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通風機喘振發(fā)生的原因和處理方法
首先是當通風機流量很小時,進口氣流角β1 與葉片進口安裝角β1A 差值越大,也就是說沖角τ=β1A-β1 值明顯增加了,效率就越迅速下降,甚至無法把氣流輸出;
一、概述
通風系統(tǒng)喘振的先決條件有兩個:
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首先是當通風機流量很小時,進口氣流角β1 與葉片進口安裝角β1A 差值越大,也就是說沖角τ=β1A-β1 值明顯增加了,效率就越迅速下降,甚至無法把氣流輸出;
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其次是管道的影響,若管網(wǎng)的阻力系數(shù)很大,管網(wǎng)的性能曲線就很容易與通風機性能曲線在左下部相交,進入喘振區(qū)發(fā)生喘振。管網(wǎng)阻力小或管路比較短,就不易產(chǎn)生喘振。
一般來說,高壓小流量風機比低壓大流量風機更容易產(chǎn)生喘振。若用試驗方法來測量,產(chǎn)品可按類比法確定其喘振界限。壓升為500~1000Pa的通風機,喘振流量一般取設(shè)計流量的50%。
喘振對通風機的危害十分嚴重。喘振發(fā)生時由于氣流強烈的脈動和周期性振蕩,使噪聲加劇,它不僅使葉輪的葉片應(yīng)力大大增加,而且對葉輪焊縫、連接鉚釘也會帶來很大的沖擊,還會使主軸與軸承、軸承與軸承座的軸向力大大增加,這就直接危害到葉輪、主軸、軸承、軸承座和地基。
二、通風機喘振的判斷方法
1. 聽
通風機在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的正常工況下,其噪聲較低,而且是連續(xù)性的。當接近喘振工況時,由于整個系統(tǒng)產(chǎn)生氣流周期性振蕩,因而在出氣管道中氣流發(fā)出的噪聲也時高時低,并產(chǎn)生周期性的變化。進入喘振工況時,噪聲立即大大增加,甚至有爆音出現(xiàn)。
2. 看
觀測通風機出口的壓力和流量。通風機在穩(wěn)定工況下運行時,其出口壓力和進口流量的變化不大,也有規(guī)律,且所測的數(shù)據(jù)在平均值附近擺動,變動的幅度很??;當接近進入喘振工況時,二者變化都很大 。
觀測機體和軸承的振動情況。當接近進入喘振工況時,風機軸承座將發(fā)生強烈的振動,出口管道也會出現(xiàn)強烈的振動 。
三、防止喘振的方法
1. 風機選型時,其性能要在區(qū)內(nèi)。
不要人為地隨意增加選型系數(shù),而使風機在實際運行中的實際流量遠遠高于設(shè)計流量,若采用大量節(jié)流,就很容易把風機調(diào)節(jié)到喘振區(qū)域工作。
為此,在風機設(shè)計和選型中,要避免工況范圍接近進入喘振區(qū)。例如 , 在循環(huán)流化床風機的選型中,一般設(shè)計院給出兩個參數(shù)點TB、BMCR。TB是鍋爐負荷點,BMCR點為設(shè)計運行點,TB點的性能取BMCR點的15%~30%。在選型中二者須都要考慮,使風機既能在BMCR點進入穩(wěn)定工況區(qū)運行,又可達到TB點。
掌握了這些,就可以使BMCR點在區(qū)運行,要把TB點定位到低效區(qū)內(nèi),因為風機一般情況下不在此點運行。所以,掌握和了解喘振的特性尤為重要。
2. 風機在系統(tǒng)運行中一旦發(fā)生喘振,還可以通過改變風機轉(zhuǎn)速的方法來調(diào)整工況范圍。
離心通風機可以改變?nèi)~輪直徑,軸流通風機可以改變動葉安裝角,這些方法都可以使通風機的性能曲線向小流量區(qū)域移動 , 這時喘振臨界線也就相應(yīng)地向小流量區(qū)域移動,這同樣也可以擴大通風機的穩(wěn)定工況范圍 。
3. 由于某些工作場合均不具備上述調(diào)節(jié)條件,也不能停車而影響生產(chǎn),所以還有一種簡單快捷的調(diào)節(jié)方法也可消除喘振,這就是加設(shè)放氣閥。
就馬上可以消除喘振。但須得指出放入大氣的氣體應(yīng)是無害氣體,若是有害氣體就須得由小管道引入通風機進口管道中。這種方法的缺點是,會將經(jīng)過葉輪獲得的動量白白放掉一部分,從而使風機整體效率下降。但因其方法簡單且效果顯著,在通風機調(diào)節(jié)中被廣泛地應(yīng)用 。
4. 兩閥操作法。
在通風機的排氣管道上設(shè)兩個閥,把兩個閥之間的容積固定為某一值,兩個閥之間的容積相當于一個儲氣罐,一閥直接裝在離風機出口較近的位置上,相當于一個節(jié)流閥,稍微節(jié)流就可以防喘振;而二個閥僅作為一個阻力。實踐證明,這種裝置不僅可以達到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,對減小噪聲也很有利。
5. 防喘振環(huán)。
目前在地鐵或隧道用風機設(shè)備中,在主風筒加設(shè)防振環(huán)已成為普遍趨勢。這種導(dǎo)流片可在氣流出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)脫離時,不是經(jīng)過葉道產(chǎn)生非穩(wěn)定氣流團,而是沿著導(dǎo)流片逆向流回葉片。缺點是在此情況下部分氣流做了無用功,但它可以使風機的穩(wěn)定工況范圍擴大,喘振區(qū)域縮?。ㄒ娤聢D)。
這種方法目前是軸流通風機中防喘振的方案,在國外的部分風機制造廠中廣為應(yīng)用。此外,在主風筒葉片頂端加設(shè)防喘振葉柵也可以使通風機的喘振界限向小流量區(qū)域偏離,從而擴大通風機的穩(wěn)定工況范圍。
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