叶栅的气流冲角增大冲角α超过临界值时，在叶片背面尾端就会出现涡流（脱流）区，冲角超过临界值越多，则失速越严重，在叶片背部形成的涡流区也会迅速扩大，使叶片流道出现阻塞现象，此时流动阻力增加，风机输送的压能则大为降低，发生旋转失速，流动工况大为恶化风机出口压力明显下降。

动叶可调式轴流风机喘振机理及预防策略探究

动叶可调式轴流风机喘振机理及预防策略探究动叶可调轴流风机担负着气体循环输送的任务，轴流风机在运行过程中，由于某些原因，易造成机组的振动，严重时会造成机组的损坏，影响生产。

如何能快速准确的找到喘振故障成为大家关注的课题，本文通过介绍喘振的发生原因，对振动进行危害分析，通过有效的方法进行综合分析预防喘振的措施。

另外，喘振发生进行预警分析，更能保证机组的稳定运行。

引言轴流风机具有尺寸小、引风量大及性能调节稳定的优势，逐渐在锅炉引风领域得到广泛的应用。

在某种程度上，其运行的全压相对较低，如果设备选型的问题使得阻力增加，就会出现轴流式风机的负荷过高最终导致喘振的出现，对设备的寿命和使用情况均会造成比较严重的危害。

对轴流式风机进行喘振发生机理和预防措施研究，能够在很大程度上对动叶可调风机的选型和改造起到较大的意义。

动叶可调式轴流风机喘振机理和危害分析由于工况变化导致轴流风机入口处的空气流量减少，轴流风机会随之出现旋转脱离效应，此时，虽然叶片也在不停的旋转，但是由于流量不足，导致出口处的压力出现偏离，不能达到正常的设计要求指标。

由于轴流风机出口输送管道内气体压力变化灵敏度较低，不能及时出现变换，此时管道内压力并不能迅速下降，因此造成了轴流风机出口管道内的压力大于风机出口处压力，出现压力的逆偏差，会出现”倒灌”现象，即管道内的气体就向风机倒流，直至出口管道内压力下降至等于风机出口压力为止。

待倒灌停止后，轴流风机会正常工作，气体在叶片的作用下加压，继续向管道提供压力，管道内的压力不断回升。

等到管道内的气体压力回升到最初压力时，轴流风机的加压排气就又会受到影响，又满足倒灌发生的条件，如此周而复始，整个轴流风机系统就会出现周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象，即喘振现象结合图1对喘振发生的具体情况进行分析介绍。

图1是轴流风机特性曲线与通风管网性能数据图，其中A/B点是轴流风机运行曲线与管网性能曲线的交叉点，即喘振点。

[轴流,喘振,风机,其他论文文档]轴流一次风机失速与喘振分析及处理

2.2 从风机Q-H性能曲线来分析失速原理
图2是具有“驼峰”形风机Q-H性能曲线，当其在大容量的管路中工作，如果外界需要的流量为QA时，此时管路特性曲线和风机性能曲线相交于A点，该点管路消耗的能量与风机产生的能量达到平衡，工作是稳定的。当外界需要的流量继续减少为小于QK时，工作点将落在DK线上，例如F点，这时风机所产生的压力大于管中的阻力，但因管路容量大，在风机出口压力低于K点的瞬间，管中压力仍保持为PK，因此PF〈PK，气体将从管路向风机倒流，使工作点由K点移到C点，由于倒流使管路中的压力快速下降，工作点由C点跳回D点，此时风机流量为零，由于风机继续运行，所以当管路中的压力降低到相应的D点压力时，风机又重新输出流量，由Q-H曲线可知，为了和管路中的阻能相平衡，工作点又由D点跳回E点。只要外界需要的流量保持小于QK，上述过程重复出现，即发生失速，风机的流量和能头在极短时间内发生不稳定的周期性反复变化。
3.2 4B一次风机失速分析
1）失速发生在交接班期间，运行人员未及时增启磨煤机，每台磨煤机煤量平均达55t/h以上。
2）同样一次风压设置偏高12.6KPa。
3.3 4B一次风机第二次失速分析
原因分析：
1）失速发生在机组大修结束后，机组启动加负荷期间，空预器密封装置已改造为接触式空预器密封。从SIS历史数据查看，空预器密封改造后单台一次风机电流降低了40-100A以上，一次风漏风率由11%减少至6%。
【关键词】轴流式一次风机；失速；动叶可调
1、概况
在近几年的运行中，一次风机曾发生多次失速与喘振，引起炉膛负压剧烈变化，一次风量、风压大幅波动，若处理不当，轻则造成风机出力降低，锅炉油耗大幅增加，影响机组负荷；重则发生锅炉灭火事故、使部分叶片，甚至全部叶片断裂，造成较大的经济损失。本文根据公司的实际运行经验，分析一次风机实际运行中产生失速及喘振的机理及原因，针对机组系统存在的缺陷和运行操作过程中存在的问题，提出了一次风机失速预防措施和处理方案。

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。

动叶可调轴流风机失速与喘振现象及预防措施分析

动叶可调轴流风机失速与喘振现象及预防措施分析摘要本文就动叶可调轴流风机失速以及喘振现象的原因进行分析，并提出相应的预防措施，以期能够避免或减少失速于喘振的发生。

关键词动叶可调轴流风机；失速；喘振；预防0 引言动叶可调轴流风机能够调节的范围较广，低负荷的区域工作效率比较高且反应的速度比较快，使得动叶可调轴流通风机被广泛应用于电力行业中。

但是由于风机在工作时工作点常出现不稳定的运行，容易导致风机发生失速和喘振等现象。

1动叶可调轴流风机的失速与喘振现象1.1失速现象轴流风机叶片通常是机翼流线型，当冲角<临界冲角或为0时，气流将绕过机翼使其流线平稳，如图1（a）。

而一旦冲角超过某一个临界值，叶片背面的流动恶化，使其边界遭遇破坏，叶片背部的尾端涡流加宽，增加了阻力，降低了升力，阻塞叶道，出现失速现象，如图1（b）。

1.2喘振现象由于瞬间内风机能头及流量发生周期性、不稳定反复变化，使得动叶可调轴流风机产生喘振现象。

动叶可调轴流风机具有驼峰型曲线的性能，使得其存在峰值点，而峰值点左侧是喘振区，右侧是稳定的工作区。

一旦风机工作点掉落到喘振区，就会发生喘振现象，给设备以及建筑物造成危害。

1.3两者之间的区别和联系动叶可调轴流风机发生失速现象时仍可继续运行；而出现喘振现象时无法正常运行。

失速主要是由于叶片结构产生出空气动力的工况，有规律可循，且影响的因素有叶轮自身、气流以及叶片的结构等；但喘振现象的发生主要是由于外界条件造成的。

失速与喘振之间的关系较为密切，失速可以诱发喘振。

2实例分析动叶可调轴流风机失速与喘振的原因2.1实例分析失速原因针对某电厂4号机组中，由于风机的保护系统出现跳闸现象，使得辅机出现减负荷动作的故障，导致一次风管的阻力增加以及一次风量的减少，引发了B侧出现风机失速现象（见图2）。

正常情况下系统的压力通常在P。

处，而A、B两侧一次风机运行的工况点分别是A。

、B。

但当出现减负荷动作故障时，系统的压力将从P。

轴流风机失速喘振与抢风

所谓抢风，是指并联运行的两台风机，突然一台风机电流（流量）上升，另一台风机电流（流量）下降。此时，若关小大流量风机的调节风门试图平衡风量时，则会使另一台小流量风机跳至最大流量运行。在调整风门投自动时，风机的动叶或静叶频繁地开大、关小，严重时可能导致风机电机超电流而烧坏。
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

动叶可调轴流通风机的失速与喘振分析及改进措施

动叶可调轴流通风机的失速与喘振分析及改进措施一、引言动叶可调轴流通风机是一种广泛应用于建筑物、工厂车间、地下车库等场合的通风设备。

它在实际使用中可能出现失速和喘振现象，降低了其工作效率并可能对设备和使用环境造成损害和威胁。

因此，本文将就动叶可调轴流通风机的失速和喘振现象进行探究，并提出相应的改进措施，以提高其工作效率和使用安全性。

二、失速分析2.1 失速概述失速是指当轴流风机的风量或静压达到一定数值时，浓度分布却发生逆向流动现象，致使风机放弃原有的风场，失去能力继续稳定工作的现象。

2.2 失速原因动叶可调轴流通风机发生失速的原因涉及多种因素，包括风机转子尺寸、转速、角度、流量等因素，另外还有可能受到外界扰动的影响。

2.3 失速对设备的影响失速会引起风机的性能下降，使其工作效率降低，产生噪音和振动，同时也对设备和使用环境造成损害和威胁，例如风机的振动过大会导致齿轮失喉、轴承过早损坏等问题。

2.4 改进措施1）增加不可调空穴：增大空穴可以增加进风容积，降低进风速度，减小啮合歪斜风及离心力在内部的影响矩; 2）增加叶片数量：减少每叶周期离心力梯度，使风量能均匀分配到每一片叶子上，避免在某一片叶子梯度过大而导致实际风量不能达到设计风量; 3）增加进口角度或离心前角度：增大入口扩散角及入口面积来减小进口剪切损失和充填损失; 4）在叶片上安装增厚条或变厚型叶片，来改变湍流动态特性的分布情况; 5）在风机进气口上安装回旋系统，即进气口处形成的漩涡层，可延缓轴流管道系统中干扰波的向前传播，减小干扰波对最后叶片的影响，从而使风压更接近设计风压。

三、喘振分析3.1 喘振概述闪脱及随之发生的流体不稳定现象，喘振是轴流风机在一定飞行数的范围内，能量的交换和分配不能使失稳波得到正确的发展或能量消除，使失稳波幅度不断放大或比最大放大后瞬间降为零。

3.2 喘振原因轴流风机喘振的出现是由于转子和固定壳体之间的交互作用和迎角的大小不匹配，造成弹性不均匀或流体动力学不稳定的问题。

动叶可调轴流双级一次风机喘振分析及对策

２．ｉｎｘｃｔｎｎｅｈｉａＣｌｇｆＥｅｔｃｔＮｎｈｎ３０４，ｈｎＪａｇｉＶｏａｉａａｄＴｃｎｃｌｏｌｅｏｌｃｒｉｏｌｅｉｙ，ａｃａｇ３０４Ｃｉａ；
ＦＬＵＩＭＡＣＨＩＤＮＥＲＹ
Ｖｏ．１４０，Ｎｏ．２２８，０１
文章编号：１００２（０２０Ｏ４００５— ３９２１）８一０４— ３
动叶可调轴流双级一次风机喘振分析及对策
桂良明刘，聪秦明亮，
（．１江西省电力科学研究院，江西南昌３０９；．３０６２江西电力职业技术学院，江西南昌３０４；３０４３山西河曲电厂，．山西河曲０６０）３５０
摘
要：某电厂一次风机调试期间发生多次喘振，造成了风机叶片角度偏移。针对风机喘振问题进行分析，发现风机
选型与制粉系统阻力不匹配，风量小风压高是造成喘振的主要原因。提出了在风机出口和人口之间加装再循环管，增大
系统通风量，对运行策略进行了改进。一次风机运行稳定性和可靠性得到了提高，并风机未发生喘振。
３ＳａｘＨｑｏｅ￣ｏ，ｅｕ０６０Ｃｉａ．ｈｎｉｅｕＰｗｒｔｉｎＨｑ３５０，ｈｎ）ｓ
ＡｂｔａｔＴｅｓｒｅｏｅｐｉｒｉｆｎｈｓｈｐｅｅｅｅａｍｅｕｎｅｕｆｏｅｌｎ，ｄｈｒｆｈａｓｒｃ：ｈｕｇｆｈｒｔｍａｙａｒａａａｐｎｄｓｖｒｌｉｓｄｒｇｄｂｇｏｐｗｒｐａｔｉｍａｅｔｅｄｆｏｅｆｎｔｉａｔｉｔｔ

动叶可调轴流一次风机失速分析及预防处理

第０１９月期２２卷第９０８年
广东电力
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＥＣＥＬＴＲＩＰＣＯＷபைடு நூலகம்ＥＲ
Ｖ０．１Ｎｏ９１２．Ｓｐ２０ｅ．０８
文章编号：０７２０２０）９０７．３１０．９Ｘ（０８０．０００
动叶可调轴流一次风机失速分析及预防处理
ＰｒｍａｙＦａｉｒｎ
ＸＩＡＯｎ —ａＬｉｇｔｏ
（ａｎＧｅｅａｏｒＰａｔｈｎｈｎ，Ｇｕｎｄｎ１０２，Ｃｈｎ）ＭｗａｎｒｌＰｗｅｌｎ，Ｓｅｚｅａｇｏｇ５８５ｉａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＵｐｎｃｕａｎｅｔｇｔｎｎｏｔｅｐｉｒｆｎｓａｌｉａｎＧｅｅａｏｒＰａｔｓｃｍｅｓｒｓａｔｌｏａｓｌｉｖｓｉａｉｉｔｈｒｍａｙａｔｌｎＭｗａｎｒｌＰｗｅｌｎ，ｕｈｏａｕｅｓｓａｌｐｅｒｉｇ，ｐｅｒａｍｅｔｉｅｔｉａｉｎａｄｐｓ— ｔｌｉｔｒｏｋｏｅａｉｎｏｑｉｍｅｔａｅｔｋｎｉｉｔｉｕｅｏｔｏｒｗａｎｎｒｔｅｔｎ，ｄｎｉｃｔｎｏｔｓａｌｎｅｌｃｐｒｔｆｅｕｐｎｒａｅｎｄｓｒｂｔｄｃｎｒｌｆｏｏ
往会出现失速现象，即风机的流量和能头在极短时间内发生不稳定的周期性反复变化。失速时，由于流量和压力波动很大，使运行极不稳定，甚至引发

轴流式一次风机失速分析及应对策略

关键词：流式一次风机；速；轴失直吹式制粉系统；煤机磨
ＡｂｓｒｃｔＲｅｒｎｇｔ３ＭＷｔｒａｐｔａ：ｇａｄｉｈｅ００ｈｅｍｌｏｗｅｇｎｅａｉｒｅｒｔｎｇ
ｕｉｓｔｙｉａｃｕｒｎｅｆｓｅｄｓａｌｇｏｏｌｒａｉｌｎｔ，ｗｏｔｐｃｌｃｒｅｃｓｏｐｅｔｌｎｆｂｉｘａｏｉｅ
ｓｅｄｓａｌｎｉｔｃｕａｆａｉａ．Ｆｒｍｗｏｄｆｅｅｐｅｔｌｉｇｎｈｅａｔｌｏｘａｌｆｎｓｏｔｉｆｒｎｔｐｓｅｔｖｅｈｉｈａｅｔｅｓｇｎａｄｅｅｔｏｆｔｃｕｌｅｒｐｃｉｓｗｃｒｈｅｄｉｎｓｌｃｉｎｏｈｅａｔａ
型设计、煤机运行方式调整、次风机系统改造等方面提磨一
出使轴流式一次风机脱离失速区，证机组安全稳定运行的保
应对策略。
叶可调轴流式风机，一次风机来的冷风分成二部从
分，一部分经三分仓空预器的一次风仓，加热后通被过热一次风道，另一部分冷风经冷一次风道，磨煤在
每台磨煤机出口有８根一次风管，给２层８只燃供烧器燃烧所用煤粉，４只燃烧器分６分别布置在２层锅炉的四角上。一次风机为Ｐ１１． —２型动ＡＦ６— ２５
及处理过程，分析轴流 Nhomakorabea式一次风机发生失速的原因，从选并

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。

动叶可调轴流一次风机失速分析及预防措施

ｉｔｒｏｋｎｃｉｎｏｅｅａｔｅｕｐｎｔａｅｔｌｔｎｅｌｃｉｇａｔｏｆｒｌｖｎｑｉｍｅｆｒｓａｌｅｃ，ｔｅｅｍｅｓｒｓｃｎｓｍｕｔｎｏｌｉｉｚｈｅｉｆｕｅｃｆｔｈｓａｕｅａｉｌａｅｕｓｙｍｎｍｉｅｔｎｌｎｅｏａｒｆｎｓａｌｏｐｒｔｏｆｔｗｅｉ．ｉｔｌｎｏｅａｉｎｏｈｅｐｏ２０．）
动叶可调轴流一次风机失速分析及预防措施
动叶可调轴流一次风机失速分析及预防措施
周军，肖凌涛（湾发电总厂，广东深圳５８５）妈１０２
摘要：分析了妈湾发电总厂轴流一次风机失速情况，ＤＳ系统中采取失速预警、速前预处理、速在Ｃ失失
Ｋｅｗｏｒｙｄｓ：ｅｒｙａｄｐｗｅｎｇｎｅｉｇ；ｐｗｅａ；ａｉｌｆｏｎ；ｐｅｆｒｎｅｃｒｅ；ｓａｌｎｅｇｎｏｒｅｉｅｒｎｏｒｐｌｎｔｘａｗｆｌａｒｏｍａｃｕｖｔｌ；ｐｒ — ｌｒｎｅａａｍｉｇ
深圳妈湾发电总厂共有６台３０ＭＷ汽轮发０电机组，中５号锅炉为ＨＧ１２／８２Ｙ。５其一０５１．－Ｍ６号锅炉的风烟系统由炉膛、道、大风机、烟六电除
般要降到１０—１０ＭＷ；次增加运行异常处理７８其难度，般从发生失速到完全恢复要３ｎ以一０ｍｉ上，至还有锅炉跳闸风险；外增加能源消耗，甚另

轴流风机失速与喘振的发生于解决方法

轴流风机失速与喘振的发生于解决方法轴流风机失速与喘振的发生于解决方法0 引言动叶可调轴流风机相对于离心式风机而言，具有体积小、重量轻（约为离心式风机的60％～70％）、低负荷运行效率高、调节范围大、对负荷变化反应快等一系列优点，在国外大、中容量的火电机组上早已获得广泛使用。

近年来，随着国内容量为300 MW、600 MW及以上机组的大量建设和投运，动叶可调轴流风机在火电机组中也日趋普遍采用。

但动叶可调轴流风机由于其结构上的特征，也存在制造、安装、维修技术要求高，失速（不稳定）区间大，易发生失速及喘振等问题。

北仑电厂二期工程3×600 MW共采用了6台动叶可调的一次风机和6台动叶可调的送风机。

本文以北仑电厂二期工程第1台600 MW机组（3号机组）在启动调试过程中，遇到的一次风机失速和喘振现象的发生与解决为背景，对动叶可调轴流风机失速与喘振机理进行分析。

并提出如何在调试、运行过程中消除失速和喘振现象的建议。

1 失速、喘振的成因机理分析1．1 风机的失速轴流风机叶片通常是机翼型的，当空气顺着机翼叶片进口端（冲角α＝0°），如图1（a）所示的流向流入时，它分成上下两股气流贴着翼面流过，形成叶片背部和腹部的平滑“边界层”气流呈流线形。

作用于叶片上有两种力，一是垂直于叶面的升力，另一种平行于叶片的阻力，升力≥阻力。

当空气流入叶片的方向偏离了叶片的进口角，它与叶片形成正值的冲角（α＞0°），当接近于某一临界值时（临界值随叶型不同而异），叶背的气流工况开始恶化。

当冲角增大至临界值时，叶背的边界层受到破坏，在叶背的尾端出现涡流区，即所谓脱流工况，也叫失速工况。

此时作用于叶片的升力大幅度降低，阻力大幅度增加，如图1（b）所示，随着冲角α的增大，气流的分离点向前移动，叶背的涡流区从尾端扩大到叶背部，脱离现象更为严重，甚至出现部分流道阻塞的情况。

由于风机各叶片加工误差，安装角不完全一致，气流不完全均匀，因此当气流进入不稳定工况区运行时，不是所有叶片同时达到失速角。

轴流式一次风机异常失速分析及防范措施

轴流式一次风机异常失速分析及防范措施摘要：沈阳风机厂制造的双级动叶可调轴流式风机，主要由转子总装、轴承组、进气箱、主体风筒、中导风筒、扩散器、液压调节管路、自控调节系统、联轴器、挠性连接与底座、消声器等部件构成。

在运行过程中出现出力受限甚至失速的情况，影响机组安全稳定运行。

本文简述失速分析及防范措施，以供参考。

关键词：一次风机；风机失速；风量裕量引言轴流式一次风机并联运行时，在制粉系统管路压力扰动时，易造成开度较大侧一次风机进入不稳定区域，出现出力受限甚至失速的情况。

一次风机系统匹配性不佳，尤其是风机在高负荷运行时压力失速裕量偏低，风机存在着较大的失速风险。

因此为了保障一次风机的安全稳定运行，如何降低故障概率成为解决重点。

一、事故经过锅炉采用中速一次风正压直吹制粉系统，配有上海重型机械厂生产的HP1003型磨煤机六台，每台磨煤机的最大出力为66.5t/h，正常运行时五运一备。

锅炉一次风系统配备两台沈阳鼓风机（集团）有限公司生产的AST-1792/1120型动叶可调式轴流一次风机。

随着机组近年来掺烧经济适烧煤种，二期机组一次风机在运行过程中出现出力受限甚至失速的情况，影响机组安全稳定运行。

典型事例如下。

8月26日，#3机组协调投入，AGC、一次调频投入，负荷400MW，3A/3B/3C/3D/3F制粉系统运行,其中3C，3D制粉系统已开始燃用“托福11”印尼煤（低位发热量3811Kcal/kg，干燥无灰基挥发份51.49%，全水34.71%，属于极易自燃煤种），六大风机均正常运行，各辅机自动调节均在投入状态。

3A/3B一次风机电流121.9/121.5A，一次风母管压力9.03kPa，3A/3B引风机电流为230.5/233.14A,炉膛负压-0.16kPa，3B密封风机运行，密封风母管压力13.33kPa。

3C磨煤机给煤量35.5t/h、电流34.85A、一次风流量104.2t/h、一次风进出口风温279℃/65℃、一次风进、出口风压为5.70kPa/3.49kPa。

轴流通风机失速与喘振分析

我厂在调试和生产过程中，一次风机和引风机（均为轴流通风机）曾多次发生失速和喘振，影响风机的安全、稳定运行，对电厂的安全运行危害很大。生产运行人员对此现象的发生机理和处理方法颇有疑问和争论。为此进
倒流结果使得叶栅前后压力差逐渐消失。此时气流又在叶片的推动下做正向流动，风机又恢复了正常工作，向管网输气（图３中ｃ —Ｄ—Ｋ）管网压力升高到一定值后，风机的正常排气又受到阻碍，流量又大大减小，风机又出现失速，出口压力又突然下降，继而又出现倒流。如此不断循环，于是出现了整个风机管网系统的周期性振荡现象，即形成风机“ 喘振现象” 。轴流通风机喘振的发生首先是由于工况改变时，叶栅气动参数与几何参数不协调，形成旋转失速。但也并不是所有旋转失速都一定会导致喘振，风机喘振还与管网系统有关。喘振现象的形成包含着两方面的因素：从内部来说，取决于叶栅内出现强烈的突变性旋转失速；从外部条件来说，又与管
一
网容量和阻力特性有关。另外，风机喘振的频率越低，振幅就越大。总之，失速是引发喘振的前因，但失速不一定会喘振，喘振是失速恶化
的宏观表现。３．工程应用分析
以上是理论上对轴流通风机喘振的的阐述，它与实际的喘振现象存在
藏 —
强 — 槲一一
输送的压能则大为降低，发生旋转失速，流动工况大为恶化，风机出口压力明显下降。此时若管网容量较大，且反应不敏感，管网中的压力不会同时立即下降而维持较高值，这使得管网中压力大于风机出口压力。压力高的气体有一种回冲趋势，使风机中气体流动恶化，当气流前进的动能不足以克服回冲趋势时，管网中的气流反过来向风机倒流（图３中Ａ叫（一Ｄ —ｃ）。这种

电站轴流式风机的失速喘振与防治

1 轴流风机的失速与喘振现象
轴流式风机当调节叶片(动叶调节风机为动叶片，静叶调节风机为入口调节叶片)角度固定在某一位置时，在正常工作区域内，风机的压力随风机流量的减小而增加，当流量减小到某一值时压力达到最大、当流量进一步减小时，风机压力和运行电流突然降低，振动和噪音增大这一现象被称为风机失速。风机失速后有两种不同表现，一是风机仍能稳定运行，即压力、风量、电流保持相对稳定，但噪音增加；风机及其进、出口气流压力承周期性脉动；风机振动常常比正常运行高。这种现象称之为旋转失速。另一是风机即压力、风量、电流大幅度波动，噪音异常之大，风机不能稳定运行，风机可能很快遭受灭性损坏，这种现象称之为喘振。
图8 轴流风机防失速装置
图9 轴流风机有无防失速装置性能曲线比较
9 防止运行中轴流风机失速措施
1)运行人员应了解风机所在系统的阻力构成，特别是那些阻力较大又易于堵塞的设备（如预热器、暖风器、消声器等）的正常阻力范围。 2)在实际运行中若这些设备阻力超出了范围可能导致风机失速时，应控制该风机的出力，并及时采取措施消除堵塞。
从两次风机失速时的开度均大于停磨后两风机稳定运行时的开度(参见下表)说明：风机失速主要原因是在停磨过程中，在减小磨煤机通风量的同时，未能及时将一次风机的出力降到应有值，即一次风机入口门调节不到位，造成总一次风量低于两台一次风机当时开度下的失速流量，从而导致一台风机失速。
停磨过程中一次风机失速时与停磨后稳定运行时风机有关参数比较
2) 在轴流风机的进出口之间加旁路再循环风(烟)道；当风机失速时，打开旁路风道门，使一部分风(烟)量从风机出口流向风机入口，即使一部分风(烟)量在风机内循环，以增加风机的风(烟)量，使风机脱离失速区运行。但这增加了风机的耗功，是很不经济的。
加装防失速装置为消除轴流风机的失速，多年来学者们进行了大量的研究和实验工作，并提出了一些能把失速区向小风量方向推移，戓者把压力曲线上的波谷减弱直到完全消除的办法。但戓因结构复杂，戓因对风机效率影响大，或噪音问题而未能得到广泛应用。直到1974年原苏联伊万诺夫提出了一种简单有效的装置--空气分流器来消除旋转失速，并在矿井局扇上获得广泛应用。取得了美、英、法、原西德、印度、丹麦等多国专利后，在轴流风机上加装防失速装置才在静调轴流风机上得到较广泛使用。如德国kkk公司的KSE、我国淮南煤碳学院和西安热工院均成功地设计出了类似的防丢速装置并分别应用到矿井和电站轴流风机上。下面以西安热工院开发的该型防失速装置为例进行介绍

轴流风机失速与喘振的分析和对策

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。

动叶调节轴流式引风机失速喘振的预防措施及逻辑优化

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。

探析动叶可调轴流一次风机失速和喘振与解决方案

探析动叶可调轴流一次风机失速和喘振与解决方案发表时间：2016-11-09T11:11:19.953Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：雒连霞[导读] 经过风机的常规调试，必须根据现场实际情况对理论失速线进行修正，进而标定真实的理论失速线以及风机的实际操控曲线。

（青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司青海西宁 730408）摘要：通过阐述轴流一次风机失速和喘振的理论机理，并结合青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司的实际生产中轴流一次风机失速的发生过程，最终给生产运行人员提出了处理该故障的方法，为青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司（2×660MW）的安全稳定运行奠定了技术基础。

关键词：轴流一次风机；失速分析；解决措施0 引言随着大型火力发电机组的迅速发展，高效、大容量的轴流式风机被普遍选用。

动叶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。

该厂在调试和生产过程中，一次风机曾多次发生旋转失速、喘振，影响风机的安全、稳定运行，甚至危及到锅炉燃烧的稳定性，对机组的安全运行危害很大。

1 失速和喘振的区别和联系1.1失速轴流式风机的叶片通常是机翼流线型的，在冲角为零或者小于临界冲角时，他们的阻力主要为表面摩擦阻力，绕翼型的气流保持其流线形状。

当冲角增加到某一临界值时，气流在叶片背部的流动就会遭到破坏，尾部涡流变宽，升力减小，阻力急剧增加，进而使叶道阻塞，使风压急剧降低，这种现象就是失速。

1.2喘振喘振现象是指泵与风机的流量和能头在瞬间发生不稳定的周期性反复变化的现象。

动叶可调式轴流风机全压相对较低，且其性能曲线呈驼峰型，存在峰值点K，容易导致喘振的发生。

通常称K点右侧区域为风机的稳定工作区，左侧为喘振区。

当风机的工作点落入喘振区发生喘振时，风机和大容量管路系统耦合为一个具有周期弹性的空气动力系统。

1.3区别与联系（1）失速发生时，只是叶片附近的工况有波动，而喘振发生时，各项指示数据大幅脉动，使风机无法继续工作。

动叶可调轴流风机失速分析及预防措施

动叶可调轴流风机失速分析及预防措施发布时间：2021-08-20T17:09:45.400Z 来源：《当代电力文化》2021年4月11期作者：唐浪杰[导读] 大型火电厂中一、二次风机常采用轴流式风机，由于各方面的原因导致风机发生失速，对风机的安全和机组的安全稳定运行带来严重的威胁。

唐浪杰贵州金元茶园发电有限责任公司，贵州金沙 551800【摘要】大型火电厂中一、二次风机常采用轴流式风机，由于各方面的原因导致风机发生失速，对风机的安全和机组的安全稳定运行带来严重的威胁。

本文在对一次风机失速的现象、危害及原因分析的基础上，总结了运行中如何预防风机发生失速的措施及失速后的处理经验。

【关键词】轴流式风机失速预防措施1 前言火电厂中一次风机、二次风机及引风机等普遍采用轴流式风机，在实际运行中，由于风机设计选型、安装工艺、系统阻力变化等原因，造成轴流风机发生失速、喘振等异常运行工况，对风机本身及机组的安全稳定运行带来严重的威胁。

茶园电厂锅炉为DG2020/25.31-П12型超临界变压直流炉，采用正压直吹式制粉系统，一次风机采用沈阳鼓风机厂生产的AST-1736/1120型动叶可调轴流式风机，由于风机选型偏大，在机组满负荷运行时一次风机出力仅达到风机额定出力的60%左右，加上风机实际运行工况点大大偏离厂家提供的性能曲线上的理论失速线，对风机的运行操作和分析判断指导不足，导致一次风机运行中多次发生失速，严重影响了机组的安全稳定及经济运行。

2 轴流式风机失速原理轴流式风机的叶片通常是机翼流线型的，在冲角为零或者小于临界冲角时，其阻力主要为叶片的表面摩擦阻力，机翼型的气流保持其流线形状。

当冲角增加到某一临界值时，气流在叶片背部的流动遭到破坏，尾部涡流变宽，升力减小，阻力急剧增加，进而使叶道堵塞，使风压急剧降低，这种现象称为失速。

3 轴流式风机失速现象及分析3.1失速的现象茶园电厂一次风机在不同负荷段均发生过失速，失速后主要现象为：失速一次风机电流突降（10-20A），2台风机电流偏差大，失速风机出口风压快速下降，一次风母管压力急剧下降，风机发失速报警，严重时造成锅炉燃烧不稳甚至灭火。

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（３）失速是叶片结构导致的一种空气动力工况，有其自身的规律，其影响因素包括叶片结构、叶轮本身、进入叶轮的气流情况等；而喘振的发生及现象特征则取决于外界条件，例如风机在某系统
的气流工况开始恶化，边界层受到破坏，在叶片
背面尾端出现涡流区，形成失速，如图ｌ（ｂ）所示。冲角大于临界值越多，失速越严重，流体流动阻力
就越大，风机风压也随之迅速降低。
气流 ——
方向 — （ａ）正常状态
电力安全技术
第１６卷（２０１４年第４期）
动叶可调式轴流一次风机失速和喘振分析
李伟军
（大唐景泰发４）－，甘肃白银７３０４０８）机失速与喘振现象发生的机理，指出了失速和喘振的
相互联系，分析了２台一次风机发生抢风现象的实际过程，提出了一次风机失速与喘振的预控和事
一一
系统耦合为一个具有周期弹性的空气动力系统。
第１６卷（２０１４年第４期）
．电力安全技术
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
＼
一
度下的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。
１．３失速与喘振的区别与联系（１）失速发生时，只是叶片附近的工况有波动，
整台风机的流量、压头和电流基本保持稳定，仍可
２台风机动叶角度不一致或风量有较大偏差，风机
也能稳定运行。
以连续运行；而喘振发生时，各项指示数据均大幅脉动，风机无法继续工作。（２）失速刚产生时，工作人员不易察觉，只有
３
口
图２工况变化与失速过程（定流量运行）
Ｂ２台风机的风量为和，对应风机出口全风压为ｐ，风机工作点分别在图２中ａ，ｂ位置上。此时的工作点都处在各自动叶角度下Ｐ－Ｏ性能曲
线临界点的右半段，风机处在稳定状态运行；即使
利用精密的仪器才能够探测到，此时风机的特性曲线仍然可以测得；而喘振产生的现象则非常激烈，
无法测量到当时的工况。
若由于某种因素（如跳磨、跳给煤机、风机挡板误关等）导致通风系统阻力增加。假设这时２台
风机仍需要保持风量Ｑ和，由于通风系统阻力增加，则需要开大风机的动叶角度，提高出口全风压来维持Ｑ和不变，相应工作点要上移。当
角增加到某一临界值时，气流在叶片背部的流动就会遭到破坏，尾部涡流变宽，升力减小，阻力急剧增加，进而使叶道阻塞，导致风压急剧降低，这种现象就是失速。
１．２喘振
喘振是指泵与风机的流量和能头在瞬间发生不稳定的周期性反复变化的现象。动叶可调式轴流风
式布置。该厂在调试和生产过程中，一次风机曾多
次发生失速和喘振，影响风机的安全稳定运行，甚至危及到锅炉燃烧的稳定性，对机组的安全运行危
害很大。
气流 ——
方向 —
１失速和喘振机理
图１风机叶片附近的流场
１．１失速
轴流式风机的叶片通常呈机翼流线型，当其冲角为０。或小于临界冲角时，它们的阻力主要为表面摩擦阻力，绕翼型的气流保持其流线形状；当冲
故处理措施，提高了机组的安全稳定性。［关键词］动叶可调；一次风机；失速；喘振
０引言
随着大型火力发电机组的迅速发展，高效、大
称为冲角。当风机处于正常工况时，冲角很小，接近于０。，气流绕过机翼型叶片而保持流线状态，如图ｌ（ａ）所示。当气流与叶片形成正冲角，即
（２）以Ａ，Ｂ２台并列运行的一次风机为例。假设２台风机工作点存在微小差别（实际运行中２台风机工作点也不会完全相同，可能交替变化或者保持一定的差值），在通风系统正常状态下，Ａ，
机全压相对较低，其性能曲线呈驼峰型（见图２），存在峰值点Ｋ，易发生喘振。通常称Ｋ点右侧区域为风机的稳定工作区，左侧为喘振区。当风机的工作点落入喘振区发生喘振时，风机和大容量管路
如图１所示，气流方向与叶片叶弦的夹角
＞０。，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面
容量的轴流式风机被普遍选用。动叶可调式轴流风机具有体积小、重量轻、低负荷区域效率较高、调
节范围广、反应速度快等优点。但因轴流风机具有驼峰形性能曲线的特性，决定其并不是在任何工况点都能稳定地工作，一旦风机的工作点移至不稳定工作区就可能引发风机失速及喘振。失速和喘振对于风机的安全运行危害很大，若处理不正确，会损坏设备并危及机组的安全稳定运行。景泰发电厂１，２号炉的一次风机为上海鼓风机厂生产的双级动叶可调式轴流风机，型号为ＰＡＦｌ９一ｌ４．４－２，呈卧