轴流风机失速喘振莫慌张，我们有办法！

知识点：风电机组失速调节

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。

2、失速喘振机理

轴流风机是据机翼理论进行气动设计的，叶型上的压升取决于翼型的升力，而翼型的升力除与翼型的形状有关外，主要取决于冲角α，当叶型确定后，翼型的升力随着冲角的增加开始成正比的增长，直到临界冲角值αk时压力达到最大值。若冲角继续增大，升力会突然下降。这是由于气流气流突然脱离叶型的凸面(吸力面)，产生很大旋涡所致。

3、轴流风机压力特性曲线的由来

轴流风机压力特性为马鞍形状。这是因为轴流风机的压力遵循机翼升力理论的缘故。如下图所示。轴流式风机动叶片的冲角随流量的减小而增大。

4、轴流风机的旋转失速

由于轴流风机叶栅中各叶片的形线总是有些差异，安装角度也不可能完全一致。因此，一般不是所有叶片都同时失速，而是一个或多个叶片组成的一个或多个失速区先失速。且失速区不是静止不动的，而是沿着叶片移动。

如上图所示，若叶片2、3或4失速，则在这些叶片间的空气流动减少或完全停止。随之造成在这些区域里沒有压升，这会造成向风机叶轮进口测的逆向流。从而在这些叶片的周围形成一个气流变化很大的区域。这个区域就是图上的阴影区。叶片5在进入这区域后冲角α将增加，随之叶片失速。相反叶片2的α角将减少，这样会造成这个叶片脱离失速。这种现象称之为旋转失速。由于失速区在叶轮内环绕移动的速度总是小于叶片的移动速度，因而相对于定子来说，失速区的移动方向与风机的旋转方向相同。

由于失速区的不稳定，风机的运行点也不稳定，可能在图1中的c和c，间移动。如果流量继续减小，则失速区将增加，直到所有叶片顶部都失速，风机运行在图1中的D点。

如果流量再继续减少，那么失速区的径向范围将增加(即失速区从叶片顶部向根部发展)，直到全部叶片都失速时，风机运行在0流量的E点。

5、失速的危害

1)失速可导至风机损坏  由上可知轴流风机失速后，通常表现为旋转失速。由于旋转失速使风机各叶片受到周期性力的作用，若风机在失速区内运行相当长的时间(或失速频率与叶片自振频率相当时的短时间内)，会造成叶片断裂，叶轮的其元机械会损害。

2)失速可能导至喘振  若管道系统的容积与阻力适当，在风机发生失速压力降低时，出口管道内的压力会高于风机产生的压力而使气流发生倒流，同时管道内压力迅速降低，风机又向管道输送气体，但因流量小风机又失速，气流又倒流。这种现象循环发生，称为喘振。伴随喘振的发生，风机电流也大幅度波动，噪声惊人。风机发生喘振的破坏性很大，可在很短时间内损坏风机，必须立即停止风机运行。

可见，失速与喘振是两个不同概念。失速是喘振的必要条件，但不是充分条件。

3)  失速可能造成并列运行风机间相互“抢风”，给发电机组安全运行带来威胁。两台并列运行的风机中的一台发生失速后，两台风机间可能出现相互“抢风”现象而无法并列运行；或虽两台风机能并列运行，但两台风机的总出力可能达不到需要值而影响其带负荷能力。

6、轴流风机的失速报警装置

由于轴流风机的失速区域大，当风机选型不当，或所在风(烟)系统阻力增加较多和漏风变化较大时，很可能落入风机失速区运行。为保护风机自身安全，目前电站轴流式风机的制造厂都配有失速报警保护装置。当风机发生失速时，让远行人员及时知晓，并立即进行调整，避免长期在失速状态下运行。

7、运行中如何判断风机失速

1)安装有失速报警保护装置的风机，应保持其管路畅通，装置动作准确。

2)  在运行调整过程中，若发现一台风机的电流、压力有突然大辐度的变化，则该风机失速。

3)  两台风机并列运行时，并未进行调节而一台风机的电流等参数突然大幅度降低，则该风机失速。

4)  两台风机并联运行时，两台风机的开度和电流应基本相同，若未进行调整操作，而两台风机的电流却相差较大，且调整电流小的风机出力不起作用，则该风机失速。

8、如何防止轴流风机的失速

1)风机选型设计时留足失速裕量。

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。

3)加装防失速装置。

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。

3)运行人员应了觧当风机调节装置固定在某一位置时，风机流量的变化范围，即从正常运行流量到该角度(动叶角度或调节静叶的角度)下的失速流量之间允许的流量变化。在操作风机所在系统的其它设备时(如一次风机所在系统的磨煤机时)，避免瞬时流量减小过大，引起风机失速。

4)加装风机运行点监视装置，使运行人员能看见风机运行在性能曲线上的位置。

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