风机喘振
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喘振的定义
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,泵或者风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。
喘振产生原因:
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。产品一般都附有压力-流量特性曲线,据此可确定喘振点、喘振边界线或喘振区。流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性,产生机械噪声,引起工作部件的强烈振动,加速轴承和密封的损坏。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。
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。
喘振的表现形式
出现喘振的风机大致现象如下:
1 电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动。
2 风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振动使炉膛负压波动燃烧不稳。
喘振常见原因
烟风道积灰堵塞或烟风道挡板开度不足引起系统阻力过大。两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行(我们常碰到的情况是风机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出,使风机导叶调节不同步引起大的偏差);风机长期在低出力下运转。
处理原则
一般的处理原则是调整负荷、关小高出力风机的导叶开度使风机出力相近,减小负荷量的变化率,加强进风段和出风段的风压探测和信息反馈控制,再根据上面所说的可能原因进行查找再作相应处理!
风机产生喘振的条件
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。
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。旋转脱流发生在图5-18所示的风机Q-H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域;而喘振只发生在Q-H性能曲线向右上方倾斜部分。旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素,与风道系统的容量、形状等无关。旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。
风机在运行时发生喘振,情况就不相同。喘振时,风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度的脉动,同时伴有明显的噪声,有时甚至是高分贝的噪声。喘振时的振动有时是很剧烈的,损坏风机与管道系统。所以喘振发生时,风机无法运行。
防止喘振的具体措施
1)使泵或风机的流量恒大于QK。如果系统中所需要的流量小于QK时,可装设再循环管或自动排出阀门,使风机的排出流量恒大于QK. ;
2)如果管路性能曲线不经过坐标原点时,改变风机的转速,也可能得到稳定的运行工况。通过风机各种转速下性能曲线中最高压力点的抛物线,将风机的性能曲线分割为两部分,右边为稳定工作区,左边为不稳定工作区,当管路性能曲线经过坐标原点时,改变转速并无效果,因此时各转速下的工作点均是相似工况点。
3)对轴流式风机采用可调叶片调节。当系统需要的流量减小时,则减小其安装角,性能曲线下移,临界点向左下方移动,输出流量也相应减小。
4)最根本的措施是尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机,而采用性能曲线平直向下倾斜的风机。
失速与喘振的区别
失速和喘振是两种不同的概念,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:失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等,都有它自己的规律,不受风机系统的容积和形状的影响。
喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种表现形式,它的[2]、频率等基本特性受风机管道系统容积的支配,其流量、压力功率的波动是由不稳定工况区造成的,但是试验研究表明,喘振现象的出现总是与叶道内气
流的脱流密切相关,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。