离心风机在小流量下会进入喘振区
出口阀关得太小,工作点会移到压力曲线左侧,风量和压力开始来回摆。

离心风机的风量被关得太小以后,风管会发出低频的“呼、呼”声,出口压力来回摆,电流也跟着摆。这和叶轮积灰引起的振动不是同一类现象。积灰振动跟着转速走,频率较稳;这里说的摆动,是流量和压力在工作点附近来回跳动,风机进入了小流量下的不稳定区,通常叫做喘振。
工作点移到压力曲线左侧就会不稳
离心风机在某一转速下,流量和能产生的压力有一条对应曲线。流量从大变小,压力先升高,到某一区间达到较高值,流量再减小,压力不再稳定地跟着升高。许多后向叶轮的曲线在这里出现峰值,峰值左侧,流道里的气流开始分离。分离一旦发生,风机实际打出的压力突然下降,管路里的压力仍较高,气流甚至短暂倒回风机。管路压力被倒流泄掉之后,风机又把气流推出去。如此反复,就形成喘振。
系统阻力变大,工作点就沿着曲线向小流量方向移动。出口阀门关得过小、进风滤网糊死、布袋除尘的压差升高、管道里积料,都是阻力变大。风机本身没有坏,它只是被系统推到了曲线左侧。这时再关小阀门,工作点更往左,喘振更重。操作上会误以为阀门还能调,其实调节方向已经反了。
喘振和机械振动要分开确认
喘振时,压力表指针明显来回摆,风管有低沉的节奏,电流表也摆。停车后盘车可能仍然轻,叶轮上也不一定有灰。机械不平衡则是转速频率的振动,压力相对稳定,叶轮上能找到积灰或配重问题。两种问题可以同时存在,但处理不同:积灰要清叶轮,喘振要把工作点移回曲线右侧的稳定区。
移回稳定区的办法,是减小系统阻力,或者给风机一条旁路,让它本身的流量不要掉到峰值左侧,多余的风排掉或回到入口。降低转速也能改变曲线,变频以后整条曲线下移,和系统曲线的交点有时会回到稳定一侧。转速降低后,不稳定区对应的流量也变小,原来会喘的那个小流量,在低转速下可能已经是稳定区。这要看具体曲线,不能假设降速一定有效,但关小阀门一定是在朝不稳定区走。
选型时风机过大,一运行就在左侧
若风机额定风量比系统实际需要大很多,阀门从投运起就得关得很小,正常生产点已经落在峰值附近或左侧。这种喘振不是后来才出现的故障,试车时就有。换一台更小的风机,或者用变频把转速降到与系统相称,工作点才会稳定。在过大的风机上反复调阀门,只是在不稳定区里找一个稍微轻一点的位置。
并联两台风机时,一台的工作点也可能被另一台挤到左侧。总管压力由运行的那一台顶着,第二台若出口阀开得不合适,会在喘振区里出风很少、噪声很大。并联要每台都有自己的工作点,不能只看总管压力正常。
判断可以留下三个数:阀门开度、出口压力是否摆动、电流是否摆动。压力和电流一起按缓慢的节奏摆,就按喘振去把流量拉回稳定区。只是振动大、压力稳定,再去查叶轮和轴承。把喘振当成轴承松了去加脂,或者把积灰振动当成喘振去开旁路,都会把真正的原因留在现场。
系统曲线和风机曲线的交点,会随阻力变化而移动。滤袋积灰、管道积料是缓慢的移动,阀门动作是突然的移动。缓慢进入喘振时,噪声一天比一天沉,操作者容易适应,直到风管法兰振松。突然关阀引起的喘振则立刻出现。两种都要把工作点移回峰值右侧,但缓慢的那种应同时清阻力,只开旁路不清滤袋,风机长期多耗功,滤袋两侧压差还在涨。
旁路要有足够的面积,风机流量才能离开不稳定区。细的旁路管打开以后噪声略小,压力仍在摆,说明放掉的流量不够。旁路位置应让气流平稳,不要正对人员或易被抽动的盖板。旁路长期打开,说明风机和系统不匹配,应改转速或换风机,旁路只作为过渡。
进口节流和出口节流都会增加阻力,工作点向小流量移动,方向相同。有的风机用进口导叶调节,导叶改变的是进入叶轮的方向和风机曲线,不完全等于多加了一段阻力。调节机构的说明要看清,不能把所有“关小”都当成同一种节流。已经喘振时,第一步是开大通道或打开旁路,让流量增加,确认声音消失后,再慢慢找到还能稳定运行的最小流量。
转速变化之后,原来的稳定区边界也变了。变频降到某一频率以下,流量和压力都下降,若系统仍然要求原来的压力,工作点可能再次落到不稳定一侧,表现为低速时反而喘、高速时平稳。这就要看曲线,而不是规定一个固定的最低频率。试车时可以记录不同频率下压力是否摆动,画出这台风机在这套管网上的可用范围。
喘振对风机本身也有机械后果。反复的气流冲击让轴承承受交变载荷,叶轮焊缝和机壳在低频下振动,时间长了螺栓松动、焊缝开裂。所以喘振不是只吵一会儿的声学问题。消除气流摆动之后,再复查轴承振动和螺栓,避免把气流造成的松动留下来,下次开机又被当成机械故障。
现场能做的判断不必依赖完整的性能曲线。阀门开大后摆动消失,就是小流量不稳定。阀门开大后摆动仍在、振动频率随转速变化,就转向叶轮、积灰和轴承。两条路径分清,调节和检修才不会互相代替。风机要在它曲线的稳定段上和系统相交,这个交点比铭牌上的最大风量更决定它能不能安静地转。
滤袋清灰瞬间,阻力突然下降,工作点会从左侧跳回右侧,喘振声随之消失,清灰结束又回来。这种忽隐忽现说明风机本身有能力在较大流量下稳定运行,是阻力周期性地把它推进不稳定区。处理滤袋压差,比更换风机有效。若清灰以后仍然喘,才说明即使阻力较低,阀门或选型仍把工作点留在左侧。
记录压力摆动的周期也有用。几秒一次、和风管容积有关的来回,符合喘振的气流振荡。和转速同步的抖动则是机械原因。两者叠加时,先打开阀门或旁路,气流振荡消失后剩下的振动,再交给动平衡和轴承。一次只改变一个条件,声音的变化才对应得上原因。