摘要20對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)在煤礦主要通風(fēng)中的應(yīng)用摘要煤礦主通風(fēng)機(jī)主要是為井下供應(yīng)充足的新鮮空氣，調(diào)節(jié)礦井氣候，為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，有效提高礦井的抗災(zāi)能力。目前國(guó)內(nèi)90%以上煤礦目前采用對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)作為主通風(fēng)機(jī)使用；因其具有壓力高、流量大、高效、結(jié)構(gòu)緊湊、反風(fēng)容易的特點(diǎn)深受煤礦的青睞。但由于對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)本身設(shè)計(jì)局限，有電機(jī)主軸軸伸端承受葉輪直聯(lián)引起的較大載荷、電機(jī)散熱、二級(jí)負(fù)荷大等近年來(lái)受到很多質(zhì)疑，因此有必要對(duì)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)在煤礦上的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)分析。本文作者就對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做出分析，與離心式風(fēng)機(jī)以及長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)比較，并對(duì)對(duì)旋式風(fēng)機(jī)實(shí)際使用實(shí)例以及常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，以使讀者及用戶對(duì)該型風(fēng)機(jī)有詳細(xì)的了解；最后作者對(duì)目前煤礦對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)及企業(yè)營(yíng)銷策略進(jìn)行分析并進(jìn)一步展望。關(guān)鍵詞：對(duì)旋式；通風(fēng)機(jī)；煤礦；使用實(shí)例；故障分析論文類型：應(yīng)用研究目錄緒論1.1選題背景及意義通風(fēng)機(jī)為礦井通風(fēng)服務(wù)主要有三種方式：礦井主要通風(fēng)機(jī)，一般在地面；輔助通風(fēng)機(jī)；井下工作面局部通風(fēng)機(jī)。地面主通風(fēng)機(jī)一般采用離心式風(fēng)機(jī)或軸流式礦井通風(fēng)機(jī)，局部通風(fēng)機(jī)一般采用軸流式通風(fēng)機(jī)；其中對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)近年來(lái)廣泛使用各煤礦及金屬礦山行業(yè)主要地面通風(fēng)和井下局部通風(fēng)。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)是國(guó)內(nèi)企業(yè)借鑒引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，并經(jīng)過(guò)經(jīng)消化吸收，并同國(guó)內(nèi)各大院校合作研制生產(chǎn)的煤礦主要通風(fēng)用風(fēng)機(jī)的產(chǎn)品。20世紀(jì)90年代初，運(yùn)城節(jié)能防爆風(fēng)機(jī)廠、燕京礦山風(fēng)機(jī)廠研制了BDK型（后更改為FBCDZ系列）防爆對(duì)旋礦井軸流通風(fēng)機(jī)。對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)1995年以來(lái)開(kāi)始在煤礦大量使用。安瑞公司作為運(yùn)城節(jié)能防爆風(fēng)機(jī)廠分支，繼承和發(fā)展了對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)，引進(jìn)吸收并推廣西北工業(yè)大學(xué)蘇莫明教授研發(fā)的彎掠組合正交型技術(shù)在煤礦地面用對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)及井下對(duì)旋局部通風(fēng)機(jī)的使用，從國(guó)內(nèi)第一臺(tái)韓城礦務(wù)局BDK19#/2*90kW風(fēng)機(jī)到FBCDZ40#/2*1850kW高壓變頻稀油潤(rùn)滑風(fēng)機(jī)，經(jīng)歷了對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)試用，到推廣到全國(guó)90%以上煤礦均采用對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)的歷程；從萬(wàn)噸煤礦主要通風(fēng)機(jī)發(fā)展為千萬(wàn)噸級(jí)煤礦主要通風(fēng)機(jī)，為煤礦生產(chǎn)提供安全保障。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)問(wèn)世之初就以其壓力高、流量大、高效、結(jié)構(gòu)緊湊、反風(fēng)容易的特點(diǎn)深受煤礦的青睞。但由于對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)本身設(shè)計(jì)局限，有電機(jī)主軸軸伸端承受葉輪直聯(lián)引起的較大載荷、電機(jī)散熱等問(wèn)題近年來(lái)受到很多質(zhì)疑，因此有必要對(duì)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)在煤礦上的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)分析。近年來(lái)井下局部通風(fēng)機(jī)已經(jīng)全部采用對(duì)旋式軸流局部通風(fēng)機(jī)毫無(wú)爭(zhēng)議，有關(guān)煤礦地面主通風(fēng)機(jī)選用對(duì)比，從最初煤礦地面主通風(fēng)機(jī)大多采用離心式通風(fēng)機(jī)，到部分煤礦使用長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)，2000年以來(lái)近二十年對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)的廣泛使用；近幾年由于小型煤礦關(guān)停并轉(zhuǎn)，大型煤礦需風(fēng)量加大，巷道延伸變長(zhǎng)，采掘面增多，部分研究者又轉(zhuǎn)而推薦長(zhǎng)軸式通風(fēng)機(jī)；近些年有不少學(xué)者、使用者都對(duì)井下局部通風(fēng)機(jī)做過(guò)詳細(xì)分析，而大型礦用主通風(fēng)機(jī)由于實(shí)驗(yàn)條件限制，大多由礦方或者廠家進(jìn)行過(guò)部分有針對(duì)性的分析，而本課題對(duì)對(duì)旋式主通風(fēng)機(jī)在煤礦的使用進(jìn)行系統(tǒng)的分析有助于用戶對(duì)主通風(fēng)機(jī)選擇有更好的詳盡了解，從而合理的為礦井通風(fēng)選用最佳通風(fēng)方式及通風(fēng)機(jī)。1.2國(guó)內(nèi)外對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)的研究發(fā)展及應(yīng)用1.2.1國(guó)外軸流式通風(fēng)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀1）歐美國(guó)家軸流式通風(fēng)機(jī)德國(guó)透平通風(fēng)技術(shù)有限公司(TLT)，早在20世紀(jì)40年代就研制出動(dòng)葉可調(diào)的大功率軸流式通風(fēng)機(jī)應(yīng)用與礦井通風(fēng)。德國(guó)考夫曼公司主要制造礦井軸流式通風(fēng)機(jī)，該公司的產(chǎn)品服務(wù)于各類煤礦、金屬礦山、隧道等，還同時(shí)為化工行業(yè)、冶金行業(yè)、以及造船行業(yè)提供專業(yè)的通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)。丹麥主要軸流式通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家為諾狄斯克通風(fēng)機(jī)有限公司，主要制造軸流式通風(fēng)機(jī)為液壓動(dòng)葉可調(diào)VARIAX型電站及鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)。美國(guó)有多家軸流式通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)制造商，著名的有BonanZaFans、BuffaloForge、Fairchild、HartZeLL、Jeffrey、Joy、StrobicAir、TLT-Babcock、Hudson其產(chǎn)品種類多，性能優(yōu)越。荷蘭斯托克(Stork)通風(fēng)設(shè)備部于1955年研制了低風(fēng)壓大流量的螺旋槳式軸流通風(fēng)機(jī)——“T”型軸流通風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)不僅用于冷卻塔和空氣熱交換裝置(空冷器)上，并可用于隧道通風(fēng)。荷蘭豪登(Howden)公司在其前身斯托克通風(fēng)設(shè)備部“T”型風(fēng)機(jī)葉片的基礎(chǔ)上，研制開(kāi)發(fā)出等寬度機(jī)翼扭曲型的ENF(標(biāo)準(zhǔn))型、ELF(低噪聲)型、ELFA(超低噪聲)型葉片。三種葉片寬度逐次增大，并通過(guò)降低轉(zhuǎn)速、增加實(shí)度、調(diào)整安裝角的方法，在滿足風(fēng)量、風(fēng)壓要求的同時(shí)，達(dá)到降低噪聲的目的。前蘇聯(lián)礦井軸流式風(fēng)機(jī)前蘇聯(lián)研發(fā)礦井軸流式通風(fēng)機(jī)較早，在礦井軸流式通風(fēng)機(jī)的研發(fā)、制造獨(dú)樹(shù)一幟，其風(fēng)機(jī)產(chǎn)品也具有品質(zhì)優(yōu)良的特點(diǎn)，產(chǎn)品主要型號(hào)有：ВЦ-32

(ВЦ-315M)、ВПД–32

(BΠ-315M)、ВЦД–47、ВОД–30、ВОД–40、ВОД–18等。其中ВЦД–47型風(fēng)機(jī)最高壓力達(dá)8000Pa，最高靜壓效率可達(dá)86%。我國(guó)建國(guó)初期與前蘇聯(lián)關(guān)系密切，雙方在通風(fēng)機(jī)也有緊密聯(lián)系，我國(guó)50年代我國(guó)風(fēng)機(jī)行業(yè)基本上是采用蘇聯(lián)產(chǎn)品或按蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)，尤其1959年生產(chǎn)的2BYNo24風(fēng)機(jī)由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，反風(fēng)量可達(dá)60-80%，60年代我國(guó)開(kāi)始自行設(shè)計(jì)和仿蘇產(chǎn)品的制造，通過(guò)仿制，大大地促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的提高[1]。[1]3）日本軸流通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品日本生產(chǎn)軸流通風(fēng)機(jī)的主要有三井三池公司、石川島播磨公司、三菱重工公司、世侖公司和三井造船公司等。三井三池公司以生產(chǎn)礦井主扇和局扇為主。對(duì)于主扇，該公司風(fēng)機(jī)一般停機(jī)后由人工調(diào)節(jié)葉片安裝角度的方式。對(duì)于局扇，該公司主要在提高壓力和降低噪聲上下功夫，研制出可更換吸聲材料的雙層機(jī)殼的對(duì)旋式和混流式局扇。石川島播磨公司主要生產(chǎn)電站鍋爐鼓、引軸流通風(fēng)機(jī)，并于1970年前后引進(jìn)了丹麥諾狄斯克公司ASN和AST風(fēng)機(jī)的制造技術(shù)。三菱重工公司亦是以生產(chǎn)電站鍋爐鼓、引軸流通風(fēng)機(jī)為主,并主要靠引進(jìn)歐洲這種風(fēng)機(jī)的制造技術(shù)。世侖公司和三井造船公司主要生產(chǎn)低風(fēng)壓大流量軸流通風(fēng)機(jī)，用于冷卻塔和空冷器裝置上?？傮w上，國(guó)外對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)具有技術(shù)先進(jìn)、高效、系列化等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外風(fēng)機(jī)由于技術(shù)上相對(duì)成熟，先進(jìn)，所以在研發(fā)保持領(lǐng)先的基礎(chǔ)上，大多在質(zhì)量上更加注重，尤其是著眼于如何提高風(fēng)機(jī)效率及延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展；在成本控制方面則注重于新材料的開(kāi)發(fā)，降低材料消耗，并注重整個(gè)系統(tǒng)總成本的控制；在風(fēng)機(jī)工藝維護(hù)面從部件的通用標(biāo)準(zhǔn)化、維護(hù)簡(jiǎn)易化、換件便捷化發(fā)展，整機(jī)生產(chǎn)更是趨向于生產(chǎn)自動(dòng)化、節(jié)約人力資源方向發(fā)展；在環(huán)保方面，注重于安全可靠、低噪聲、低振動(dòng)等技術(shù)方向發(fā)展。1.2.2國(guó)內(nèi)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)發(fā)展20世紀(jì)50年代我國(guó)與前蘇聯(lián)關(guān)系密切，雙方在通風(fēng)機(jī)也有緊密聯(lián)系，由于我國(guó)工業(yè)、制造業(yè)基礎(chǔ)薄弱，礦井風(fēng)機(jī)開(kāi)始基本上是采用蘇聯(lián)產(chǎn)品或按蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)，60年代我國(guó)開(kāi)始在前期消化吸收蘇聯(lián)風(fēng)機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)和自我研發(fā)，在國(guó)家層面上進(jìn)行技術(shù)整合，技術(shù)協(xié)作，先是離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)及定性，然后標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行，有效的提高了我國(guó)通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)水平及制造水平，同時(shí)開(kāi)放性的公布產(chǎn)品技術(shù)全國(guó)推廣，極大的促進(jìn)了風(fēng)機(jī)產(chǎn)品發(fā)展。通過(guò)采用前蘇聯(lián)圖紙制作與仿制風(fēng)機(jī)，使得我國(guó)礦井軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)得到大力發(fā)展，然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，仿制風(fēng)機(jī)由于效率低，適用范圍窄等已經(jīng)不能滿足礦井生產(chǎn)，為滿足我國(guó)煤礦的實(shí)際需要，沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠首先于1975年研制出62A型；繼而又于1980年設(shè)計(jì)制造2K60型。隨后，沈陽(yáng)風(fēng)機(jī)廠設(shè)計(jì)制造出1K58和2K58型。20世紀(jì)90年代初，沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠又自行研制了2K56型，運(yùn)城節(jié)能防爆風(fēng)機(jī)廠、安瑞風(fēng)機(jī)廠、安運(yùn)風(fēng)機(jī)廠、燕京礦山風(fēng)機(jī)廠研制了BDK型（后更改為FBCDZ系列）防爆對(duì)旋礦井軸流通風(fēng)機(jī)。在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)方面，二十世紀(jì)八十年代，上海鼓風(fēng)機(jī)廠消化吸收德國(guó)先進(jìn)風(fēng)機(jī)制造企業(yè)TLT公司的高效率GAF型礦井用軸流通風(fēng)機(jī)，隨后2000年前，吉林鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)了前蘇聯(lián)的KZS風(fēng)機(jī)技術(shù)。在礦井局扇上，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)使用仿制前蘇聯(lián)的JBT系列普通軸流式風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可滿足礦井通風(fēng)要求，但效率低、噪聲高達(dá)109dB(A)。1980年以來(lái)，我國(guó)風(fēng)機(jī)、煤炭和冶金等行業(yè)的不少小企業(yè)開(kāi)始研制不同型式的通風(fēng)機(jī)，有普通軸流式、子午加速型和對(duì)旋式等，但子午加速型居多，其中BKJ66型和GKJ系列為典型代表。GKJ系列子午加速局扇，流量2～4m3/s,風(fēng)壓780～3100Pa，全壓效率82%～86%（出口圓面積），噪聲84～99dB(A)。該風(fēng)機(jī)因性能好，產(chǎn)品制造精良，曾一度打入歐洲市場(chǎng)。[2]引用一般放到標(biāo)點(diǎn)符號(hào)前面1995年以來(lái)，對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)開(kāi)始在煤礦大量使用，產(chǎn)品品種繁多，但性能和制造質(zhì)量良莠不齊。引用一般放到標(biāo)點(diǎn)符號(hào)前面近年來(lái)國(guó)內(nèi)煤礦用對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)廠家蓬勃發(fā)展，主要生產(chǎn)區(qū)域?yàn)樯轿鬟\(yùn)城地區(qū)、山東淄博地區(qū)，排在第一梯隊(duì)的主要生產(chǎn)廠家有：山西省安瑞風(fēng)機(jī)電氣股份有限公司、南陽(yáng)防爆電器股份有限公司、平安電氣股份有限公司、山西運(yùn)城安宏通風(fēng)設(shè)備有限公司、淄博風(fēng)機(jī)廠有限公司。國(guó)內(nèi)近年來(lái)煤炭能源行業(yè)特性，一些小型煤礦均已關(guān)停，隨著煤礦的整合兼并，礦井延伸、綜采技術(shù)提升等，煤礦地面用主要通風(fēng)機(jī)機(jī)型越來(lái)越大，所需通風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量、風(fēng)壓均大幅提高，而對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)由于2000年到2020年處于井噴式發(fā)展，對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)在煤礦市場(chǎng)超過(guò)80%，僅運(yùn)城地區(qū)大大小小風(fēng)機(jī)廠家就幾十家，而運(yùn)城地區(qū)生產(chǎn)的對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)占比超過(guò)60%，在實(shí)際使用中由于整體技術(shù)限制，國(guó)內(nèi)學(xué)院對(duì)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)研究不多，大多學(xué)院仍停留在小型風(fēng)機(jī)理論研究，而針對(duì)煤礦地面用主通風(fēng)機(jī)則少有學(xué)者進(jìn)行詳細(xì)試驗(yàn)、研究、分析；風(fēng)機(jī)制造質(zhì)量良莠不齊、技術(shù)缺少先進(jìn)理論指導(dǎo)，導(dǎo)致該風(fēng)機(jī)由于性能、設(shè)計(jì)受到部分用戶質(zhì)疑。我國(guó)工業(yè)發(fā)展時(shí)間短，基礎(chǔ)薄弱，技術(shù)積累淺，目前國(guó)內(nèi)發(fā)展兩極化，大型國(guó)有企業(yè)技術(shù)發(fā)展成熟，技術(shù)研發(fā)投入大，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)多，而大多數(shù)企業(yè)規(guī)模較小，從事中小型風(fēng)機(jī)產(chǎn)品加工制造，多為勞動(dòng)力密集型企業(yè)，產(chǎn)品技術(shù)附加值較低，因此我國(guó)國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)需要在技術(shù)與工藝方面加大創(chuàng)新能力，一定要努力在質(zhì)量管理、成本降低、工藝改進(jìn)、技術(shù)研發(fā)、環(huán)保節(jié)能五個(gè)方面注重對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)。1.3論文的主要內(nèi)容及安排對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)在煤礦主要通風(fēng)占有很大比重，有礦井肺腑之稱，而該類型風(fēng)機(jī)在國(guó)內(nèi)大部分煤礦均正在使用，因此對(duì)該型風(fēng)機(jī)進(jìn)行分析有很重要意義。論文內(nèi)容安排具體如下：第一章緒論，主要介紹本論文選題的背景及選題意義，同時(shí)對(duì)國(guó)外對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀介紹，國(guó)內(nèi)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展情況介紹。第二章主要內(nèi)容是簡(jiǎn)單介紹對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)原理、主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第三章主要內(nèi)容是在煤礦主要通風(fēng)應(yīng)用上對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)及離心式通風(fēng)機(jī)、長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行比較。第四章主要內(nèi)容是介紹對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例、礦井應(yīng)用常見(jiàn)故障分析。第五章針對(duì)國(guó)內(nèi)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)需求進(jìn)行分析以及企業(yè)應(yīng)對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)營(yíng)銷策略改進(jìn)第六章結(jié)論與展望對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.1對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)原理軸流式通風(fēng)機(jī)也具有將近兩百年歷史，在上世紀(jì)航空動(dòng)力學(xué)迅猛發(fā)展的時(shí)期，由于對(duì)于機(jī)翼翼型相關(guān)理論研究的深化，相繼有許多風(fēng)機(jī)企業(yè)將航空動(dòng)力機(jī)翼型技術(shù)應(yīng)用在風(fēng)機(jī)上，軸流式風(fēng)機(jī)獲得極大發(fā)展，在礦山、冶金、化工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。西安交通大學(xué)李慶宜教授主編的《通風(fēng)機(jī)》一書(shū)中專門(mén)介紹對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)：在兩級(jí)的軸流通風(fēng)機(jī)中，對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)就是一種很好的設(shè)計(jì)方案。也就是軸流通風(fēng)機(jī)兩級(jí)葉輪相對(duì)安裝，旋轉(zhuǎn)方向相反，兩級(jí)葉片設(shè)計(jì)葉型與數(shù)量匹配，不需要前置導(dǎo)葉或后置導(dǎo)葉裝置的通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方式。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)兩級(jí)葉輪葉片數(shù)量互質(zhì)，葉片形狀不同，旋轉(zhuǎn)方向相反，互為導(dǎo)葉，葉間渦流損失小，傳動(dòng)效率高，同時(shí)二級(jí)風(fēng)機(jī)增壓作用明顯，可以產(chǎn)生兩倍單級(jí)軸流風(fēng)機(jī)壓力，同時(shí)高效區(qū)范圍寬廣，整體風(fēng)機(jī)效率高等特點(diǎn)，一經(jīng)推廣，就被全國(guó)礦井、金屬礦山以及橋梁隧道施工工程中獲得高度認(rèn)可。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)緊湊，省略了前后導(dǎo)葉裝置。（見(jiàn)圖2-1）。圖2-1對(duì)旋式局部軸流通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2）風(fēng)機(jī)整體裝置效率高。李慶宜編著的《通風(fēng)機(jī)》中，日本的梅田建夫著作王明德翻譯的《對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)》都持有這種觀點(diǎn)，即對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)比同樣的兩級(jí)帶前置導(dǎo)葉的風(fēng)機(jī)及帶后置導(dǎo)葉的風(fēng)機(jī)高效率高約5-8%[3]。[3]葉輪傳動(dòng)效率高，安裝簡(jiǎn)單可靠。葉輪通過(guò)錐形套直接安裝固定在電機(jī)主軸,電機(jī)直接帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)效率100%，這種直聯(lián)方式不僅傳動(dòng)效率高，而且維修、檢修方便。風(fēng)機(jī)靜壓效率高。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)大多采用機(jī)翼型葉片，兩級(jí)互為導(dǎo)葉，在大流量、中低壓區(qū)域可以獲得很高的靜壓效率和全壓效率，同時(shí)因高效區(qū)域范圍寬廣，因此有更良好的適應(yīng)性。3）反風(fēng)性能較一般的軸流風(fēng)機(jī)及離心式風(fēng)機(jī)優(yōu)越。4）由于對(duì)旋風(fēng)機(jī)采用電機(jī)葉輪直聯(lián)方式，因此電機(jī)直接反轉(zhuǎn)拖動(dòng)葉輪反轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行風(fēng)機(jī)反風(fēng),原風(fēng)機(jī)本身可直接作為反風(fēng)風(fēng)道，風(fēng)機(jī)還可露天安裝，無(wú)需建風(fēng)機(jī)房和反風(fēng)風(fēng)道,對(duì)基礎(chǔ)要求不高,可大大減少工程量。與其他風(fēng)機(jī)相比,其輔助設(shè)備少,控制環(huán)節(jié)少,安全可靠性好,可節(jié)約70%的土建工程費(fèi)。[4]2.2對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)葉型設(shè)計(jì)原理高性能風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就在于風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)王仲奇教授于1962年提出了采用彎掠葉片來(lái)減少葉輪葉柵中二次流損失的設(shè)計(jì)思想。[5]蘇莫明教授在1996年的博士論文中就根據(jù)王仲奇教授的設(shè)計(jì)思想，進(jìn)一步提出基于分布參數(shù)最優(yōu)控制的壓氣機(jī)、通風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，也就是彎掠組合三維扭曲正交型技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)于2000年開(kāi)始應(yīng)用在煤礦主通風(fēng)機(jī)上，并于2004年開(kāi)始廣泛應(yīng)用與對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)。彎掠組合正交型三維扭曲正交型設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法是蘇莫明教授提出的一種高性能風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方法。彎扭葉片現(xiàn)在廣泛應(yīng)用與透平葉柵，主要因?yàn)橥钙饺~柵葉片的彎度很大彎扭葉片后產(chǎn)生的徑向壓力大，減少二次流損失。[6]該設(shè)計(jì)主要集中于最佳扭曲規(guī)律的的確定、最佳翼型的確定，葉身設(shè)計(jì)采用彎掠組合型葉片設(shè)計(jì)，同時(shí)確定最佳前彎、后掠量，并對(duì)風(fēng)機(jī)流道進(jìn)行氣動(dòng)綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。有效的氣動(dòng)綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大地改善通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)葉道內(nèi)氣流的流動(dòng)狀態(tài)，控制大尺度旋渦的發(fā)展消除氣流的分離控制轉(zhuǎn)子和靜子間以及級(jí)間氣流的速度分布，從而達(dá)到提高流動(dòng)效率，減小氣動(dòng)噪聲的目的。采用彎掠組合正交型葉片設(shè)計(jì)技術(shù)所設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：a.由于采用全三維湍流粘性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，因而可以準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出精確滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品。b.所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品較同類常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)全壓效率提高5-10%，比A聲級(jí)噪聲下降10-20分貝。c.設(shè)計(jì)中可以控制喘振裕度，使其大幅度提高。在有功率裕度條件下可以設(shè)計(jì)出無(wú)喘振工況風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，避免了影響風(fēng)機(jī)效率和全壓的防喘振圈設(shè)計(jì)。d.風(fēng)機(jī)產(chǎn)品全部采用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，鈑金零部件全部采用旋壓、自動(dòng)焊接技術(shù)制造。葉片鋁合金鑄造件全部采用鋼模低壓鑄造技術(shù)完成。e.在產(chǎn)品樣機(jī)的設(shè)計(jì)階段，每一臺(tái)產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)特征通道和整機(jī)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）數(shù)值流動(dòng)模擬。樣機(jī)制成后還要上試驗(yàn)臺(tái)對(duì)樣機(jī)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳盡測(cè)試。d.除剛度、穩(wěn)定性、可靠性、耐久性等特性需要進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計(jì)外，主要零部件都要采用有限元（FEM）軟件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和振動(dòng)分析。除滿足強(qiáng)度、剛度條件外，還要保證在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)的第Ⅰ級(jí)葉輪和第Ⅱ級(jí)葉輪速度三角形如圖2-2所示，氣流以絕對(duì)速度C1Ⅰ軸向進(jìn)入風(fēng)機(jī)，以速度C2Ⅰ流出第Ⅰ級(jí)葉輪，第Ⅰ級(jí)葉輪葉片出口絕對(duì)速度等值同方向進(jìn)入第Ⅱ級(jí)葉輪葉片的進(jìn)口，即C1Ⅱ=C2Ⅰ，而氣流以絕對(duì)速度C2Ⅱ軸向流出風(fēng)機(jī)出口。前葉輪和后葉輪的葉片安裝角分別為：90°-ξ1和90°-ξ2。[7]對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)全壓為兩級(jí)葉輪全壓之和：PtF=PtFⅠ+PtFⅡ=ρμ△CμⅠ+ρμ△CμⅡ（2-1）式中：PtF——風(fēng)機(jī)全壓，Pa；PtFⅠ——風(fēng)機(jī)一級(jí)葉輪產(chǎn)生的壓力，Pa；PtFⅡ——風(fēng)機(jī)一級(jí)葉輪產(chǎn)生的壓力，Pa；ρ——空氣密度kg/m3；μ——?dú)饬鲌A周速度，m/s；△CμⅠ——?dú)饬鹘^對(duì)速度，m/s；若：△CμⅠ=△CμⅡ則：PtF=2ρμ△CμⅠ（2-2）從合理分配前后兩級(jí)葉輪壓力負(fù)載角度看，兩個(gè)葉輪各最佳理論全壓各為通風(fēng)機(jī)理論全壓的一半，這樣設(shè)計(jì)不僅能夠保證通過(guò)兩級(jí)葉輪的氣流比較平穩(wěn)，滿足對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)氣流的連續(xù)性條件，有利于提高風(fēng)機(jī)的全壓效率。[8]圖2-2對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)一二級(jí)葉輪速度三角形2.3對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)相較離心式風(fēng)機(jī)和長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用在煤礦通風(fēng)因使用安全技術(shù)要求，需滿足防爆要求。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，煤礦對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)如圖2-3。煤礦地面用抽出式對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)一般主要由集流器、兩級(jí)主機(jī)、兩級(jí)電機(jī)、兩級(jí)對(duì)旋葉輪、擴(kuò)散器、消音器、擴(kuò)散塔等幾部分組成，各部件通過(guò)法蘭螺栓連接，其中主機(jī)之間采用軟連接。工作原理是：氣流通過(guò)集流器整流；風(fēng)流沿軸向流進(jìn)一級(jí)葉輪，經(jīng)其加速后方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)后流入二級(jí)葉輪；沿軸向流入擴(kuò)散器；擴(kuò)散器一般采用擴(kuò)散型外殼和收斂型錐筒（企業(yè)一般叫擴(kuò)散器內(nèi)芯），該部件主要是降低氣流的出口局部阻力損失，提高通風(fēng)機(jī)效率，風(fēng)流流經(jīng)擴(kuò)散器軸向排出通風(fēng)機(jī)；消音箱為輔助設(shè)備，主要是對(duì)出口風(fēng)流進(jìn)行降噪和整流，與擴(kuò)散器、擴(kuò)散塔消音部分組成整體消音，降低風(fēng)機(jī)噪音對(duì)環(huán)境的影響；擴(kuò)散塔設(shè)計(jì)采用流線型，保證風(fēng)流方向在改變過(guò)程中不突變，其作用一：改變風(fēng)流方向，保護(hù)周?chē)h(huán)境還可降低噪聲；作用二：減少風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓損失，轉(zhuǎn)化為有效靜壓，提高風(fēng)機(jī)效率。圖2-3對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖集流器最主要的作用是整流，使得氣體流入風(fēng)機(jī)前得到很好的加速以及獲得均勻的氣體流向。集流器對(duì)通風(fēng)機(jī)性能影響較大，設(shè)計(jì)優(yōu)良的集流器可大大的提高風(fēng)機(jī)效率。一般在集流器中加裝整流罩使氣流更優(yōu)良，噪聲也會(huì)大大降低。如圖2-4。圖2-4集流器擴(kuò)散器嚴(yán)格意義是由擴(kuò)散筒和整流體組成，擴(kuò)散筒是擴(kuò)散器的外殼部分，有時(shí)附帶消音外殼；整流體一般為擴(kuò)散器內(nèi)部的整流錐。國(guó)內(nèi)煤礦用軸流通風(fēng)機(jī)大都選用錐形外筒，收斂式整流體的環(huán)形擴(kuò)壓器。[9]如圖2-5。圖2-5擴(kuò)散器簡(jiǎn)圖對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)布置與礦井用離心式通風(fēng)機(jī)和長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)不同,七最主要的結(jié)構(gòu)形式是各部件單獨(dú)成套，部件之間組合要求簡(jiǎn)單，部件之間用螺栓連接后或軟連接后組成整體。安裝時(shí)更為簡(jiǎn)單,在每節(jié)部件底部裝設(shè)滾輪,將連接成整體的風(fēng)機(jī)裝置安放在預(yù)先設(shè)好的軌道上即可使用。[10]風(fēng)機(jī)底部敷設(shè)的兩根平行軌道對(duì)基礎(chǔ)平整度要求不高，其作用主要用于:通過(guò)滾輪承擔(dān)風(fēng)機(jī)整機(jī)重量支撐，各部件之間振動(dòng)互不影響，使風(fēng)機(jī)安全工作;同時(shí)方便風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修、維護(hù)，各部件螺栓松開(kāi)分離后，拉開(kāi)一定的檢修空間即可操作。因此相對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)和長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)，該類型風(fēng)機(jī)安裝、拆卸、使用、維護(hù)較為簡(jiǎn)單方便。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)相對(duì)其他風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，兩級(jí)風(fēng)機(jī)均不設(shè)前置、后置導(dǎo)葉；（2）兩級(jí)葉輪均直接安裝在電機(jī)主軸軸伸端，無(wú)聯(lián)軸器直聯(lián)方式；（3）兩級(jí)葉輪互為導(dǎo)葉，可雙級(jí)組合使用，也可單級(jí)使用；（4）電機(jī)安裝在風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)，并外包覆防爆隔流腔，形成正壓差；（5）風(fēng)機(jī)各部件采用軟連接，底部采用機(jī)輪拖動(dòng)，檢修方便；（6）風(fēng)機(jī)可直接電機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)，無(wú)需修建反風(fēng)引風(fēng)道。（7）風(fēng)機(jī)安裝、維修簡(jiǎn)便，對(duì)基礎(chǔ)要求低；（8）風(fēng)機(jī)引風(fēng)道工程造價(jià)低，對(duì)礦井適應(yīng)程度高。（9）風(fēng)機(jī)露天使用條件下安裝，無(wú)需修建風(fēng)機(jī)機(jī)房，節(jié)省該部分基建所需費(fèi)用。[11]對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)與離心式通風(fēng)機(jī)、長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)比較對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)與離心式通風(fēng)機(jī)、長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)比較3.1離心式通風(fēng)機(jī)特點(diǎn)離心式風(fēng)機(jī)是葉片式風(fēng)機(jī)應(yīng)用最為廣泛的一種。離心式通風(fēng)機(jī)主要是靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)產(chǎn)生一定的升壓，通常情況下，離心式風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓一般較高，流量小，離心式風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)特性曲線，離心式通風(fēng)機(jī)適應(yīng)高風(fēng)壓小流量的工況情況。十八世紀(jì)中期嗎，英國(guó)人奎貝爾發(fā)明了第一款離心式通風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)特點(diǎn)是機(jī)殼和葉輪采用同心圓方式，其中的機(jī)殼采用磚料制作，葉輪材質(zhì)為木料，后向直葉片設(shè)計(jì)的葉片型式，該風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率很低，主要應(yīng)用于礦山通風(fēng)。而到了十八世紀(jì)末期，人們?cè)诳悹柊l(fā)明的離心風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，風(fēng)機(jī)機(jī)殼采用蝸殼形狀，葉片設(shè)計(jì)成后向彎曲型式，離心式的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)才接近現(xiàn)代風(fēng)機(jī)并一直沿用至今。1898年愛(ài)爾蘭人設(shè)計(jì)的前向葉片的西羅柯式離心風(fēng)機(jī)被廣泛應(yīng)用。[12]國(guó)內(nèi)生產(chǎn)離心風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)很多，除幾家國(guó)營(yíng)大型企業(yè)外，大多為鄉(xiāng)鎮(zhèn)中小企業(yè)，該風(fēng)機(jī)產(chǎn)品種類多，型號(hào)規(guī)格多，產(chǎn)品多為系列化生產(chǎn)，因其產(chǎn)品特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型冶金化工鍋爐等行業(yè)以及吸塵民用建筑等行業(yè)。離心通風(fēng)機(jī)通風(fēng)工作主要是葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)葉片內(nèi)部氣流獲得離心力，從而順葉片方向流動(dòng)，經(jīng)蝸殼與葉輪間隙排出葉輪，經(jīng)過(guò)蝸殼殼體流線導(dǎo)正方向后，從通風(fēng)機(jī)出口流出，葉輪中心氣體排空后，從風(fēng)機(jī)進(jìn)口獲得源源不斷的氣流補(bǔ)充，從而形成空氣流動(dòng)。而離心式通風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵部件是葉輪，葉輪是風(fēng)機(jī)效率的核心，因此通風(fēng)機(jī)的研究及設(shè)計(jì)均是對(duì)葉輪的形狀、尺寸進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，尤其是葉片的形狀及數(shù)量更是重中之重，同時(shí)葉輪以及風(fēng)機(jī)整機(jī)的加工精度更是與風(fēng)機(jī)性能指標(biāo)緊密相關(guān)。葉輪按照葉片出口相對(duì)方向的不同也分為前向式（葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向傾斜）、徑向式（葉片底部在徑向方向）、后向式（葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向反方向傾斜），而徑向式葉片又分為直葉片和曲線葉片。根據(jù)相似性原理，相同的比轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)的葉輪直徑越大，產(chǎn)生的離心力越大，相應(yīng)產(chǎn)生的風(fēng)壓也就越大。離心通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)主要由風(fēng)機(jī)殼體、葉輪、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器四部分組成，小型離心式通風(fēng)機(jī)也可以采用電動(dòng)機(jī)與葉輪直聯(lián)，也可以采用皮帶傳動(dòng)，一般情況下中、大型通風(fēng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器或皮帶輪與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接。根據(jù)離心式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式又分為單側(cè)進(jìn)氣方式和雙側(cè)吸氣形式，單側(cè)進(jìn)氣方式風(fēng)機(jī)采用單側(cè)向葉輪；雙側(cè)進(jìn)氣風(fēng)機(jī)可獲得更大流量，該形式風(fēng)機(jī)采用用兩個(gè)背靠背的葉輪，又稱為雙吸式離心通風(fēng)機(jī)。如圖3-1為典型離心式通風(fēng)機(jī)。圖3-1離心式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.2對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)與離心式通風(fēng)機(jī)比較目前，國(guó)內(nèi)煤礦因安全規(guī)程要求，大多礦井通風(fēng)阻力不超過(guò)3000Pa，個(gè)別礦井特殊要超過(guò)4000Pa，而根據(jù)筆者多年與礦井用戶及設(shè)計(jì)院經(jīng)驗(yàn)交流，目前所接觸最大的礦井主要通風(fēng)機(jī)壓力為5500Pa。礦井大多以風(fēng)定產(chǎn)，因此，在國(guó)家相關(guān)規(guī)定基礎(chǔ)上，大多數(shù)礦井為大流量，小負(fù)壓，因此在選擇主要通風(fēng)機(jī)原則上更偏向于軸流式通風(fēng)機(jī)。國(guó)內(nèi)六七十年代因技術(shù)條件限制，礦井選擇使用離心式風(fēng)機(jī)，而在九十年代后期基本全部淘汰，均改為使用軸流式通風(fēng)機(jī)。對(duì)于煤礦礦井來(lái)說(shuō)，離心式風(fēng)機(jī)除了因大風(fēng)壓小流量不適用以外，安裝及引風(fēng)道工程對(duì)于礦井來(lái)說(shuō)也是不小的工程：（1）小型離心式通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直接連接葉輪或采用皮帶連接葉輪，該風(fēng)機(jī)采用固定式基礎(chǔ)，對(duì)基礎(chǔ)的要求相對(duì)簡(jiǎn)單；（2）對(duì)于大型離心式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)與電機(jī)之間采用聯(lián)軸器連接，這對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)要求比較高，要求風(fēng)機(jī)中心與電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)中心對(duì)齊找正；（3）礦井風(fēng)機(jī)因一般采用大型離心式通風(fēng)機(jī)，對(duì)風(fēng)機(jī)的組裝也有嚴(yán)格的要求，要求風(fēng)機(jī)葉輪中心與進(jìn)氣口中心、電動(dòng)機(jī)絕對(duì)同心，同時(shí)要求葉輪中心與蝸殼之間間隙，葉輪與進(jìn)氣口之間軸向間隙均有嚴(yán)格要求，否則將對(duì)風(fēng)機(jī)效率有很大影響。（4）主軸與聯(lián)軸器、聯(lián)軸器與葉輪之間連接也相對(duì)較為嚴(yán)格。（5）風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與引風(fēng)道連接因風(fēng)機(jī)位置固定，需要后期專門(mén)制作連接引風(fēng)道。（6）需在礦井引風(fēng)道重新修建反風(fēng)風(fēng)道，相對(duì)基建工程量大。3.3長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)特點(diǎn)軸流通風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，連接方便等特點(diǎn)，相對(duì)于離心風(fēng)機(jī)老說(shuō)，軸流風(fēng)機(jī)也有很長(zhǎng)的應(yīng)用歷史，從十九世紀(jì)起就開(kāi)始應(yīng)用在工業(yè)用途。通常意義上的軸流通風(fēng)機(jī)采用單級(jí)葉輪，同時(shí)低壓軸流式通風(fēng)機(jī)更是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造應(yīng)用于民用建筑等通風(fēng)行業(yè)，而大多高壓軸流通風(fēng)機(jī)應(yīng)用于電站、鍋爐通風(fēng)。本文因主要為礦井使用，故只對(duì)比中高風(fēng)壓型長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)，長(zhǎng)軸式礦井軸流通風(fēng)機(jī)如圖3-1。圖3-1長(zhǎng)軸式礦井軸流通風(fēng)機(jī)外形圖礦井軸流式通風(fēng)機(jī)最常用的是長(zhǎng)軸式，也有個(gè)別采用短軸連接，該類型風(fēng)機(jī)也應(yīng)用在冶金化工以及鍋爐引風(fēng)等行業(yè)，因其比離心式風(fēng)機(jī)具有更高的效率和更大風(fēng)量而得到更為廣泛的使用。該類風(fēng)機(jī)主要特點(diǎn)：電機(jī)轉(zhuǎn)速高；電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)葉輪，傳動(dòng)效率高；葉片可采用機(jī)翼型，孤立翼型設(shè)計(jì)法，效率高；動(dòng)葉可調(diào)可采用停機(jī)調(diào)節(jié)或不停機(jī)調(diào)節(jié)，適用范圍廣，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。3.4對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)與長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)比較風(fēng)道會(huì)有一個(gè)“S”型彎道，而氣流在“S”型彎道處會(huì)形成較大的渦流和紊流，對(duì)風(fēng)機(jī)的效率有一定影響，且噪音明顯增大，普通軸流式風(fēng)機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的原因?qū)Φ鼗蠛芨?，若地基沉降到一定程度，則無(wú)法保證正常的傳動(dòng)及安全運(yùn)行。我公司先后對(duì)陜煤集團(tuán)、陽(yáng)煤集團(tuán)、潞安集團(tuán)等多臺(tái)原有的普通軸流式風(fēng)機(jī)因地基沉降無(wú)法運(yùn)行進(jìn)行對(duì)旋式改造。普通軸流式風(fēng)機(jī)必須要建較大的風(fēng)機(jī)站房，且站房?jī)?nèi)須配備起重機(jī)、照明設(shè)施等，針對(duì)夏店煤礦，采用普通軸流式風(fēng)機(jī)僅機(jī)房、擴(kuò)散塔投資約1000余萬(wàn)元，其次普通軸流式風(fēng)機(jī)的引風(fēng)道長(zhǎng)度約50m，其造價(jià)又需1000余萬(wàn)元。僅上述兩項(xiàng)其造價(jià)已經(jīng)比對(duì)旋式風(fēng)機(jī)的整體工程費(fèi)用高2000～3000萬(wàn)元。普通軸流式風(fēng)機(jī)機(jī)房與操作時(shí)連體，機(jī)房?jī)?nèi)的噪音大于國(guó)家環(huán)保要求，對(duì)值班人員的健康影響很大。對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)建設(shè)工期短：不需要混凝土引風(fēng)道、通風(fēng)機(jī)房的建設(shè)，特別是改造的風(fēng)井，僅鋪設(shè)好風(fēng)機(jī)道軌與風(fēng)井井筒連接等少量工程，安裝好風(fēng)機(jī)及配套控制系統(tǒng)就可以運(yùn)行，制造、安裝工期最多不超過(guò)4個(gè)月。采用變頻拖動(dòng)完全可以取消臨時(shí)風(fēng)機(jī)的建井工序。對(duì)旋風(fēng)機(jī)對(duì)地基條件要求不高，地基傾斜度不大于15°，風(fēng)機(jī)就能安全運(yùn)行。我公司先后對(duì)陜煤集團(tuán)、陽(yáng)煤集團(tuán)、潞安集團(tuán)等多臺(tái)原軸流式風(fēng)機(jī)因地基沉降導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行，由我公司進(jìn)行更換對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)改造實(shí)施后礦井正常安全生產(chǎn)。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例及常見(jiàn)故障分析對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)應(yīng)用實(shí)例及常見(jiàn)故障分析4.1對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)煤礦應(yīng)用實(shí)例國(guó)內(nèi)目前主要生產(chǎn)煤礦主要通風(fēng)用對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)廠家有平安電氣股份有限公司、南陽(yáng)防爆集團(tuán)股份有限公司、山西安瑞風(fēng)機(jī)電氣股份有限公司、三河市燕京礦山設(shè)備有限公司，這四家通風(fēng)機(jī)廠在全國(guó)煤礦主要通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上。目前國(guó)內(nèi)最大對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)為FBCDZ№46為燕京風(fēng)機(jī)生產(chǎn)，生產(chǎn)FBCDZ№38以上風(fēng)機(jī)僅山西安瑞一家就超過(guò)40臺(tái)，最大功率為山西安瑞生產(chǎn)的FBCDZ№40/2*1850kW。2009年山西安瑞風(fēng)機(jī)生產(chǎn)的FBCDZ№40/2*1850kW風(fēng)機(jī)是當(dāng)年國(guó)內(nèi)最大功率的對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)，也是國(guó)內(nèi)第一臺(tái)使用稀油潤(rùn)滑、高壓變頻的煤礦風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)具有以下創(chuàng)新性：（1）FBCDZ№40主通風(fēng)機(jī)采用2×1850kw防爆變頻電動(dòng)機(jī)作為其動(dòng)力核心，是目前國(guó)內(nèi)所用最大防爆電動(dòng)機(jī)；（2）2×1850kW防爆對(duì)旋式礦用主通風(fēng)機(jī)為國(guó)際首次采用高壓變頻技術(shù)。（3）防爆電動(dòng)機(jī)選用強(qiáng)迫稀油潤(rùn)滑方式為在主通風(fēng)機(jī)上的首次并成功運(yùn)用。（4）礦井主通風(fēng)機(jī)調(diào)風(fēng)時(shí)間縮短為10s左右，為國(guó)際井工開(kāi)采礦井主通風(fēng)機(jī)調(diào)風(fēng)最短時(shí)間，反風(fēng)實(shí)現(xiàn)不停機(jī)控制約用時(shí)3min，備用主通風(fēng)啟動(dòng)及反風(fēng)切換時(shí)間在6min內(nèi)，實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間3min；（5）彎掠組合式正交型葉片與變頻技術(shù)的結(jié)合使礦用主通風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行效率達(dá)80%以上；電動(dòng)機(jī)效率90%以上，噪音低達(dá)79.5dB(A)。（6）此風(fēng)機(jī)特在二級(jí)主機(jī)設(shè)置自動(dòng)同步行走機(jī)構(gòu)，設(shè)備的安裝、檢修、維護(hù)非常方便。[13]該風(fēng)機(jī)檢測(cè)0度安裝角最高全壓效率達(dá)82.74%，最高靜壓效率達(dá)81.99%,30HZ運(yùn)行風(fēng)量達(dá)799200m3/h，靜壓2139Pa。見(jiàn)圖4-1；50HZ運(yùn)行工況點(diǎn)1355760m3/h,靜壓5576Pa；最高全壓達(dá)6780Pa，見(jiàn)圖4-2。圖4-1FBCDZ№40/2*1850kW0度30HZ運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)圖4-2FBCDZ№40/2*1850kW+3度50HZ運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)4.2對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)最常見(jiàn)故障對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)在煤礦主要通風(fēng)使用中，因其自身效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用靈活、反風(fēng)性能優(yōu)越、對(duì)基礎(chǔ)工程要求低等優(yōu)點(diǎn)目前被廣泛使用，但同時(shí)因其以下兩個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)需要特別注意：（1）對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)一般多用于煤礦主要通風(fēng)，因所排風(fēng)流含有瓦斯等氣體，電機(jī)冷卻無(wú)法象普通軸流通風(fēng)機(jī)一樣靠氣流自身冷卻，反而需要把電機(jī)與風(fēng)道中氣流隔離，因此，如何實(shí)現(xiàn)電機(jī)散熱是難題。（2）對(duì)旋風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)直聯(lián)方式，葉輪安裝在電機(jī)主軸，使得電機(jī)軸伸端軸承在承受軸向力同時(shí)承受徑向力，從而影響軸承壽命。為應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，許多風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)：（1）通過(guò)增設(shè)隔流腔也即電機(jī)正壓保護(hù)筒，形成內(nèi)部正壓，風(fēng)機(jī)流道內(nèi)為負(fù)壓，通過(guò)電機(jī)尾部風(fēng)扇從隔流腔與機(jī)殼外部吸進(jìn)新鮮空氣，對(duì)電機(jī)冷卻后從隔流腔前端排出風(fēng)機(jī)殼體，成功解決電機(jī)散熱問(wèn)題，并在實(shí)踐中得到驗(yàn)證。（2）普通電機(jī)軸伸端與尾端均采用向心球軸承，而對(duì)旋式防爆軸流通風(fēng)機(jī)防爆電機(jī)均在同類型電機(jī)基礎(chǔ)上加大軸承型號(hào)，同時(shí)采用三軸承甚至四軸承制，即軸伸端采用推力軸承加向心球軸承解決軸承徑向力與軸向推力。風(fēng)機(jī)運(yùn)行一般最常見(jiàn)故障：（1）因繞組短路或斷路或接地等導(dǎo)致風(fēng)機(jī)不能啟動(dòng)；（2）風(fēng)機(jī)因葉輪卡住或電機(jī)軸承損壞引起的電源熔斷器故障；（3）風(fēng)機(jī)因電機(jī)或葉輪卡住、電壓過(guò)低引起不啟動(dòng)或電源電壓過(guò)低引起的啟動(dòng)困難；（4）絕緣電阻受潮或老化引起的絕緣低故障；（5）因軸承缺油或損壞、葉輪擦邊引起的噪音、振動(dòng)等故障；（6）不穩(wěn)定工況或失速工況引起的振動(dòng)、喘振。對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)分析對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)分析5.1影響對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)的市場(chǎng)需求分析5.1.1相關(guān)規(guī)定及政策影響對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素是政策的推動(dòng)。近年來(lái)國(guó)家越來(lái)越強(qiáng)調(diào)煤礦安全生產(chǎn)，《“十二五”煤礦瓦斯綜合治理工作體系建設(shè)實(shí)施方案》中明確要求，礦井必須有完整獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，各巷道風(fēng)量、各掘進(jìn)風(fēng)量、各場(chǎng)所配風(fēng)量都必須滿足安全生產(chǎn)，以“風(fēng)”定產(chǎn)。[14]該文件對(duì)瓦斯綜合治理提出更詳細(xì)方案，各煤礦增加安全通風(fēng)設(shè)備需求，同時(shí)對(duì)于各風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)是利好。國(guó)家安監(jiān)總局發(fā)布的《煤礦安全生產(chǎn)“十二五”規(guī)劃》中提出，將進(jìn)一步嚴(yán)格煤礦安全準(zhǔn)入制度，加大煤礦安全監(jiān)管，逐步有序建立退出機(jī)制，保障規(guī)模型煤礦企業(yè)發(fā)展。根據(jù)該文件要求，國(guó)家將進(jìn)一步加大對(duì)煤礦礦井建設(shè)加大監(jiān)督建管力度，同時(shí)對(duì)新建礦井、改建擴(kuò)建的礦井要進(jìn)行產(chǎn)能要求，根據(jù)今年山西省要求，煤礦年產(chǎn)量90萬(wàn)噸以下礦井將不予批準(zhǔn)，同時(shí)現(xiàn)有煤礦將進(jìn)行關(guān)?；蛘?，這樣的話，就不可避免將一些小型礦井、技術(shù)薄弱、煤層質(zhì)量差的礦井關(guān)閉，相對(duì)用戶需求將大面積減少，對(duì)于一些制造能力弱、規(guī)模較小、產(chǎn)品單一的對(duì)旋風(fēng)機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)是噩夢(mèng)，但同時(shí)對(duì)于相對(duì)具有一定規(guī)模、產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)型制造企業(yè)來(lái)說(shuō)反而是發(fā)展的機(jī)會(huì)。5.1.2競(jìng)爭(zhēng)格局目前處于第一陣營(yíng)的風(fēng)機(jī)生產(chǎn)主要廠家為平安電氣股份有限公司、山西省安瑞風(fēng)機(jī)電氣股份有限公司、南陽(yáng)防爆集團(tuán)有限公司；第二陣營(yíng)有山西安運(yùn)風(fēng)機(jī)有限公司、運(yùn)城安宏節(jié)能風(fēng)機(jī)有限公司、淄博風(fēng)機(jī)、鴻運(yùn)礦山設(shè)備、湖北賽弗制造有限公司；第三陣營(yíng)的是大大小小的各小型風(fēng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。5.2目前煤礦通風(fēng)市場(chǎng)需求分析宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境來(lái)看，2012年以來(lái)，貨幣政策穩(wěn)健趨勢(shì)明顯，部分刺激政策適時(shí)退出，我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)平穩(wěn)減速態(tài)勢(shì)。國(guó)內(nèi)因能源發(fā)展趨勢(shì)，煤炭行業(yè)依然處于行業(yè)低谷，由于新能源發(fā)展迅猛，煤炭行業(yè)未來(lái)只會(huì)越來(lái)越萎縮，不會(huì)擴(kuò)大。連續(xù)多年來(lái)，受?chē)?guó)家政策影響以及市場(chǎng)發(fā)展，基本生產(chǎn)生活條件技術(shù)成長(zhǎng)，國(guó)家居民生活成本、消費(fèi)指數(shù)持續(xù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致原輔材料、外購(gòu)元器件、人工成本、管理成本也持續(xù)多年上漲，五年來(lái)上漲50%左右，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本不斷加大，如果沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)提高，高技術(shù)附加值產(chǎn)品，則企業(yè)就無(wú)法持續(xù)發(fā)展，無(wú)法生存。2017年到2019年市場(chǎng)雖然有所回暖，但由于整體市場(chǎng)萎縮，煤礦總量減少，而且煤礦風(fēng)機(jī)投入為一次投入使用五年到十年，甚至十五年情況依然存在，而由于12年開(kāi)始的整合引發(fā)的風(fēng)機(jī)更換及使用年限到期更換一輪熱潮均在五年以內(nèi)，因此煤礦對(duì)主要通風(fēng)機(jī)也即大型對(duì)旋式煤礦主通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)需求量不大，相反因小型對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)為易損耗品，相對(duì)市場(chǎng)需求量大，而且小型風(fēng)機(jī)價(jià)格偏低，投資小，競(jìng)爭(zhēng)壓力相對(duì)更大。5.3企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的營(yíng)銷戰(zhàn)略和方式5.3.1國(guó)內(nèi)礦用對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)行業(yè)存在問(wèn)題產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)不合理。國(guó)內(nèi)大多生產(chǎn)企業(yè)為生產(chǎn)規(guī)模小、附加值低、競(jìng)爭(zhēng)能力較弱的中小型民營(yíng)企業(yè)，該產(chǎn)品又多為低端產(chǎn)品領(lǐng)域，技術(shù)門(mén)檻低，生產(chǎn)企業(yè)眾多，產(chǎn)品處于供大于求現(xiàn)狀。行業(yè)秩序有待規(guī)范，惡性競(jìng)爭(zhēng)時(shí)有發(fā)生。受?chē)?guó)內(nèi)大環(huán)境影響，礦用對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)市場(chǎng)需求量有下降趨勢(shì)，尤其2013年以來(lái)國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)低迷，雖然2017年以來(lái)有所回暖，但仍處于低位，一些小企業(yè)紛紛采取低價(jià)策略、價(jià)格戰(zhàn)策略，擾亂市場(chǎng)，企業(yè)間惡性競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致市場(chǎng)環(huán)境惡劣。5.3.2企業(yè)應(yīng)對(duì)營(yíng)銷戰(zhàn)略與方式面對(duì)當(dāng)前企業(yè)發(fā)展要求，小規(guī)模、作坊式小企業(yè)經(jīng)營(yíng)模式已經(jīng)完全不適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)創(chuàng)新企業(yè)管理理念，提升管理經(jīng)營(yíng)層創(chuàng)新理念，加強(qiáng)各管理職能部門(mén)的機(jī)構(gòu)職能及溝通協(xié)調(diào)能力，強(qiáng)化企業(yè)管理效率，強(qiáng)化管理人員執(zhí)行能力，建立科學(xué)管理機(jī)制及經(jīng)營(yíng)團(tuán)隊(duì)。2）加大科技投入，企業(yè)是追求利潤(rùn)最大化，但沒(méi)有科技創(chuàng)新，沒(méi)有科技研發(fā)，沒(méi)有核心競(jìng)爭(zhēng)能力，企業(yè)就無(wú)法追逐利潤(rùn)。因此加大技術(shù)投入，加大技術(shù)人才培養(yǎng)以及建立健全的創(chuàng)新機(jī)制以及考核機(jī)制才能增強(qiáng)企業(yè)最基本的核心競(jìng)爭(zhēng)力。3）建立新型市場(chǎng)營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)，拓展多層次市場(chǎng)開(kāi)發(fā)，改善企業(yè)產(chǎn)品營(yíng)銷模式，加強(qiáng)銷售人員培訓(xùn)，組建強(qiáng)有力的技術(shù)型銷售團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)復(fù)合型銷售人才，引進(jìn)高級(jí)銷售力量，提高全員營(yíng)銷團(tuán)隊(duì)基本綜合能力。4）改善產(chǎn)品多品種化、多規(guī)格化、市場(chǎng)自適應(yīng)性。根據(jù)企業(yè)自身特點(diǎn)以及市場(chǎng)實(shí)際需求進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代，研發(fā)新產(chǎn)品新技術(shù)，適應(yīng)市場(chǎng)變化，改善產(chǎn)品適應(yīng)性。5）改進(jìn)質(zhì)量把控及管理，完善健全質(zhì)量管理體系，以質(zhì)量創(chuàng)出品牌，以品牌提升企業(yè)。結(jié)論與展望結(jié)論與展望6.1結(jié)論對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)和離心式風(fēng)機(jī)、長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)相比較，其壓力沒(méi)有離心式風(fēng)機(jī)高，沒(méi)有長(zhǎng)軸式軸流通風(fēng)機(jī)動(dòng)葉可調(diào)的優(yōu)勢(shì)，但它具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，其通風(fēng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便，適應(yīng)性強(qiáng)，基建工程費(fèi)用投資小，這些優(yōu)勢(shì)相對(duì)煤礦主要通風(fēng)來(lái)說(shuō)也許不是最好但一定是最合適的。近年來(lái)各風(fēng)機(jī)企業(yè)不斷加大技術(shù)投入、技術(shù)創(chuàng)新，不停風(fēng)切換系統(tǒng)、自動(dòng)倒臺(tái)切風(fēng)系統(tǒng)、無(wú)人值守系統(tǒng)等一系列包含風(fēng)機(jī)及其配套風(fēng)門(mén)、控制系統(tǒng)在內(nèi)的節(jié)能、環(huán)保整體工程開(kāi)發(fā)出來(lái)投入市場(chǎng)，為風(fēng)機(jī)行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展。6.2展望雖然目前煤炭市場(chǎng)唱衰，國(guó)內(nèi)煤礦整合，相對(duì)來(lái)說(shuō)市場(chǎng)萎縮，但同時(shí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)已經(jīng)向規(guī)?；⒖萍蓟D(zhuǎn)換，一些小型的、不具備研發(fā)力量的小企業(yè)將被整合、消化，對(duì)形成規(guī)模、技術(shù)研發(fā)型企業(yè)未嘗不是機(jī)會(huì)。這也就促使國(guó)內(nèi)各對(duì)旋式軸流風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家加快步伐，加強(qiáng)自身科研力量，加大營(yíng)銷力量，加大品牌質(zhì)量，走專、精、尖發(fā)展道路。致謝致謝我從05年開(kāi)始從事風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，公司主要產(chǎn)品也主要是對(duì)旋式軸流通風(fēng)機(jī)，產(chǎn)品針對(duì)的方向也是煤礦主要通風(fēng)，多年來(lái)隨著企業(yè)的發(fā)展一步步走來(lái)，伴隨著企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模、