轴流风机的防喘振控制
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。
电站轴流式风机的失速喘振与防治
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
地铁工程中轴流风机的应用及喘振的预防
地铁工程中轴流风机的应用及喘振的预防摘要：随着城市轨道交通地不断发展，地铁已经成为人们日常出行的首选交通工具，而地铁车辆空调通风系统的主要作用就是使客室内的温度、相对湿度、空气流动速度及洁净度(主要指尘埃及二氧化碳含量)保持在规定的范围内，为乘客创造舒适的乘车坏境。
地铁空调通风系统一般分为开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统，地铁隧道风机是地铁空调通风系统和地铁安全设备中的重要组成部分，必须保证隧道内空气流通和恰当的氧气含量，而地铁隧道风机便是实现这一目标的有效手段，其安全、高效运行是地铁安全运营、及时疏散的可靠保证，对于轴流风机喘振的预防和控制尤为中要求。
关键词：地铁通风系统轴流风机喘振防喘振环1、引言2023年某在建轨道交通风水电工程通风空调系统含有的风机类型有：隧道风机、排烟风机、排热风机、回排风机、新风机等，每个系统不同风机在地铁系统中发挥不同的作用。
在地铁系统中，不同类型的隧道风机合理搭配使用，方能保证地铁系统的安全稳定运行。
随着城市轨道交通建设的不断发展，地铁隧道风机的需求量越来越大。
随之而来的则是隧道风机分类的不断细分，要选对适合的隧道风机成为了一项具有挑战性的任务。
根据隧道风机的使用环境，我们可以简单地分为普通型风机和紧急生存型风机。
普通型风机是隧道通风系统的基本构成部分，主要用于排除隧道内的废气和烟雾等有害气体，通风量相对较小。
而紧急生存型风机则是在特殊情况下使用的，其通风量大，从而保证人员的逃生安全。
隧道风机虽然分类细致，但从使用效果上来看，则可简单归为两种：离心风机和轴流风机。
离心风机适用于通风量相对较小的隧道，其结构紧凑、运行稳定、噪音小，能够同时进行防腐、防爆及节能等多方面要求。
轴流风机则适用于通风量较大的隧道，其运转效率更高，耗能更低，但同时噪音也相对较大。
正式因为地铁环境的特殊性，地铁通风系统中的隧道风机、排烟风机、排热风机等均采用轴流风机。
轴流风机是地铁隧道中最常见的风机类型之一，它的特点是风量大、能效高，适用于隧道通风、排烟和空气调节等多种用途。
防止轴流风机喘振措施
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
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。
轴流式一次风机喘振的控制与预防
４
次风 机发 生 喘振后 ． 立 即关 小调 节动 叶 ． 应 最
速 或 喘 振 几 率 升 高 。 次 ， 并 列 运 行 的 两 侧 风 机 出 再 当
力 不 平 衡 时 ， 侧 出 力 偏 高 ； 一 侧 较 低 。 出 力 低 的 一 另
机 组 的 安 全 、 济 运 行 ， 要 从 运 行 调 整 、 备 治 理 经 主 设
等方 面采 取 了一 系列针 对性 措施 ：
（ ） 行 过 程 中 维 持 一 次 风 机 出 口压 力 在 较 低 １运
分 别 为 ３ ５ ／７０ ．也 就 是 在 性 能 曲 线 动 叶 角 度 ６．￣３ ． ｏ ＋ ｏ 右 侧 附 近 ． 动 叶 角 度 ＋ ．ｏ７ｏ ｘ ５线 ６５ ／ ．ｏ￣ ， 的 临 界 风
压 １ ． Ｐ ２４ｋ ａ、 风 量 ６ ． ４ ２ｍ ； 当 时 两 风 机 实 际 风 量 ｓ ４ ／ ３ｍ３ ， 应 的 临 界 风 压 １ ．６ １ ． １ｋ ａ 当 时 两 ７５ ／ 对 ｓ ０５ ／０ ８ Ｐ ； 风 机 的 实 际 风 压 ８９ ／ ． １ Ｐ ． 此 无 论 对 应 动 ．４１ ９ １ ８ ｋ ａ 因 叶 角 度 ＋ ． ￣７ ０ 或 对 应 实 际 风 量 ４ ／ ３ｍ３ ６ ５ ／ ．ｏ ７５ ／ ｓ都 在 性
∞ 【 ， 幽区
２ ｌ ０ ９ ８ ６ ４ ２
好 的 层 流 状 态 ． 着 叶 片 开 度 增 大 ， 速 升 高 、 压 随 流 风 升 高 ． 片 后 边 缘 的 流 体 会 脱 离 叶 片 ， 成 涡 流 区 而 叶 形 失 速 ． 时 风 机 工 况 点 仍 在 性 能 曲线 临 界 线 以 下 。 此 风 机 工 作 正 常 随 着 风 机 失 速 程 度 的 加 深 。涡 流 区 扩 大 ． 气 流 动 状 态 由 层 流 变 为 紊 流 。 气 在 风 机 出 口 空 空 处 积 聚 ．流 动 不 畅 ． 造 成 空 气 在 风 机 内 产 生 激 烈 脉 动 ． 机 进 入 喘 振 状 态 。 时 风 机 工 况 点 进 入 性 能 曲 风 此
轴流式风机喘振逆流的控制及故障分析 郭少彬
轴流式风机喘振逆流的控制及故障分析郭少彬摘要：轴流式风机发生喘振、逆流的机理、原因及危害,杜绝喘振和逆流工况发生的实施过程。
文章通过对一起高炉鼓风机喘振、逆流事故的原因分析，提出了完善改进控制系统的处理措施，增强了高炉鼓风机安全稳定运行的可靠性，有效地避免了类似事故的发生。
关键词：轴流风机；喘振逆流；故障；控制1导言正常生产工况下，主风机组向再生器底部输送压缩空气，使再生器和反应器内的催化剂处于流化循环状态，以满足催化裂化反再系统的流化及为烧焦提供输送空气，如主风机组停运，催化裂化反应也将被迫停止。
因此，主风机组的运行状况直接影响着整个催化裂化装置的安全稳定运行。
喘振和逆流是诸多影响主风机组安全运行因素的一部分。
2轴流式风机的喘振与逆流2.1喘振的成因及危害喘振又称飞动，是指轴流压缩机运行过程中，因系统负荷降低而使压缩机进口流量降低，当进口流量降到一定程度时，气体排出量会出现强烈振荡，使机身出现剧烈振荡的现象。
在装置的日常生产中,轴流式压缩机总是与管网一起联合工作。
图1为压缩机和管网联合工作性能曲线。
图中曲线Ⅰ是管网的阻力线，曲线ABC为压缩机的特性线，P为管网压力，Q为压缩机进口流量。
图1压缩机和管网联合工作性能曲线如图1所示，机组正常工作时，机、网在两曲线交点B工作。
若管网阻力增加，则管网曲线左移，管网阻力线从位置Ⅰ移到Ⅱ，机、网系统工作点向上移动，压缩机工况向小流量偏移。
当流量减少到正常工作允许最小值时，压缩机工作移到C点，此时压缩机通道受阻堵塞，使气流产生强烈脉动，压缩机出口压力突然下降。
而管网中气体压力并未同时下降，由于管网阻力大于压缩机出口压力，气体倒流到压缩机，压缩机工作点经H从C跳到D点。
由于管网一方面向外排气，一方面向压缩机倒流，因而压力从C降到G点，压缩机压力也从D降到E点，此时压力达到新的平衡，压缩机又建立起正常输气条件，其工作点由E跳到F点，由F点突跃到原曲线ABC。
此时压缩机的流量大于管网排出量，于是压缩机背压上升，机、网的工作点又向C点靠近。
高炉轴流风机防喘振控制优化及实施
上 ，形成耐磨板 ，然后再根据需 要 卷 制成不 同的衬 套镶嵌在接管 及调 节蝶 阀内 ，从而提 高半净煤 气调压 阀组 抗冲刷的能 力。 通 过 三 维 模 拟 及 用 户现 场 使 用 ，增加 导流柱和耐 磨衬套的半净 煤气调 压阀组使用 寿命较改进前的
用寿命短的瓶颈问题。新型半净煤气调压阀组的研制，可有效降低炼铁高
行 ，另 一方面可能制约 风机供风能力的充分发挥 。
高炉鼓 风机是 高炉炼铁 生产的 关键动 力设备 ，为确保鼓风 机的安 全稳定运 行，在其控制 系统 中必须 配备防喘振 自动控 制 ，并应 兼顾高 炉生产 、机组 安全 、节能 降耗等各
方因 素，高炉作为鼓风 机供风的 负 载 ，Ｉ 炉内状 况瞬息万变 ，鼓风阻 力
【 关 键 词 】 轴 流 风 机 防 喘
振 优化 实 施
振控 制 侧重于保护 鼓风机 ，加之 防喘振控 制品质 不高 ，２ ０ １ ０ 年 投产以 来 ， 防喘振控 制系统运行状况不甚理想 ，主要表现在 以 下几方面。
一
、
前言
１ ）防喘阀开 度基本在 ｌ Ｏ ％左右 ，轴流 风机经常处 于放 风状态 ， 造 成大 量无谓能量损失 ，放风噪声污染严 重。 ２ ）防喘振的控 制品 质有 待提 高 ：一旦高炉路 况不顺 ，鼓 风阻 力增 大使 风机 工况点进 入调节 区时 ，通 常是采 用人 工紧急干预 打开防 喘阀 ，使工况 点 回到稳定工作区 ，保守的安全意识使 工况点总是远 离防喘振线 。 ３ ）不 同人 口温度对 风机 喘振 性能 有较 大影 响 ，采 用 固定 的喘振 性能 曲线 不能真 实地反映 风机喘 振性能 ，一 方面 可能影 响 风机 的安全 、稳定运
为计算依据 ，采用 的常规 的Ｐ Ｉ Ｄ 运
高炉轴流风机喘振分析及防喘振控制系统研究讲解
高炉轴流风机喘振分析及防喘振控制系统研究张红庆陕西维远科技有限公司 710054摘要：本文介绍了轴流风机喘振现象的形成机理、不同气温条件下喘振曲线的动态补偿方法，分析了常见的传统防喘振控制工艺中存在的不足，以及先进防喘振控制技术应用于高炉轴流风机的优化控制策略。
关键词：轴流鼓风机；防喘振；优化控制引言目前静叶可调式轴流风机在钢铁企业400~2000m3的高炉上已普遍使用。
在高炉风机的控制系统中，防喘振控制系统是最核心的控制环节，必须综合考虑高炉生产、机组安全、节能降耗等多方面需求，如果在控制工艺中采用常规的简单、粗放的设计方法，不仅能耗浪费严重，也是极大的安全隐患。
本文介绍的高精度防喘振控制系统，不仅可以更有效地保证机组和安全和稳定，同时也可以充份发挥机组的最大性能范围，对高炉安全性和产量的提高起到显著的促进作用。
轴流风机喘振现象的本质为了更好地理解和设计防喘振控制系统，有必要对轴流压缩机形成发生喘振现象的本质原因加以说明。
轴流风机转子的叶片呈多级排列，每一级叶片环绕转子形成一组叶栅。
空气流经过多级叶栅逐级压缩传递，最终经末级叶栅到达出口。
在一定的静叶角度下，气体的流量与风机出口的压力有关，压力越高，流量越低。
喘振是指风机达到出口压力极高、流量极低极限后的工况突变。
气流冲角及叶片背面表层气流脱离失速现象气流沿轴向进入叶栅时，气流方向与风机叶片之间的夹角称为气流冲角。
随着压力的增高，入口流量愈小，气流冲角也就愈大。
当气流冲角增大到一定程度时，沿叶片的非工作面将发生气流脱离现象。
这种现象称为脱流或失速。
失速是叶轮式轴流输送设备都会遇到的一种现象，失速又叫旋转脱流，即由于气体对叶片的冲角过大而使得气流的流线脱离叶片表面，结果叶片表面处的气流变为紊流，同时可导致叶片颤振。
失速区沿叶栅旋转传递和不断扩展，就会引起压缩机的工况突变，即喘振。
气流冲角增大至一定程度后，沿叶片背面形成气流脱离现象示意图当风机发生喘振时，整个风机的管网系统气流周期性振荡现象，这时，轴流风机虽然仍在旋转，但对气体所做的功却不能提高风机的流量和压力，而是基本上转化为空气热能。
轴流风机的防喘振控制..
长岭分公司关键机组防喘振控制长岭分公司机动处李晖一概述透平式压缩机是利用高速旋转的叶轮（叶片组）对气体作功，将机械能加给气体，使气体压力升高，速度增大。
在叶轮后部一般设置有面积逐渐扩大的扩压元件（扩压器），高速气体从叶轮流出后再流经扩压器，使气体的流速降低，将气体的速度能（动能）部分转变为压力能，压力继续提高。
透平式压缩机气体的吸入、压缩和流出均是在连续流动的状况下进行的。
透平式压缩机按气流运动方向可分为三类：离心式—气体在压缩机内沿离心方向流动轴流式—气体在压缩机内沿与转轴平行方向流动混流式—气体在压缩机内的流动方向介于离心式和轴流式之间长岭分公司的关键机组分二种：离心式压缩机和轴流式压缩机，它们的原动机有三种：电动机，烟气轮机和蒸汽轮机，压缩机的主要作用是压缩空气和富气等工艺介质，使之达到工艺所需的流量、压力。
关键机组是生产中的关键设备，它们的运行工况对压缩机安全、稳定、经济地运行和生产装置的正常运行十分重要，而在关键机组的诸多自控回路中，其防喘振控制是一项重要的安全保护措施。
二防喘振控制系统喘振是透平压缩机的一种固有特性。
1.喘振的产生压缩机的运行工况任何时候都可以用性能曲线来表示，通过性能曲线可以反映压缩机各种运行参数之间的关系并确定其性能，如图1所示的是反映压缩机出口压力与入口流量之间关系的性能曲线(入口温度、压力和转速不变)。
当压缩机的流量沿着性能曲线减少流量达到其驼峰点流量（喘振点）时，在排出管内出现时大时小、时正时负的不稳定工况，在叶轮及扩压器的某一通道内还会发生时出现时消失的边界脱离涡流区，并且依次传给相邻的管道，产生一种低频率、高振幅的气流脉动，从而引起严重的振动和吼叫声，严重时可能引起压缩机和管道系统遭到破坏。
2. 喘振的机理由于叶轮与叶片扩压器的形状及安装位置不可能完全对称及气流的不均匀性，当进气流量减小到某一个值时，进入叶栅的气流发生分离，这种分离首先发生在一个或几个叶片的流道中，影响进入相邻的流道的气流方向，由于进气冲角的变化及气流的分离区沿叶轮逆流旋转，以比叶轮旋转速度小的相对速度移动，在绝对运动中分离区沿叶轮旋转方向并以比叶轮旋转速度小的速度进行，即产生旋转分离。
轴流风机调节特性避免风机喘振方法及发生喘振处理方法制粉系统流程ppt文档
• 11)负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工 质欠焓增大，容易发生水动 力不稳定。由于给水流量降 低，水冷壁流量分配不均匀性增大；压力降低，汽水比容 变化增大；工质欠焓增大，会使蒸发段和省煤段的阻力比 值发生变化。
• 12)水冷壁可灵活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷 壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现变压运行。
轴流风机调节特性避免风机喘振方法及发生喘振处理方法 制粉系统流程
直流锅炉
直流锅炉没有汽包，工质一次通过蒸发部分，即循环倍率为1。 直流锅炉的另一特点是在省煤器、蒸发部分和过热器之间没有固定 不变的分界点，水在受热蒸发面中全部转变为蒸汽，沿工质整个行 程的流动阻力均由给水泵来克服。 • 直流锅炉的技术特点 • 1)取消汽包，能快速启停。与自然循环锅炉相比，直流炉从冷态启 动到满负荷运行，变负荷速度可提高一倍左右。 • 2)适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。 • 3)锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻。一台300MW自然循环锅 炉的金属重量约为5500t～7200t，相同等级的直流炉的金属重量仅 有4500t～5680t，一台直流锅炉大约可节省金属2000t。加上省去 了汽包的制造工艺，使锅炉制造成本降低。 • 4)水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部 阻力的25％～30％。所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又 增加了运行耗电量。 • 5)直流锅炉启动时约有30％额定流量的工质经过水冷壁并被加热， 为了回收启动工程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有 足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统，而且需要设 置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。加上直流锅炉 的参数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于 自然循环锅炉。
轴流风机喘振原因及控制措施
轴 流式 风机 是 一种 低 压 大 流量 的 风 机 ，其 优越 性 日益 得 到大 家 的认 可 ，并 且广 泛 应用 于 各个 工 业 领 域 。因为 轴 流 风机 结 构 复 杂 ，旋转 的 动部 件 较 多 ，所 以 它 的可 靠 性 比 离 心式 风 机略 差 一些 ，主要 体 现在 风 机 的 喘振 上 。风 机 喘 振 时 ，气 流 强 烈 的周 期 性 的来 回 流 动 ，会 导致 噪 声 变 大 、 叶 片应 力 加 大 ，对 叶 轮 和轴 承及 其 连 接 部 件 产 生 很 大 冲 力 ，当这 些 力 增 大 到一 定 程 度 ，会 使 风 机 的转 动 与 静 止部 件 发生 断 裂 ，甚 至摧 毁 整 个 风 机 ，因此 我 们 要 避 免 风 机 在 喘 振 区 工 作 。 １ 风 机 喘 振 的 判 断 方 法
风 机入 口流量 突 然 变 小 和 管 网 的 阻 力 系 数 过 大 均 有 可 能 导 致 风机 喘振 的发 生 。 造成 风 机 喘振 有 两 方 面 的原 因 ：从 内部 来 说 ，叶 栅 内 出现 强 烈 的 突 变 性 旋 转 失 速 ；从 外 部 条 件 来 说 ，与 管 网 容 量 和 阻 力 特 性 有 关 。
工 艺 与 装 备
４１
轴 流 风机 喘振 原 因及 控 制措 施
吴 利 云 石 成 江
（辽 宁石 油 化 工 大 学机 械 工 程 学 院 ，抚顺 １１３００１）
摘 要 ：本 文 针 对 轴 流 风 机 喘振 产 生 的危 害 、原 因 ，以及 选 择 防止 喘 振 发 生 的 方 法 ，进 行 了较 为详 尽 的 阐 述 ，为 风机 喘 振 的在 线 监测 与 控 制奠 定 了基 础 。
轴流式高炉鼓风机防喘振
轴流式高炉鼓风机防喘振汇报人：日期:•轴流式高炉鼓风机概述•喘振现象与危害•防喘振技术与措施•实际应用与效果评估•结论与展望01轴流式高炉鼓风机概述工作原理结构组成轴流式高炉鼓风机的工作原理炼铁核心设备高炉鼓风机的性能及运行状态直接关系到高炉内的气流分布、燃烧效率等关键指标，进而影响到炼铁效率。
影响炼铁效率设备维护与管理高炉鼓风机在炼铁工艺中的地位稳定运行范围宽轴流式高炉鼓风机具有较宽的稳定运行范围，能够适应不同工况下的气流需求。
高效节能轴流式高炉鼓风机采用先进的叶轮设计和高效扩压器，具有较高的气动效率，能够实现节能降耗。
抗喘振能力强通过采取一系列防喘振措施，如设置回流阀、采用可变进口导叶等，轴流式高炉鼓风机具有较强的抗喘振能力，确保在各种工况下稳定运行。
轴流式高炉鼓风机的运行特性02喘振现象与危害喘振时，风机的压力和流量会产生周期性的波动。
喘振现象的定义压力和流量波动气流不稳定降低效率机械设备损坏缩短使用寿命030201喘振对高炉鼓风机的影响喘振对炼铁工艺的危害03防喘振技术与措施被动防喘技术主动防喘技术常用的防喘振技术防喘振控制系统的设计与实现控制系统硬件设计控制算法设计实时监测与故障诊断定期维护与检修定期对鼓风机进行维护保养，检查叶轮、轴承等关键部件的磨损情况，及时更换损坏部件，确保鼓风机处于良好运行状态，降低喘振风险。
预处理操作在启动鼓风机前，对进口管道进行预热、预冷处理，以减少气流中的水分和杂质，降低喘振风险。
平稳升速在鼓风机启动和运行过程中，要控制升速速率在合适范围内，避免过快升速导致气流不稳定而引发喘振。
及时调整导叶角度根据高炉工况和鼓风机的运行参数，实时调整进口导叶的角度，确保气流稳定、连续，防止喘振发生。
高炉鼓风机防喘振的操作策略04实际应用与效果评估防喘振技术在某高炉的应用应用背景01技术方案02实施过程03能耗降低维护成本减少性能提升防喘振措施实施前后的性能对比智能化自适应性绿色环保未来防喘振技术的研究与发展方向05结论与展望提高设备稳定性防喘振技术能够显著减少高炉鼓风机的喘振现象，提高设备的运行稳定性，降低故障率。
矿用轴流式风机的喘振分析及预防措施
FORUM 论坛装备100 /矿业装备 MINING EQUIPMENT矿用轴流式风机的喘振分析及预防措施1 工程背景某公司的一套 300MW 机组锅炉配备的两台动叶可调风机某日发生喘振现象导致风机的叶片断裂。
在发生轴流式风机是煤矿的一个重要通风机，属大型设备，其特征是压力低、流量大，因此必须保证其能安全可靠地运行。
但由于受其本身的特性影响，风机并不能保证时时刻刻都在稳定地工作, 由于其具有驼峰形的性能特征，所以当工作点运行至不稳定区就可能引起风机喘振。
如果风机在运行过程中出现喘振现象，将会影响煤矿整个通风系统的风量，风机的喘振不仅会对煤矿机械和设备造成破坏，严重的还会引发煤矿安全事故。
因此，本文将通过风机个体特性曲线以及工况变化分析喘振发生的原因，防止风机运行在不稳定工况区从而避免喘振现象的发生。
□ 韩佳峰 山西霍尔辛赫煤业有限责任公司 山西长治 046600喘振之前可清晰的听到有铁件撞击后落下的巨响，并且风机产生了剧烈的震动。
经调查是由于叶片安装角度不一致，而且在调换个别叶片时，对叶片进行了略微打磨，表1 机组主要性能参数性能参数单位亚临界供热湿冷、汽泵亚临界供热间冷、汽泵超临界供热直冷、汽泵超临界湿冷、汽泵装机容量MW330300350350汽轮机型式两缸两排汽两缸两排汽三缸两排汽两缸两排汽过热器出口蒸汽流量(t/h 1100116411401100汽轮机制造厂东汽上海东汽哈汽主蒸汽流量(TRL 工况)T/h 104511301014.31045.9主蒸汽压力MPa(a)16.6716.6724.224.2主蒸汽温度℃538538566566再热蒸汽流量(TRL 工况)t/h 799.787940829.93880.82再热蒸汽温度℃538540566566低压缸排汽压力kPa(a) 4.9/11.811/2813/32 6.6/11.8给水温度（TRL）℃276277276.4287.88机组THA 工况下的热耗kJ/kW.h 7800831780567570锅炉效率（ECR工况）%93.593.593.593.5管道效率%99999999机组发电设计标准煤耗g/kW.h 287.9307297.3279.4机组供电设计标准煤耗g/kW.h 304324.2315.6295并没有将一整套叶片一起调换，导致其几何形态不一致、转动应力不均、自震频率改变，发生喘振现象。
轴流风机的失速和喘振及预防(精)
轴流风机的失速和喘振及预防轴流式风机在运转时气流是沿着轴向进入风机室，空气在风机叶轮处受挤压，又沿着轴向流出的风机，空气在不断旋转的叶轮处获得能量。
轴流式风机负荷调节是根据控制系统发出指令，伺服机带动液压缸调节输入杆，液压缸缸体发生轴向位移，推力盘轴向位移，带动所有叶片同步转动角度，来调节风机的出力（一次风机主轴为中空轴，中间有一连接杆，连接前后两级推力盘，通过液压缸的带动，两级推力盘同步移动，从而两级叶片同步转动）。
送风机叶片转动角度范围（－30～＋10°），一次风机叶片转动角度范围（－30～＋15°）。
液压缸调节原理：叶片需开大时，伺服机带动调节杆向开大的方向旋转一定角度，则伺服阀芯向后移动，液压油进入液压缸体后腔，前腔油通过回油管返回至油箱，液压缸体向后移动，叶片开大，此时和缸体连在一起的反馈杆也一同向后移动，而反馈杆带动伺服阀套向后移动相同的距离，从而堵住进油孔，停止进油，保持叶片在某一开度；若叶片需关小时，伺服机带动调节杆向关小的方向旋转一定角度，则伺服阀芯向前移动，液压油进入液压缸体前腔，后腔油通过回油管返回至油箱，液压缸体向前移动，叶片关小，此时和缸体连在一起的反馈杆也一同向前移动，而反馈杆带动伺服阀套向前移动相同的距离，从而堵住进油孔，停止进油，保持叶片在某一开度。
液压缸调节头处各阀、轴封的微量泄漏油通过泄漏油管返回的油箱。
一、轴流风机的失速与喘振1、轴流风机的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（气流方向与叶片叶弦的夹角α即为冲角）为零或很小，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。
轴流通风机喘振现象分析及预防措施
1.风机性能曲线2.管网性能曲线 图1 风机特性 图2 荣山煤矿两翼通风形式图 轴流通风机喘振现象分析及预防措施摘要：就矿井轴流和离心两种风机并用发生的喘振现象，对喘振产生的原因进行了分析，指出了如何对喘振进行判断，并给出了几种消除喘振的解决方案。
关键词：轴流式通风机；喘振；工况；措施0 引言广元荣山煤矿炭厂坡井主通风机使用的是我院生产的FBCDZ №18/2×132kW 煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流通风机，在使用过程中出现了风量、风压和电流大幅度波动，风机的振动增大，噪声增高的喘振现象，风机已经无法正常工作。
为了减小对生产的影响，采取了一些临时性措施（如降低二级电机运行频率，或者分别调大一级、调小二级叶片安装角度），消除了喘振现象，但却降低了通风系统效率。
1 风机喘振现象及原因分析风机发生喘振的现象及特点：(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）风机二级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。
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[1]（这是风机的固有特性，只是轴流式通风机相对比较敏感），如图1 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。
炭厂坡井主通风机发生喘振，说明其工况已落到B 、C 之间。
通过对荣山煤矿实地调查分析得知：该矿矿井的通风方式采用的是两翼对角式抽风，如图2所示，该矿有一个进风口，两个回风口。
两个回风口分别负责东、西两个大的采区工作面的通风，东面（二重岩）采用离心式抽风机抽风，西面（炭厂坡）采用我院生产的轴流式通风机抽风。
- 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)。
长岭分公司关键机组防喘振控制长岭分公司机动处李晖一概述透平式压缩机是利用高速旋转的叶轮（叶片组）对气体作功，将机械能加给气体，使气体压力升高，速度增大。
在叶轮后部一般设置有面积逐渐扩大的扩压元件（扩压器），高速气体从叶轮流出后再流经扩压器，使气体的流速降低，将气体的速度能（动能）部分转变为压力能，压力继续提高。
透平式压缩机气体的吸入、压缩和流出均是在连续流动的状况下进行的。
透平式压缩机按气流运动方向可分为三类：离心式—气体在压缩机内沿离心方向流动轴流式—气体在压缩机内沿与转轴平行方向流动混流式—气体在压缩机内的流动方向介于离心式和轴流式之间长岭分公司的关键机组分二种：离心式压缩机和轴流式压缩机，它们的原动机有三种：电动机，烟气轮机和蒸汽轮机，压缩机的主要作用是压缩空气和富气等工艺介质，使之达到工艺所需的流量、压力。
关键机组是生产中的关键设备，它们的运行工况对压缩机安全、稳定、经济地运行和生产装置的正常运行十分重要，而在关键机组的诸多自控回路中，其防喘振控制是一项重要的安全保护措施。
二防喘振控制系统喘振是透平压缩机的一种固有特性。
1.喘振的产生压缩机的运行工况任何时候都可以用性能曲线来表示，通过性能曲线可以反映压缩机各种运行参数之间的关系并确定其性能，如图1所示的是反映压缩机出口压力与入口流量之间关系的性能曲线(入口温度、压力和转速不变)。
当压缩机的流量沿着性能曲线减少流量达到其驼峰点流量（喘振点）时，在排出管内出现时大时小、时正时负的不稳定工况，在叶轮及扩压器的某一通道内还会发生时出现时消失的边界脱离涡流区，并且依次传给相邻的管道，产生一种低频率、高振幅的气流脉动，从而引起严重的振动和吼叫声，严重时可能引起压缩机和管道系统遭到破坏。
2. 喘振的机理由于叶轮与叶片扩压器的形状及安装位置不可能完全对称及气流的不均匀性，当进气流量减小到某一个值时，进入叶栅的气流发生分离，这种分离首先发生在一个或几个叶片的流道中，影响进入相邻的流道的气流方向，由于进气冲角的变化及气流的分离区沿叶轮逆流旋转，以比叶轮旋转速度小的相对速度移动，在绝对运动中分离区沿叶轮旋转方向并以比叶轮旋转速度小的速度进行，即产生旋转分离。
当旋转分离扩散到整个管道，压缩机出口压力突然下降，后面管路（或容器）中的气流倒流至压缩机内，瞬时弥补了压缩机流量的不足，恢复机组的正常工作，把倒流至压缩机内的气体压出处，又使压缩机流量减小，压力再度下降，压缩机后管道中的气体又重新倒流至压缩机内，重复上述现象，压缩机及入口流量出口压力1图1 压缩机性能曲线图气体管路产生低频率、高振幅的气流脉动，并发出很大的响声，机组产生剧烈振动，以至无法工作，甚至损坏设备。
3.防喘振方案由于压缩机喘振对机组及生产的危害，在压缩机正常运行时，必须防止喘振的发生；在机组发生喘振后，必须尽快采取措施使机组回到正常运行工况。
因此，压缩机防喘振系统设计的主要目标就是寻找一种可靠的方案，使机组工作点离开喘振点，保证机组正常、安全地运行。
目前有二种防喘振方案：一种是应对式防喘，这种方案主要是机组发生喘振后，尽快采取措施使机组回到正常运行工况；另一种是采用防喘振控制系统，这种方案主要是在压缩机正常运行时，采用近似的方法(到目前为止，对于不同摩尔质量、温度、压力的压缩气体，还没有一种可行而固定的方法来精确地测量及计算压缩机的喘振点或喘振线)，建立一个离喘振曲线有一定余量的控制点或控制线，通过防喘振控制系统的控制响应防止喘振的发生，根据控制值的情况，这种防喘振控制系统又可分为二类：固定极限流量防喘振控制系统和随动可调极限流量防喘振控制系统，其中固定极限流量防喘振控制系统是根据压缩机组的性能曲线，用预定的最小流量值作为防喘振控制系统的给定值，这类方案可靠性高，使用于固定转速的离心式压缩机，但转速降低时，容易浪费能源；而随动可调极限流量防喘振控制系统是根据压缩机的通用性能曲线，采用近似的方法，建立一个离喘振曲线有一定余量的防喘振控制线，通过防喘振控制线的轨迹确定防喘振调节器的给定值，一般用于负荷可能经常波动的离心式压缩机及大型的轴流式压缩机。
长岭分公司的关键机组防喘振控制名细如下表：4.设计防喘振控制系统的基本思想从喘振的形成过程可以看出，导致压缩机喘振的条件有二个：首先在于压缩机越过最小流量（进入喘振区）时，会产生严重的旋转分离和分离区急剧扩大的情况；其次是压缩机与管路联合工作时性能曲线的状况和其交点的位置如何。
因此，防止喘振的方法主要是防止流量过小和出口压力过高，当操作需要流量减小到可能低于喘振点的流量时，应尽快采取措施，降低系统压力，达到降低机组出口背压，增大进气流量的目的，使工况点往大流量区（稳定工作区）移动，使压缩机正常运行时的工作点离开喘振点，从而防止喘振的发生。
由此看来，为了实现防喘振的要求，控制系统应具备以下基本条件：①系统能根据所控制的压缩机的性能曲线，预先给出防喘振控制器的给定值②压缩机出口应设防喘阀，能进行旁路调节或放空调节：旁路调节是当生产要求的气量比压缩机排气量小时，将其排气的一部分经气体冷却器冷却后，返回压缩机入口的调节方法；放空调节是当压缩介质为空气时，不需要返回入口而直接放空的调节方法③应能测出实际运行工况，并判断所处的位置，发生相应的控制响应。
其中，根据所控制的压缩机的性能曲线，预先给出防喘振控制器的给定值尤为重要，特别是对工业介质离心式压缩机和大型轴流式机组而言，一方面要根据机组安全要求，要提供一个额外的安全空间来保证机组在预料的最坏工况下的安全，同时又要防止防喘阀频繁动作，降低压缩机的压缩效率，导致能源浪费。
因此，这些机组普遍采用通用性能曲线控制方案，即采用随动可调极限流量防喘振控制系统，随压缩机的不同工况（压缩比、出入口压差、出口压力、转速等）自动改变防喘振控制器的给定值，而采用随动可调极限流量防喘振控制系统的关键又在于机组防喘振控制线的确定和防喘振模型的建立。
下面通过长岭分公司1#催化C302富气压缩机和B101轴流式空气压缩机的防喘振控制系统为例，介绍随动可调极限流量防喘振控制系统的设计。
三1#催化C302富气压缩机的随动可调极限流量防喘振控制系统1#催化C302富气压缩机是变速机组，原动机为杭州汽轮机厂的NG40/32型汽轮机,压缩机为沈阳鼓风机厂的2MCL606(一缸二段)，整机用于压缩1#催化分馏塔顶富气至一定压力后入系统管网，维持后部系统压力平稳。
正常工况下，采用分馏塔顶压力控制压缩机的转速来保证分馏塔顶压力平稳，恒速运行时，通过调节压缩机出口旁路防喘振调节阀来保证分馏塔顶压力平稳（分馏塔顶压控和防喘振调节组成低选系统）。
1#催化C302富气压缩机防喘振控制采用通用性能曲线控制方案（随动可调极限流量），该方案能够比较准确地确定压缩机入口气体条件：温度、压力等在一定范围内改变时的喘振点，能够设定压缩机最佳防喘振保护时的防喘振控制线，从而减少不必要的回流，提高机组效率，机组防喘振控制自控流程如图2所示：图2 1#催化C302防喘振自控流程简图1. 通用性能曲线防喘振控制方案1#催化C302富气压缩机防喘振控制调节是机组相关参数送入HONEYWELL的TPS 系统内的防喘振调节回路，通过出口旁路防喘振调节阀的控制响应来实现，1#催化C302富气压缩机入口气体流量测量仪表FT3520为V—CONE流量计配智能差压变送器(仪表量程：0-50KNM3/H)，出口旁路防喘振调节阀FV3520为HCU笼式调节阀配低功耗ASCO 电磁阀，入口温度为TT3520(仪表量程：0-100℃)，入口压力为PT3520（表压，仪表量程：0-200KPa），出口压力为PT3520D（表压，仪表量程：0-2500KPa），分馏塔顶压力控制为PC3201D2（PT3201 表压，仪表量程：0-200KPa）。
假设压缩机入口气体体积流量Q，入口流量差压H S，入口绝对压力P S，出口绝对压力P d，入口温度为T，则存在如下关系：Q = K1（H S/ρ）1/2根据克拉珀龙方程：PV=MZRT/u 可得：ρ= P S（u /ZRT）K1为流量计流量系数，ρ为压缩机入口的气体密度，M为气体质量，Z为气体压缩系数，R为气体常数，u为气体摩尔质量压缩机入口工作状态下的体积流量Q实= K1（H S/P S）1/2[（ZRT / u）实] 1/2对应到标准状态下（P0=101.325Kpa,T0=273.150K）的参考流量可表示为：Q标= Q实ρ实/ρ标一般来说，在压缩机入口温度、压力变化不是很大的情况下，Z基本不变，气体成分不变时，u和R不变，可得下式：Q标= Q实（T0 P S）/（T P0）对一台离心式压缩机来说，实践已经证明，它的喘振流量值在相同的压缩比下几乎具有相同的质量流量（对应标准状态体积流量Q标），也就是说不管压缩机入口的进气条件怎么变化（在气体的摩尔质量几乎不变时），以流量变量Q标为X轴，以出入口压力比变量P d/P S为Y轴，根据压缩机在设计条件下的工作性能曲线，经过计算，可以作出一条比较精确而固定的压缩机喘振线，这条曲线叫压缩机通用性能曲线。
压缩机通用性能曲线防喘振控制就是基于上述的压缩机通用性能曲线，通过建立一条防喘振控制线来完成控制的，考虑到整个系统的响应时间以及工艺过程、机组的安全性和稳定性，压缩机防喘振控制线一般定在高于压缩机喘振线5—10%的流量上（1#催化C302富气压缩机取10%），机组正常工作时，防喘振控制的入口流量的设定值就是根据压缩机压缩比，通过防喘振控制线来确定,考虑到简化压缩机防喘振控制系统的设计、测试、维护，采用TPS内的线性化模块,采用折线近似法对输入信号进行非线性化补正,故防喘振控制线为折线近似而不是直线近似，使之更接近压缩机特性曲线，降低能耗。
2. 压缩机通用喘振曲线和防喘振控制线的确定在设计条件下（气体分子量36.998、入口温度40 0C、入口压力2.04 ATA），沈阳鼓风机厂提供的压缩机预期性能曲线如图3：根据压缩机预期性能曲线的数据，可制表如下： 经过数据处理， 可得到1#催化C302富气压缩机的喘振曲线，根据喘振曲线确定的实际防喘振控制曲线如图4所示。
0.0020000 10.0015.00 20.0025.0018000 14000 22000 24000 26000 2800016000出口压力P (ATA) 入口流量Q(M3/H)图3 压缩机预期性能曲线6847RPM7228RPM7608RPM7988RPM5.887.609.31 13.01在图4中：①富气分子量取36.998②为了安全起见,将喘振曲线右移10%,得到了实际防防喘控制喘线③预期性能曲线是在绝对出口压力下测试得出的,实际上用出入口压缩比;入口流量由设计条件下的流量对应到标准状态下流量。