動葉角度對軸流風機失速先兆影響機制的數值模擬研究.pdf

1、近年來，隨著火電機組裝機容量的不斷增大，鍋爐送、引風機和一次風機多采用動葉可調式軸流風機。軸流風機在小流量區(qū)會出現(xiàn)失速、喘振等非定常流動現(xiàn)象，引起流動惡化、噪聲增大及葉片斷裂。研究不同動葉角度下軸流風機的失速先兆誘發(fā)機制，對失速的主動控制及風機優(yōu)化設計具有重要意義。
　　本文以某電廠兩級動葉可調式軸流風機為研究對象，分析研究風機的級數、動葉角度對風機失速先兆的起始位置、表現(xiàn)形式以及失速三維非定常演化過程的影響機制。分析結果表明：動

2、葉角度為3°時的兩級風機在59.5 m3/s時發(fā)生旋轉失速，失速先兆首先起始于第二級動葉葉頂區(qū)域，隨后于第一級葉輪內也產生了失速先兆。兩級動葉輪的交互作用使得兩級先兆最終同步發(fā)展為完整的失速團，兩級內出現(xiàn)的先兆轉速為75％轉子轉速，失速團轉速為55%轉子轉速，葉輪內產生了突尖型失速先兆。單級風機的模擬結果表明：風機在55.38 m3/s流量下發(fā)生旋轉失速，先兆同樣起始于葉頂區(qū)域，先兆在3個周向均勻分布的區(qū)域出現(xiàn)。3個先兆區(qū)出現(xiàn)存在先后順

3、序，最終在葉輪內形成3個旋轉速度相同的成熟失速團，先兆表現(xiàn)形式為突尖型失速先兆。
　　對不同動葉角度下風機內旋轉失速現(xiàn)象的數值模擬結果表明：在0°和9°兩個動葉角度下，失速裕度最大，這也是風機工作區(qū)間選定在0°~13.5°的一個重要原因。動葉角度從27°到-18°的變化過程中，各動葉角度下對應的失速壓力值依次減小，這與樣本中的喘振曲線的壓力變化規(guī)律一致。在27°動葉角度下，風機內出現(xiàn)的模態(tài)波型失速先兆主要是由靠近吸力面的回流誘發(fā)的