通过阐述轴流风机失速和喘振的机理，分析实际生产中轴流风机失速和喘振的发生原因，并对600MW机组双级轴流一次风机运行中叶片漂移的原因进行讨论，提出在检修工作中应注意的问题及其解决措施。
风机是火力发电厂中的关键辅机，轴流风机因效率高和能耗低而被广泛采用。
锅炉采用正压直吹式制粉系统，一台锅炉配备六台HP983型中速磨煤机，五台磨煤机运行可带锅炉MCR负荷，一台备用。燃烧器四角布置，切向燃烧，每台磨煤机有四根煤粉管连接至炉膛同一层煤粉喷嘴。
锅炉风烟系统配备两台上海鼓风机厂生产的单级动叶可调轴流式引风机，型号为SAF-35.5-21.1-1；配有两台四平鼓风机厂生产的单级动叶可调轴流式风机作为送风机，型号为FAF-27.5-12.5-1；配有两台四平鼓风机厂生产的双级动叶可调轴流风机作为一次风机，型号为PAF19-11.8-2。
有一天，4号机组一次风机在运行过程中气流发出突突异常响声，检查发现一次风机二级叶片角度发生漂移，运行过程中动叶角度不一致，造成气流紊乱发出异常响声。本文针对一次风机出现的问题进行原因分析并提出相应的解决措施。
失速、喘振的成因机理分析
1）风机失速
轴流风机动叶片前后的压差，在其他情况都不变的情况下，其压差的大小决定于动叶冲角的大小，在临界冲角值以内，上述压差大致与叶片的冲角成比例，不同叶片的叶型有不同的临界冲角数值。
翼型的冲角不超过临界值，气流沿叶片凸面平面平稳的流过，但叶片的冲角超过压降，气流会离开叶片的凸面，发生过界层分离现象，产生大区域的涡流，此时风机的全压下降，这种情况称为风机的“失速”。
由于轴流风机叶片存在一定的加工误差，安装动叶片时存在一定的角度误差以及气流的流向在叶轮入口不完全一致，所以当气流的冲角达到临界值时，可能在某个或某些叶片上发生失速产生脱流。如图1所示。
若在叶栅中的流道3首先发生失速，产生脱流。脱流形成的漩涡区阻塞流道，原先流入3的气体只能分流至流道2和4，这分流来的气流使流入流道2的气流冲角减小，而使流入流道4的气流冲角变大，使流道4发生脱流，导致流道4阻塞，如此反复，叶道中的脱流由3、4、5逐渐传播。
轴流风机的环形叶栅上，失速的数目少则1个，多则十多个。旋转失速的频率，亦即激振力的频率等于或接近于叶片的固有振动频率时，它将使叶片发生共振，共振时的交变应力有可能到达使叶片折断的程度。
2）风机的喘振
根据轴流风机的特性,通过试验方法测得数据绘制的风机性能曲线如图2所示，图中轴流风机的性能曲线Q-H是呈驼峰形状，对应高的效率的Q-H曲线上工况点A是好的工作点，它是由风机和管路共同决定的。
具有驼峰曲线的轴流风机存在不稳定的工作区，当风机运行到不稳定工作区时，会出现风机失速，进而出现风机喘振。如处理不好导致轴流风机退出运行，严重出现风机损坏的事故。
风机若用节流调节方法减少风机风量，如风机的工作点在B点右侧，则风机运行是稳定的。当风机的流量Q<QB时，这时风机所产生的大压力将随之下降，并小于管路中的压力，因风道的容量较大，这一瞬间风道中的压力仍为HB，因风道中的压力大于风机所产生的压头使气流开始反方向倒流，由风道倒入风机中，工作点由B迅速移至D点。
但是气流倒流使风道系统的风量减小，因而风道中的压力迅速下降，工作点沿DC线迅速下降至流量Q=0时的C点，此时风机流量为零，由于风机在继续运转，所以当风道中的压力降低相应的C点时，风机又开始输出流量。
为了与风道中的压力相平衡，工况点又从C点跳至相应的工况点F，只要外界所需的流量保持小于QB，上述过程又重复出现。如果风机在工作状态按FBDCF周而复始地进行，这种循环的频率如与风机系统的振荡频率合拍时，就会引起共振，风机发生喘振。
风机在喘振工作区工作时，流量急剧波动，产生气流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声加大，而且风压不断波动，风机的容量与压头越大，则喘振时的危害性也越大。
风机产生喘振应该具备的条件：
风机的工作点位于具有驼峰形Q－H性能曲线的不稳定区域内；
风道系统具有足够大的容积，它与风机组成一个弹性的空气动力系统；
整个循环的频率与系统气流振荡频率合拍，产生共振。
风机运行过程中失速、喘振发生的原因
由于风机处于复杂的风烟系统中，制粉系统、燃烧系统与之相连，锅炉的许多操作都会对风机造成影响。特别是在配备在中速磨的直吹式制粉系统中运行，出现喘振的几率更大。风烟系统的内外因素都会诱发风机的失速、喘振。
1）外部因素
（1）运行人员操作不当。根据风机特性曲线可以看出，当风机高压力、低流量运行时，其管道阻力特性曲线变陡，风机工作点上移，并逐渐进入驼峰区域，此时风机运行的不稳定性增加，当工作点到达B点左边区域，风机进入不稳定工作区，从而发生喘振。
（2）直吹式制粉系统中速磨切换或跳闸引起一次风机喘振。为保证制粉的安全运行，防止炉膛灭火对制粉系统的影响，直吹式中速磨制粉系统出口门具有快关的功能，设置气动执行机构，当一台或多台磨煤机跳闸或锅炉辅机触发RB动作时，其出口门迅速关闭，磨煤机的通风量90～120t/h迅速降至0；一次风流量的急速变化引起风道和风机出口的压力迅速上升，在自动状态下单台一次风机进入不稳定工作区，从而诱发风机喘振。
2） 内部因素
（1）系统管道设计阻力过大。部分机组在设计中风烟系统管路阻力较大，锅炉密封不严，会导致风机在高负荷区域运行时，风烟管路阻力特性改变，风机运行的工作点偏移，从而出现风机喘振。
（2）风烟系统管路在运行过程中阻力加大。如空气预热器蓄热元件堵塞，空气预热器漏风系数增加，造成一次风机、送风机、引风机出力增加，风机进入不稳定工作区，发生喘振。
（3）风机入口阻力过大。风机由于设计原因或异物堵塞入风口，入口阻力急剧升高，流量降低，风机进入不稳定工作区，容易发生喘振。
（4）风机动叶角度不一致或风机叶片线形发生改变。风机动叶安装角度不一致或风机叶片线性不一致（如风机叶片结垢），气流流过叶片冲角发生改变，造成风机失速。
一次风机出现叶片漂移的主要原因分析
1）风机失速
叶片较长的轴流风机，旋转脱流一般发生在叶片的顶部，叶片较短的轴流风机，旋转脱流很快扩展到整个叶片高度。旋转失速会产生激振力，破坏风机叶片角度的一致性，扩大风机不稳定工况区的范围，加大风机喘振的可能。
2）风机叶片在运行过程的卡滞
轴流风机动叶调节是通过传动机构带动滑阀改变液压缸两侧油压55实现的。在轴流风机的运行中，有时会出现部分动叶调节困难或完全不能调节的现象。检修实际中主要有两种情况，一种情况是在风机动叶片和轮毂之间有一定的空隙以实现动叶角度的调节，但不完全燃烧造成碳垢或灰尘堵塞空隙造成动叶调节困难。
动叶卡涩的现象在燃油锅炉、采用水膜除尘的锅炉和电除尘效果较差的燃煤锅炉的引风机比较普遍。另外一种情况是风机检修停运时间较长，空气潮湿的环境中叶柄轴座发生锈蚀，也会出现风机运行过程中叶片调节困难，部分叶片因卡滞出现角度不一致，叶片角度漂移，多发生在送风机、一次风机。
3）叶片滑块的磨损
轴流风机叶片的安装角是通过调节杆和滑块进行调节，并使其保持在一定的位置上。在风机运行过程中部分滑块会发生摩擦逐渐磨损，调节杆在调节盘内有较大的活动空间，部分叶片在运行过程中角度也会发生改变。
叶片漂移的解决措施
1）减少风机失速情况的出现。现场运行调节尽量维持较低风压运行，避开风机不稳定点工作区，避免出现诱发风机喘振的客观条件；对经常发生失速的风机应考虑对系统进行改造，如直角弯头管路改为圆弧角，四平鼓风机入口加装导流板等措施。
2）风机叶片检修过程中清理叶片表面的积垢，保证叶片表面光滑。
3）更换风机磨损的滑块，保证同级叶片安装角度一致，两级叶片的角度按照说明书进行调整；并列运行的两台风机叶片角度调整一致。动叶执行机构的动作范围与风机动叶的可调范围建立对应关系，消除风机失速的诱因。
4）风机检修中每次应对风机调节杆锁紧螺母的紧固按照说明书进行力矩检查，防止螺母松动导致的叶片角度漂移；锁紧螺母使用次数严格按照风机说明书的要求进行。
5）风机检修过程对叶片轴座部位进行检查、检修，大小修期间更换叶柄轴座处的密封，对叶柄座处进行防锈处理，保持静止状态下叶片调节灵活。适时调整动叶开度，防止叶片长时间在一个开度造成结垢或锈蚀，风机停运后动叶应间断地活动。
关键词：
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四平市万通鼓风机制造有限公司(原万通鼓风机制造厂)简称“四平鼓风机厂”，是风机行业的骨干企业，专业生产各类通风机和鼓风机。四平鼓风机厂是以高温风机和大型离心通风机为主产品的风机制造专业公司。四平鼓风机厂主要产品有：工业炉用高温风机；水泥窑用高温风机；冶金行业用烧结风机；大型除尘风机；化工用防腐风机；电厂用循环硫化床风机；煤粉风机；水泥厂用冷机风机、斜槽风机、气固两相流风机；一般锅炉用鼓引风机及其他通用风机和各种用途的高温风机等。
