礦井安全的重要性人人皆知，礦井主通風(fēng)機是確保井下正常通風(fēng)的重要設(shè)備，不僅影響礦井的生產(chǎn)能力，而且對礦業(yè)的安全是至關(guān)重要的。國內(nèi)礦用主通風(fēng)機在經(jīng)歷了早期的離心風(fēng)機以及七、八十年代以2K60、2K58為代表的軸流風(fēng)機之后，目前市場上占主流的是對旋風(fēng)機和長軸寬曲線軸流風(fēng)機，這兩種風(fēng)機在市場上處于競爭替代的關(guān)系，下面就從技術(shù)的角度來理清這兩種風(fēng)機的優(yōu)缺點，并展望一下未來的市場趨勢。對旋風(fēng)機

對旋風(fēng)機是從2000年左右開始在礦上使用，用來替代2K58 等老型的軸流風(fēng)機，目前在市場上占有絕對主導(dǎo)地位，該型風(fēng)機的結(jié)構(gòu)比較簡單，有兩級葉輪，旋轉(zhuǎn)方向相反，互為導(dǎo)葉。對旋風(fēng)機在當(dāng)時為礦上的通風(fēng)做出了不小的貢獻(xiàn)。

由于對旋風(fēng)機的電機位于風(fēng)機的內(nèi)部，葉輪直接安裝在電機上，這種先天性的設(shè)計缺陷會導(dǎo)致電機散熱不好，電機軸承載荷大從而導(dǎo)致軸承損壞。通過市場調(diào)查，對旋風(fēng)機在使用中主要存在以下問題：

• 風(fēng)機效率低

• 葉片斷裂

• 工藝落后，設(shè)備穩(wěn)定性差

• 維護便利性差

• 電機軸承損壞

• 電機散熱困難

• 滿足不了高壓力、大流量的應(yīng)用需求

長期以來，關(guān)于對旋風(fēng)機效率的說法不一，正反兩方認(rèn)為的效率相差50%左右，分歧極大。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，通過對現(xiàn)場運行風(fēng)機效率的測試，就可以得知對旋風(fēng)機的效率到底處于什么水平。

通過測試，對旋風(fēng)機的實際效率分布如下圖：

測試結(jié)果表明，對旋風(fēng)機的平均效率只有55%，在測試的對旋風(fēng)機中，有70% 的風(fēng)機其效率低于60%；測試的風(fēng)機沒有一臺運行效率在80%以上，可見對旋風(fēng)機的實際運行效率是非常低的，這個也為關(guān)于旋風(fēng)機效率的爭辯提供了鐵一般的事實。

其實，從理論上來講，對旋風(fēng)機的效率不可能高，主要是因為：

對旋風(fēng)機的流道設(shè)計不是很合理，葉片前后都沒有導(dǎo)葉，氣動損失大；

對旋風(fēng)機沒有擴散筒，動壓轉(zhuǎn)換成靜壓的比例低；

兩級葉輪相互反向旋動，造成葉輪間氣流損失大；

對旋風(fēng)機的高效區(qū)很窄，再加上礦業(yè)的風(fēng)機欲量都很大，導(dǎo)致風(fēng)機的實際工作點遠(yuǎn)離設(shè)計點，從而是實際運行效率降低。

長軸寬曲線軸流風(fēng)機

長軸式寬曲線軸流風(fēng)機采用先進(jìn)的三元流設(shè)計，是國外八十年代早期研發(fā)出來的高效的風(fēng)機，其葉片采用高性能的翼型設(shè)計，風(fēng)機的性能范圍寬廣，從本世紀(jì)初期就已經(jīng)成功應(yīng)用于礦業(yè)主通風(fēng)機市場，將近二十年的運行情況表明該類產(chǎn)品在礦上的應(yīng)用很成功。

長軸式寬曲線軸流風(fēng)機有三種調(diào)節(jié)方式，停機逐片調(diào)節(jié)、停機一次可調(diào)、動葉可調(diào)，其中動葉可調(diào)方式是通過液壓缸在風(fēng)機運行時調(diào)節(jié)葉片的開度，調(diào)節(jié)快速平穩(wěn)，自動化程度很高，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機是目前世界上技術(shù)最先進(jìn)的產(chǎn)品，具有以下特點：

高效區(qū)寬廣，高效節(jié)能

?對井下系統(tǒng)阻力變化適應(yīng)能力強

制造工藝成熟，可靠性高

電機外置，檢修方便，徹底解決了對旋風(fēng)機軸承損壞、電機散熱的問題 ?

長軸式軸流風(fēng)機結(jié)構(gòu)合理，有單獨的軸承箱，運行更加可靠安全

檢修方便，運營成本最低 ?

不停風(fēng)倒機操作流程簡單

自動化程度高，助力智慧礦山的建設(shè)

從參數(shù)覆蓋范圍來看，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機要比對旋風(fēng)機寬廣的多，不僅完全可以覆蓋對旋風(fēng)機的性能范圍，而且在對旋風(fēng)機之外的大流量、高壓力范圍內(nèi)，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機也能勝任。因此動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的性能更高，可以提供更大的流量和更高的壓力，對于大型礦井的通風(fēng)需求是唯一的可以滿足需求的產(chǎn)品。

動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的設(shè)計效率高，那么實際運行的效率怎么樣呢? 下圖是對一些現(xiàn)場運行的風(fēng)機實測的效率，可以看出，有59%的測試風(fēng)機其運行效率大于80%，只有8%的風(fēng)機其運行效率低于60%，這些風(fēng)機的實際運行效率達(dá)到了77%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前面所述的對旋風(fēng)機的測試效率。

綜上，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的運行效率遠(yuǎn)高于對旋風(fēng)機，目前的市場中對旋風(fēng)機占有絕大部分比例，在國家節(jié)能減排大背景下，采用動葉可調(diào)軸流風(fēng)機替換對旋風(fēng)機勢在必行。

案例：

在這舉一個實例，某煤礦一分區(qū)立風(fēng)井主通風(fēng)機，在用風(fēng)機為效率較低的對旋No36風(fēng)機，現(xiàn)場實測的風(fēng)機性能參數(shù)如下表：

風(fēng)機的性能曲線以及實際工作點的位置見下圖：風(fēng)機的性能曲線以及實際見

為了達(dá)到節(jié)能的目的，采用高效節(jié)能的長軸寬曲線軸流No.28風(fēng)機替換原風(fēng)機，新風(fēng)機在滿足同樣的壓力和流量的前提下，效率比原風(fēng)機的53.5%大大提高，達(dá)到85%，軸功率由572kW降低到325kW，具體參數(shù)見下表.

? 風(fēng)機的性能曲線以及工作點的位置見下圖。

按每年運行8000小時,每度電0.487元計算,每年的節(jié)能費用為：

247×8000×0.487=96萬元。

可以看出,新風(fēng)機的效率比對旋風(fēng)機高很多,節(jié)能效果非常明顯。

據(jù)不完全統(tǒng)計，煤礦風(fēng)機的耗電量占整個礦企耗電量的30%，選用高效的動葉可調(diào)軸流風(fēng)機，每年節(jié)約的電費是非常可觀的。

當(dāng)然，高效節(jié)能的風(fēng)機產(chǎn)品比技術(shù)落后的產(chǎn)品價格要高，企業(yè)在采購設(shè)備的時候不能只看設(shè)備的初始投資，應(yīng)綜合初始投資、運營成本、維護維修的成本，綜合考慮，這樣才能真正落實技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備在現(xiàn)場的應(yīng)用，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

另外，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機在啟動的時候，葉片是全關(guān)閉的，風(fēng)機可以直接啟動，啟動電流小，對電網(wǎng)的沖擊很小，所以動葉可調(diào)軸流風(fēng)機完全沒有必要配套變頻器，也降低了為變頻器而設(shè)的恒溫恒濕電控間的投資，同時也消除了由于變頻器故障而導(dǎo)致的停機事故，大大提高了主通風(fēng)機的可靠性和礦井的安全性。

總而言之，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機由于調(diào)節(jié)方便，而且調(diào)節(jié)響應(yīng)快、調(diào)節(jié)精度高、對井下阻力變化適應(yīng)性強，為實現(xiàn)智慧礦山建設(shè)提供了強有力的保證，該類風(fēng)機配有剎車裝置，采用反轉(zhuǎn)反風(fēng)，10分鐘內(nèi)可實現(xiàn)一鍵反風(fēng)，反風(fēng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機結(jié)構(gòu)緊湊，風(fēng)道設(shè)計簡單，配置的風(fēng)門數(shù)量可以減半，簡化了反風(fēng)的操作程序。

動葉可調(diào)軸流風(fēng)機目前在我國礦業(yè)應(yīng)用有較多的案例，實踐證明，該系列的風(fēng)機高效節(jié)能、可靠性安全性高，是智慧通風(fēng)的最佳選擇。對旋風(fēng)機由于技術(shù)落后，耗能高，已經(jīng)跟不上國家的節(jié)能減排政策的要求，需要加快更新?lián)Q代的步伐。

總結(jié)

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