轴流风机是电站常用的轴流增压式叶轮机械,是电厂的重要设备之一。随着能源需求和环保需求的快速发展,电站设备的高效性和稳定性越来越受到重视,因此电站大多使用效率高、容量大的动叶可调式轴流风机。实践表明复杂多变的运行工况经常导致风机出现失速、喘振、动叶安装角漂移等问题,其中动叶异常偏转会不同程度的影响风机的失速特性,而风机在失速状态下长期运行会导致叶片出现裂纹、磨损甚至断裂,影响风机寿命。因此对动叶异常偏转风机进行失速工况下的流固耦合研究具有重要意义。本文以电站常用轴流风机为研究对象,对正常风机和第二级相邻两动叶异常偏转角度为-9°、-+9°、+9°和+-9°四种情况下的风机进行了失速模拟,分析了不同异常偏转角度对叶轮流场特性的影响。模拟结果表明:完全失速工况下,正常叶轮和各异常叶轮内均产生了大约占据一半流道的失速团,静压分布出现明显的周向不均,失速团所在流道内存在较明显的负压区。正常叶轮与异常叶轮流道内的回流均首先起始于吸力面,流向叶片压力面,并最终返回吸力面。基于流场模拟数据,对正常叶轮和各异常叶轮进行了单向流固耦合研究。结果表明,异常偏转叶片对叶轮静力特性影响较大,+9°、-9°、+-9°和-+9°叶轮由于异常叶片的存在均不同程度的增加了叶轮的最大变形量和最大应力值,正向偏转的异常叶片与负向偏转的异常叶片相比加大了叶轮发生断裂、变形的风险。异常偏转叶片对叶轮动态特性影响较小,各叶轮的固有频率和振型分布大致相似,最大总变形均出现在叶顶附近。通过频域分析发现,完全失速工况下流道内的主激振力频率以失速频率为主,各异常叶轮的失速频率与正常叶轮大致相同。根据频率余量计算公式得出,正常叶轮和各异常叶轮的共振裕度均远大于安全范围,因此不会发生共振风险。