喘振的定義
流體機械及其管道中介質(zhì)的周期性振蕩,是介質(zhì)受到周期性吸入和排出的激勵作用而發(fā)生的機械振動。
例如,泵或壓縮機運轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)的喘振過程是:
流量減小到最小值時出口壓力會突然下降,管道內(nèi)壓力反而高于出口壓力,于是被輸送介質(zhì)倒流回機內(nèi),直到出口壓力升高重新向管道輸送介質(zhì)為止;當管道中的壓力恢復到原來的壓力時,流量再次減少,管道中介質(zhì)又產(chǎn)生倒流,如此周而復始。
喘振產(chǎn)生原因:
喘振的產(chǎn)生與流體機械和管道的特性有關(guān),管道系統(tǒng)的容量越大,則喘振越強,頻率越低。流體機械產(chǎn)品一般都附有壓力-流量特性曲線,據(jù)此可確定喘振點、喘振邊界線或喘振區(qū)。流體機械的喘振會破壞機器內(nèi)部介質(zhì)的流動規(guī)律性,產(chǎn)生機械噪聲,引起工作部件的強烈振動,加速軸承和密封的損壞。一旦喘振引起管道、機器及其基礎(chǔ)共振時,還會造成嚴重后果。為防止喘振,必須使流體機械在喘振區(qū)之外運轉(zhuǎn)。在壓縮機中,通常采用最小流量式、流量-轉(zhuǎn)速控制式或流量-壓力差控制式防喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當多臺機器串聯(lián)或并聯(lián)工作時,應有各自的防喘振調(diào)節(jié)裝置。
喘振,顧名思義就象人哮喘一樣,風機出現(xiàn)周期性的出風與倒流,相對來講軸流式風機更容易發(fā)生喘振,嚴重的喘振會導致風機葉片疲勞損壞。
編輯本段喘振的表現(xiàn)形式
出現(xiàn)喘振的風機大致現(xiàn)象如下:
1 電流減小且頻繁擺動、出口風壓下降擺動。
2 風機聲音異常噪聲大、振動大、機殼溫度升高、引送風機喘振動使爐膛負壓波動燃燒不穩(wěn)。
編輯本段喘振常見原因
煙風道積灰堵塞或煙風道擋板開度不足引起系統(tǒng)阻力過大。(我們有碰到過但不多);兩風機并列運行時導葉開度偏差過大使開度小的風機落入喘振區(qū)運行(我們常碰到的情況是風機導葉執(zhí)行機構(gòu)連桿在升降負荷時脫出,使兩風機導葉調(diào)節(jié)不同步引起大的偏差);風機長期在低出力下運轉(zhuǎn)。
編輯本段處理原則
一般的處理原則是調(diào)整負荷、關(guān)小高出力風機的導葉開度使風機出力相近,再根據(jù)上面所說的可能原因進行查找再作相應處理。
編輯本段軸流風機性能曲線
所謂喘振,就是當具有“駝峰”形Q-H性能曲線的風機在曲線臨界點以左工作時,即在不穩(wěn)定區(qū)工作時,風機的流量和能頭在瞬間內(nèi)發(fā)生不穩(wěn)定的周期性反復變化的現(xiàn)象。風機產(chǎn)生的最大能頭將小于管路中的阻耗,流體開始反方向倒流,由管路倒流入風機中(出現(xiàn)負流量),由于風機在繼續(xù)運行,所以當管路中壓力降低時,風機又重新開始輸出流量,只要外界需要的流量保持小于臨界點流量時,上述過程又重復出現(xiàn),即發(fā)生喘振。
軸流風機性能曲線的左半部具有一個馬鞍形的區(qū)域,在此區(qū)段運行有時會出現(xiàn)風機的流量、壓頭和功率的大幅度脈動,風機及管道會產(chǎn)生強烈的振動,噪聲顯著增高等不正常工況,一般稱為“喘振”,這一不穩(wěn)定工況區(qū)稱為喘振區(qū)。實際上,喘振僅僅是不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)可能遇到的現(xiàn)象,而在該區(qū)域內(nèi)必然要出現(xiàn)的則是旋轉(zhuǎn)脫流或稱旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象。這兩種工況是不同的,但是它們又有一定的關(guān)系。象17如下圖圖所示:軸流風機Q-H性能曲線,若用節(jié)流調(diào)節(jié)方法減少風機的流量,如風機工作點在K點右側(cè),則風機工作是穩(wěn)定的。當風機的流量Q < QK時,這時風機所產(chǎn)生的最大壓頭將隨之下降,并小于管路中的壓力,因為風道系統(tǒng)容量較大,在這一瞬間風道中的壓力仍為HK,因此風道中的壓力大于風機所產(chǎn)生的壓頭使氣流開始反方向倒流,由風道倒入風機中,工作點由K點迅速移至C點。但是氣流倒流使風道系統(tǒng)中的風量減小,因而風道中壓力迅速下降,工作點沿著CD線迅速下降至流量Q=0時的D點,此時風機供給的風量為零。由于風機在繼續(xù)運轉(zhuǎn),所以當風道中的壓力降低倒相應的D點時,風機又開始輸出流量,
為了與風道中壓力相平衡,工況點又從D跳至相應工況點F。只要外界所需的流量保持小于QK,上述過程又重復出現(xiàn)。如果風機的工作狀態(tài)按F-K-C-D-F周而復始地進行,這種循環(huán)的頻率如與風機系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時,就會引起共振,風機發(fā)生了喘振。
編輯本段風機產(chǎn)生喘振的條件
風機在喘振區(qū)工作時,流量急劇波動,產(chǎn)生氣流的撞擊,使風機發(fā)生強烈的振動,噪聲增大,而且風壓不斷晃動,風機的容量與壓頭越大,則喘振的危害性越大。故風機產(chǎn)生喘振應具備下述條件:
a)風機的工作點落在具有駝峰形Q-H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi);
b)風道系統(tǒng)具有足夠大的容積,它與風機組成一個彈性的空氣動力系統(tǒng);
c)整個循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時,產(chǎn)生共振。
旋轉(zhuǎn)脫流與喘振的發(fā)生都是在Q-H性能曲線左側(cè)的不穩(wěn)定區(qū)域,所以它們是密切相關(guān) 的,但是旋轉(zhuǎn)脫流與喘振有著本質(zhì)的區(qū)別。旋轉(zhuǎn)脫流發(fā)生在圖5-18所示的風機Q-H性能曲線峰值以左的整個不穩(wěn)定區(qū)域;而喘振只發(fā)生在Q-H性能曲線向右上方傾斜部分。旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只決定葉輪本身葉片結(jié)構(gòu)性能、氣流情況等因素,與風道系統(tǒng)的容量、形狀等無關(guān)。旋轉(zhuǎn)對風機的正常運轉(zhuǎn)影響不如喘振這樣嚴重。
風機在運行時發(fā)生喘振,情況就不相同。喘振時,風機的流量、全壓和功率產(chǎn)生脈動或大幅度的脈動,同時伴有明顯的噪聲,有時甚至是高分貝的噪聲。喘振時的振動有時是很劇烈的,損壞風機與管道系統(tǒng)。所以喘振發(fā)生時,風機無法運行。
編輯本段喘振報警裝置的設(shè)置
軸流風機在葉輪進口處裝置喘振報警裝置,該裝置是由一根皮托管布置在葉輪的前方,皮托管的開口對著葉輪的旋轉(zhuǎn)方向,如圖5-19示。皮托管是將一根直管的端部彎成90°(將皮托管的開口對著氣流方向),用一U形管與皮托管相連,則U形管(壓力表)的讀數(shù)應該為氣流的動能(動壓)與靜壓之和(全壓)。在正常情況下,皮托管所測到的氣流壓力為負值,因為它測到的是葉輪前的壓力。但是當風機進入喘振區(qū)工作時,由于氣流壓力產(chǎn)生大幅度波動,所以皮托管測到的壓力亦是一個波動的值。為了使皮托管發(fā)送的脈沖壓力能通過壓力開關(guān)發(fā)出報警信號,皮托管的報警值是這樣規(guī)定的:當動葉片處于最小角度位置(-30°) 用一U形管測得風機葉輪前的壓力再加上2000Pa壓力,作為喘振報警裝置的報警整定值。當運行工況超過喘振極限時,通過皮托管與差壓開關(guān),利用聲光向控制臺發(fā)出報警信號,要求運行人員及時處理,使風機返回正常工況運行。
為防止軸流風機在運行時工作點落在旋轉(zhuǎn)脫流、喘振區(qū)內(nèi),在選擇軸流風機時應仔細核實風機的經(jīng)常工作點是否落在穩(wěn)定區(qū)內(nèi),同時在選擇調(diào)節(jié)方法時,需注意工作點的變化情況,動葉可調(diào)軸流風機由于改變動葉的安裝角進行調(diào)節(jié),所以當風機減少流量時,小風量使軸向速度降低而造成的氣流沖角的改變,恰好由動葉安裝角的改變得以補償,使氣流的沖角不至于增大,于是風機不會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流,更不會產(chǎn)生喘振。動葉安裝角減小時,風機不穩(wěn)定區(qū)越來越小,這對風機的穩(wěn)定運行是非常有利的。
資料來源 : 百度百科 (
http://baike.baidu.com/view/51335.htm)