科曼机电

  今天再跟大家分享一下风机性能曲线图该如何看懂。

  风机性能曲线图，我们也简称“风机驼峰曲线”，上图是某厂送风机性能曲线图，其中横坐标是风机风道中气体的质量流量，纵坐标为风机的比功，也就是比压能。其中气体的质量流量很好理解，就是我们常说的风量，比功则是单位风量消耗的功率，计算公式为风机全压乘以压缩性系数再除以气体密度。其中标况下空气密度为1.293，引风机处烟气密度基本在1.0至1.1之间，压缩性系数为0.9至1之间，所以我们比功基本和风机全压相差不大，所以我们可以近似认为比压能就是风机全压。

  上图中风机性能曲线中的圆环是等效区，代表就是风机的全压效率，可以看到图上绘制了30%至87%的全压效率。其中30%等效区以内，我们认为其在稳定区内：如果风机效率落在30%等效区以外，风机则在不稳定工况点。下面将从当风机流量过大，比压能较小和风机流量小，比压能较大两个不稳定工况点介绍对风机运行的影响。

风机流量低，比压能高

1）效率方面

  对于风机来说，一般存在一个最佳运行工况点，对应着较高的效率。如果流量低而比压能高，风机可能处于较低效率的运行区间。这是因为在设计风机时，其内部的叶片通道等结构是基于一定的流量和压力匹配来优化的。当流量低于设计值，而压力高于设计值时，气流在风机内部的流动情况会发生变化。

  例如，在离心式风机中，流量降低而比压能过高可能会导致叶片背面出现分离现象。正常的气流应该是沿着叶片的流线平稳流动，而当流量过低、压力过高时，气流在叶片背面可能无法按照设计的路径流动，产生涡流，使得风机的有效能量传递减少，效率降低。

2）风机运行稳定性方面

  这种情况可能会导致风机出现喘振。喘振是一种非常复杂的非稳定流动现象，当风机流量降低到一定程度，而出口压力过高时，风机的进口流量会周期性地出现正负波动。

  比如，轴流式风机在低流量高比压能工况下，气流在风机转子和定子之间会发生剧烈的脉动，引起风机的强烈振动和噪声。这种振动不仅会损坏风机的叶片、轴承等部件，还会影响风机周围设备的正常运行，甚至可能导致风机无法正常工作而被迫停机。

3）对风机部件的影响

  风机的叶轮和机壳等部件承受的压力会增加。由于比压能高，叶轮需要克服更大的压力来输送空气，这会使叶轮受到的轴向力和径向力增大。

  以大型鼓风机为例，长期在低流量高比压能的工况下运行，叶轮的强度可能会受到考验，机壳也可能会因为内部压力过高而出现变形等情况，从而影响风机的使用寿命和性能。

风机流量高，比压能低

1）效率方面

  与低流量高比压能的情况类似，当流量高而比压能低时，风机可能也偏离了最佳效率点运行。此时，气流在风机内部的流动同样可能不理想。

  对于离心式风机而言，流量过高时，进入风机的气流量超过设计值，可能会导致叶轮进口处的气流冲角发生明显变化。这种不合适的冲角会影响叶轮对空气做功的效果，使得风机的效率降低。

2）风机运行稳定性方面

  这种工况下，风机的运行相对比较稳定。因为流量较高，气流能够顺利地通过风机，不会像低流量高比压能时那样出现明显的分离和回流现象。不过，当流量过高时，风机可能会出现过载问题。

  例如，大型轴流风机在流量远高于设计值时，电机的负载可能会急剧增加。这是因为风机的功率与流量有关，当流量超过一定范围后，电机输出的功率可能无法满足风机的要求，从而导致电机过载，甚至烧毁电机。

3）对风机部件的影响

  流量过高时，风机的叶片等部件会受到较大的气流冲击。叶片表面的磨损可能会加剧，尤其是在有杂质等颗粒物存在于气流中的情况下。

  同时，风机的密封装置等部件也可能受到高流量气流的冲刷而损坏，导致风机的密封性能下降，进而影响风机的正常运行和效率。