动叶可调式轴流通风机喘振问题研究

李海明

摘 要：动叶可调式轴流通风机在非设计工况下进行工作，并且其叶栅中发生旋转失速时，若是失速的类型是较为强烈的突变型，那么就会和通风机的联合工作管网系统容量较大时，在一定程度上就会直接导致整个通风机到管网系统的气流周期性不断震荡。在此期间动叶可调式轴流通风机气动的相关流量以及压力会把大幅度的纵向脉动，让整个机组出现较为强烈的振动感觉，并且还会出现一种较为异常的噪声。这种现象就被称之为动叶可调式轴流通风机喘振。本文分析了动叶可调式轴流通风机的喘振问题。

关键词：动叶可调;轴通风机;喘振问题

1 动叶可调式轴流通风机喘振机理和危害分析

在通风机出现喘振时，其是危险的，动叶可调式轴流通风机是不允许在喘振现象下进行实际工作的。在一定程度上如图一所示，工作点在A时，其是为风机的特性线和管网阻力曲线的焦点。在当管网的阻力不断提升时，阻力的曲线会不断变陡而出现位移情况，这种情况就会让工作点不断向A左上方进行移动，这样动叶可调式轴流通风机的送风流量就会不断降低，在进入到枫叶栅的气流冲角也会不断的变大，从而给让叶片背部的气流脱离风机。在发生旋转失速期間，通风机内部的流动运行状况就会不断恶化，通风机的出口压力也会不断降低。在这个时候如果管网的容量相对较大，并且其反应较为迟钝，那么管网当中的气体压力就不立即出现降低的情况而保持高值，这样在一定程度上能够让管网当中的压力出现大于通风机排气的压力。压力高的气体有回冲的现象，尤其是在通风机当中气流流动情况下出现不断的恶化，在一定程度上当管网压力不断攀升到一定数值时，通风机的正常排气就会受到阻碍，流量也会不断的降低。在一定程度上喘振循环主要是由正向流动过程以及反向流动过程所构成的。在旋转失速之后，其气压会出现降低的趋势，气流也有回冲的现象，通风机的流量正在由正值变为0，又从0变为负值，在一定程度上其工况点相应的由A到B再到C，因为通风机倒流的情况在加上官网同时向外部进行排气，从而直接让管网的压力出现降低趋势，工况点主要是由C到D进行位移。通风机喘振的频率以及振幅也都是受到管网容量的限制。在某种程度上喘振的危害是极为严重的，因此，动叶可调式轴流通风机是不允许在喘振期间进行工作的，不然会让风机的静子元件以及转子元件受到损坏，导致推力轴承损坏，严重时有可能会直接破坏机器设备，从而影响实际生产。

2 动叶可调式轴流通风机喘振预防措施分析

合理选用叶栅设计参数。在一定程度上合理选择使用叶栅设计参数能够推迟附面层的分离，从而让通风机静压性能的曲线峰点想小风量的方向移动，因此，在设计工作点周围，通风机是很难出现旋转失速的，更不可能发生喘振现象。在一定程度上对于等环量的设计圆弧形叶片，相关设计工作人员必须要采用负冲角来让动叶可调式轴流通风机的运行区域进行加宽，这样能够让其稳定安全的运行。

减少叶片的数量。在动叶可调式轴流通风机中叶栅稠度保持不变的情况下，要尽量的去减少叶片的数量，然后把附面层分离限制在叶片的端面上面不能让其向外部进行分散。

增加动叶可调式轴流通风机叶栅的稠度。在一定程度上提升叶栅的稠度对于预防动叶可调式轴通风机的喘振出现有着极为重要的积极意义。由于叶片的宽度相对较大，能够实现相同的气流转向角所需要的拱度也是相对较小的，其附面层不容易出现分离的情况，让流风机的静压性能曲线峰点不断的向小流量的方向去移动。

通风机进口装设导流装置。在动叶可调式轴流通风机叶轮前安装倒流装置。在一定程度上倒流装置的实际功能是把旋转失速的气流整流，和逆主流流动，在某种程度上然后折向和主气流混合，这样能够在一定程度上去降低动叶片的可调式轴通风机的旋转失速区域，安装导流装置能够在一定程度上有效的让动叶可调式轴流通风机的运行变得更为稳定。通风机运行时，使运行工况点避开性能曲线的马鞍形部分，当无法避开时可以选择更换通风机;在通风机的入口或者出口设置放气阀，将通风机和管网中产生的不和谐风量排出去，同时保证它们的风量大于喘振界限的流量;调节通风机喘振界限的风量。通过改变通风机转速，改变通风机进口导流叶片的安装角，以及通过改变轴流通风机叶片安装角等方法都可以使通风机喘振界限的风量变小;在通风机的出口上设置两个阀门，两个阀门之间的管道容积设置为某个固定的值，两个阀门之间的管道相当于一个贮气器。第一个阀门安装在通风机出口附近防止喘振;在距离通风机出口相对较远的地方安装第二个阀门来产生流动阻力，这样进一步组织喘振的发生。实验证明，这种方法可以有效地避免通风机喘振，使系统稳定运行。

风机并列操作的科学合理化。若是机组的负荷不断提高，那么单风机流量是不能很好的满足外界条件时，就需要相关人员去启动另外一套流风机。动叶可调式轴流通风机还需要在关闭叶片和出口挡板的情况下去进行实际的启动，在通风机达到理想的转速之后，相关工作人员就必须要打开出口的挡板，并且要逐渐在打开其去启动通风机的冬夜同时还需要关闭原来运行风机叶片的角度，在这个操作过程当中，还需要注意的是叶片关小和开大的幅度必须要相一致，必须要保证风量的相同，只有这样才能够让那个两台通风机的负荷出现同步现象，从而让风机的并列操作更为系统化和科学化。

3 结语

一般来说，高压通风机比低压通风机更容易发生喘振，轴流式通风机比离心式通风机更容易发生喘振。通风机发生喘振的原因主要是由于管网阻力过大，工况点运行在通风机性能曲线的最高风压点的左侧。理论上讲，通风机应该运行在管网性能曲线和通风机性能曲线的交点上，而在大多数发生喘振的情况下通风机不是在两条性能曲线的交点上稳定运行的。动叶可调式轴流通风机喘振现象的预防措施，我们从多方面进行了分析，在一定程度上充分运用，减小风机叶片的安装角、合理选用叶栅设计参数、减少叶片的数量、增加动叶可调式轴流通风机叶栅的稠度、通风机进口装设导流装置、风机并列操作的科学合理化等诸多预防措施，能够在一定程度上让动叶可调式会走通风机的实际运行得到保证。在某种程度上通风机的喘振出现不仅是和风机自身特性有关，并且还和管网的系统容量以及阻力有着密不可分的关系，所以需要相关学者进行更进一步的研究分析，只有这样才能够让动叶可调式轴流通风机在实际运行过程中能够安全，稳定的运行保证生产效率和质量。

参考文献

[1]丁鹏，吴跃东.动叶可调轴流通风机的失速与喘振分析及改进措施[J].风机技术，2007（3）：66-69.

[2]徐春香.液压动叶可调式轴流通风机防喘振技术研究[J].山东煤炭科技，2015（10）：52-54.

（作者单位：南方风机股份有限公司）