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- 2019-03-13 04:10:10
分析了轴流风机失速的原因。分析了引风机和一次风机的不同失速原因，并分别给出了相应的处理方法。本文总结了近年来轴流风机失速、喘振的情况及相关原因。指出除系统阻力过大外，风机本身的制造不符合标准，如动叶开度不一致或叶顶间隙过大，也可能是造成失速的常见原因。通过山东关西风机的实践和文献总结，
轴流风机失速的主要原因是：
（1）风机选型与烟气系统阻力不匹配，这一般是由于风压选择参数太小，风机阻力增大过大造成的。环境保护改造后的阻力、空气预热器堵塞或挡板门未全开等，风机实际运行点离失速线太近。
（2）风机在制造或安装上不符合标准，如叶顶间隙过大、动叶角度不一致等制造原因，导致实际失速线下移，使工作点过于靠近失速线。
（3）轴流风机进口管路布置不合理，导致引风机进口速度分布不均（总压畸变），导致风机实际失速线向下移动，导致风机提前失速。通过以往的文献研究，发现在压缩机领域，叶尖间隙与失速裕度的关系得到了充分的研究。在电站风机领域，轴流风机，现有文献仅定性地讨论了叶尖间隙对失速的影响，没有建立叶尖间隙超调量与风机性能和失速压力之间的定量关系。结合风机大修叶片叶尖间隙数据，提出了一次风机叶尖间隙与风机性能和失速压力的定量关系。
轴流风机气流扰动方面
根据流体动力学研究，在封闭蜗壳的气流压力、风量的变化会改变风机的工作状态致使风机发生振动；当气流通道不畅，气流对动叶的不均匀冲击和腐蚀，也会造成风机的叶片和轴承振动；当气流中的粉尘浓度不均匀时，将导致转子受力不均衡，且风机叶片的不均匀磨损，也诱发风机振动异常。
轴流风机润滑系统方面
所用旋转设备的支撑轴承包含两类轴承，即滑动轴承和滚动轴承。轴承的供油和保证其润滑系统的动态特性引起轴承各种形式的振动，对于滑动轴承可能引起油膜涡动和油膜振荡等故障；对于滚动轴承易引起轴承温度高、轴承点蚀及胶粘等故障[5]。对该引风机轴承振动烈度超标的振动现象如下：在轴流风机轴承座和机壳振动烈度中，振动主要以多倍频成分为主，且基频份额占30%左右。可以从以下几方面进行故障排查：
①检查引风机连接情况；
②检查引风机和空心长轴及空心长轴和电机中心情况；
③检查联轴器的膜片情况；
④检查风机是否存在碰磨情况；
⑤检查风机的动叶不同步情况；
⑥风
轴流风机机轴承是否正常。
基于上述情况的分析，首先可以对故障情况进行排查。轴流风机的外部结构如图5 所示，对连接部件进行振动测试。现场测试发现，引风机外壳与轴承座支撑肋板、轴承座支撑肋板与基础台板之间振动幅值之差均在10μm 内，认为该引风机外部连接刚度正常。
叶片是轴流风机的最核心部件，在振动作用下容易发生破损或断裂，对叶片进行振动分析具有重要的工程意义。模态分析主要是分析结构的振动属性，叶片的固有特性包括频率和模态振型，与叶片的质量和刚度分布有关。
轴流风机叶片在预应力下的前六阶振动频率。第二级动叶区的全压数值上基本是第1级的两倍且流体流动更加复杂，两者离心力惯性力相同，在同等条件下第二张动叶区更容易发生损坏，而第1级与第二级各阶的固有频率基本一致，所以离心力对固有频率起决定性作用，低噪音轴流风机，气动力对固有频率影响较小。叶轮各阶模态的临界转速为n = 60 f，可得到各阶模态的临界转速。
通常情况下，一阶临界转速下的振动较为激烈，叶片的一阶临界转速为16 860 r /min，而工作转速为1 490 r /min，远比一阶临界转速低，因此不会产生共振，满足风机的设计使用要求，高温轴流风机，同时方案三风机振动频率基本没有发生变化，也满足使用要求。导叶数目改变前后叶片振型基本没有发生变化，不锈钢轴流风机，在叶片的前缘或者后缘点处现振动较大位移，叶根部位振动位移较小。第1 阶振型为叶片前缘点绕轴向的弯曲振动，第2 阶振型为叶片前、后缘点绕轴向的扭转振动，第3 阶振型为叶片后缘点绕轴向的扭转振动与一阶弯曲振动的复合运动，第4 阶振型为叶片后缘点绕轴向扭转与一阶弯曲振动的复合振动，第5 阶振型为扭转与一阶弯曲振动的复合振动，第6 阶振型为叶片后缘点绕轴向的二阶弯曲振动。可以看出，随模态阶数的依次增加，轴流风机叶片各阶振型变得更加复杂，轴流风机叶片的高阶次振型变为叶片复杂弯曲与绕轴扭转的复合振动。