主通风机产品介绍及选型

三、主通风机装备运行情况
１、主要通风机市场据统计，我国目前在役的矿用主要通风机约
16000台，主要型号有：
（１）电动机外置式（长轴式）单级轴流通风机：GAF单级，BK40， BK54，BK55，BK58，BK61，BK65，该类通风机约占在役矿用主要通风
机的8%；
（２）电动机外置式（长轴式）双级轴流通风机：70B2，2K56， 2K58，2K60，GAF双级，该类通风机约占在役矿用主要通风机的10%；
年代末就被国家列为淘汰产品。
（2）上世纪80-90年代初：优化改进阶段 上世纪80年代初，沈阳鼓风机厂参考前苏联中央流体动力研究所 提供的通风机气动略图和特性曲线，对传统风机进行了优化改进，研 制推出了2K60型轴流式通风机。80年代末，沈阳鼓风机厂生产的改进 型2K60、2K58主要通风机，经工业性运转试验达到要求后，先后通过 了部级技术鉴定，使我国常规型号的矿井主要通风机的安全可靠性有 了较大程度的提高。
性能参数表也不相一致，但差异不大。按特性曲线选型时，工况点
应尽可能落在高效区范围内。对主通风机安装地点有噪声要求的应 尽量选择低转速的型号。
4、主通风机装机功率的计算
N=k×Q×P/(1000×η)
式中： N—电动机计算功率（装机总功率），kW。 η—主扇工况点效率。 k—富裕系数，一般可取1.2～1.3。
节能型扩散塔较普通扩散塔形体尺寸略有增大。采用节能型扩散 塔技术，主通风机静压效率约提高3%。
2、惯性重力除尘降噪技术
重力除尘是在粉尘碰撞到除尘装置顶部减速后，利用粉尘本身的
质量使其沉降。惯性除尘是在除尘装置将主通风机出口向上气流改为 45°向下气流时，利用粉尘向下的惯性加速其沉降。在主通风机扩散
ρ —矿井工况条件下的空气密度。
2、确定主通风机性能参数 确定主通风机运行时必须满足的风量、静压要求。主通风机风 量要考虑漏风系数、储备系数要求，静压要考虑风峒阻力损失、消 声器阻力损失、动压损失以及自然风压的影响等。
3、主通风机型号的选择
主通风机型号一般是按有因次特性曲线或性能参数表进行选择。 因各通风机制造厂家的气动设计方法不一样，主通风机特性曲线或
机内单片可调，第二种是停机机外单片可调，第三种是停机机外一次 可调。用户可根据实际情况来确定，如：工况改变较频繁，主通风机
已采用变频调速控制的则可采用第一种叶片调节方式；工况在较长时
间内才需要发生改变的则可采用第二种叶片调节方式；工况改变较频 繁，主通风机未采用变频调速控制的则可采用第三种叶片调节方式。
（3）主通风机电动机安装在主机组隔流腔内，通过设置在电动机
前、后的各四个通风管散热。主机组下半筒体通风管还兼有支撑电动 机的作用，与电动机安装板、主机组支脚形成足够强度、刚度的整体
结构，将电动机及叶轮的重力传递到安装基础上。在设计上，电动机
前、后四个通风管的轴线均不通过主机组中心，这种非对称布置方式 可消除主通风机在运行过程中因交变载荷而产的扭振。
其中BK系列、FBCZ系列等单极通风机适用于压力较低，需风量
相对较大的低风阻矿井；2K系列、FBCDZ系列适用于中、高压矿井；
而离心通风机适合用于高压、需风量较小的矿井。
2、各类矿用主要通风机的综合评价见下表
序号 1
评价指标 运行效率
长轴式单级、双级 电动机内置式单级、 离心通风 轴流通风机 对旋轴流通风机 机 ●●● ●●● ●●●
叶轮根部附近的流动状况，控制叶轮出口的流动方向，消除气流的分离与旋
涡，改善静子入流条件，大幅度提高整机的性能指标。采用弯掠组合正交型 三维扭曲技术，大大改善了风机的性能参数：运行效率提高8%-12%，噪音降
低10-20dB(A)。
5、主通风机叶片角度机外可调装置
目前煤矿大多数主通风机在需要调节叶片来调整风机参数时，都
（4）主通风机叶片采用铸造铝合金材质，并经过热处理和探伤检 查。铝合金材质的比强度是普通钢材的3倍，确保主通风机在正常运
行过程中不产生开裂或断裂的现象；铝合金材质的成形性能良好，能
很好的保证设计参数的符合性以及达到较好的气动性能；铝合金材质 的耐磨性、抗腐蚀性能较好。
（5）叶片安装角度的调节有多种可供选择的方式。第一种是停机
3、整机消声降噪技术 主通风机常用的是扩散部分的吸声降噪方式。整机消声技术是指
除扩散部分的吸声降噪外，蝶阀接头和一、二级主机部分的均内衬消
声装置，并且增加了通风机专用的排行式消声器。整机消声降噪技术 不仅降低了主通风机出口气动噪声，同时也降低了主通风机机体对外
辐射的噪声。
4、气动设计技术 主通风机采用弯掠组合正交型三维扭曲叶片技术，其设计是基于集中参 数最优控制理论，分布参数最优控制理论，全三维湍流流场正、反问题数值 模拟等现代理论，以流动损失和气动噪声最小为目标，通过叶片弯掠量等多 参数控制，利用计算机进行综合气动、结构优化设计的一种设计方法。其技 术关键是以最合理的叶片前后弯掠和左右弯掠的组合分布量，来控制和保证 风机气流流动方向与风机轴向截面垂直，达到最大限度地减少气流流动的压 力损失和气动噪声。采用这种设计，能够在保证相同流量的条件下显著改善
2、性能特征 （1）采用弯掠组合正交型三维扭曲叶片技术，较普通轴流通风机 额定静压效率提高5%~10%，比A声级气动噪声降低10~20dB(A)。 （2）可根据用户的特殊工况参数要求进行个性化设计，确保主扇 高效运行，最高静压效率可达85%以上。 （3）可直接反转反风，反风率在60%以上。
六、主通风机选型流程
（３）电动机外置离心通风机：K4—72、K4—2×73等，该类通风
机约占在役矿用主要通风机的2%。 （４）电动机内置式对旋轴流通风机：FBCDZ40、45、54、56、58、 60、65、70，该类通风机约占在役矿用主要通风机的65%； （５）电动机内置式单级轴流通风机：YBK56系列，FBCZ系列，该 类通风机约占在役矿用主要通风机的15%；
采用停机，移动并打开主通风机的主机组，由工人将叶轮叶片角度一 片一片进行调节。即松开叶柄紧固螺钉，用角度尺量好叶顶角度并固
5、反风功率的验算
根据反风特性曲线，确定反风工况点参数及运行效率，按上述计 算公式进行反风功率验算，反风功率应不得超过主通风机电动机的额 定功率。
七、新技术在主通风机系统中的应用
1、主通风机新型扩散塔技术 主通风机扩散塔阻力能量损失主要包括：弯道局部阻力的能量损
失、出口涡流损失、出口动能损失和扩散塔内摩擦阻力损失等。扩散
（3）上世纪90年代末至今：自主创新阶段 随着叶片技术、电机技术、控制技术、软件等技术的不断发展，
许多风机厂家都在致力于开发新型高效节能风机。经过近20多年来的
努力，我国矿用通风机行业发生了较大的变化，到上世纪90年代末， 我国相继研制出了BD、BDK、BK、GAF等煤矿用轴流主要通风机，提高 了风机性能，减少了煤矿的通风网络基建投资。 进入21世纪后，随着控制技术、变频技术、监测技术、通讯技术 等快速发展，矿井通风领域逐步迈入智能化时代。 2007年以后，我国制定了煤矿地面用轴流式主通风机的技术标准， 对各类轴流式主通风机的设计、制造、检验等进行了规范，并统一了 型号。煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流主通风机型号为FDCDZ（对应 原有的BD、BDK、BK系列产品）。
置。根据用户的要求，可配套风门（垂直闸门或蝶阀）、
专用排行式消声器、风机测试装置（测试风筒、水平风门 或百叶阀等）、自动行走装置、电控装置、在线监测监控 系统以及无人值守系统等。
（2）主通风机流道按通风机效率最优化原则进行设计，外形美观。 集流器型线为圆弧形，与半球形整流罩组成渐缩形进口流道，在叶轮 进口前形成均匀的流场，减少流动损失；主机组内筒与叶轮轮毂直径 一致，流道光滑无突变；扩散器采用渐缩形芯筒，在回收动压的同时 也可降低气动噪声。主扇主机组设计为上、下剖分结构，便于电动机 的维护，大机号主扇的集流器、扩散器、扩散塔等为便于运输、安装 也设计成上、下剖分结构。
1、确定通风工况参数 （1）确定矿井总的风量需求以及在此风量下需要克服的通风阻力
（静压），风量和静压必须是确认的通风工况点，工况点可以是某一
个固定的数值，也可以是分为前期、中期、后期或容易时期、困难时 期等的阶段性参数。
（2）根据主通风机安装地点海拔高度进行工况参数在标准状态下
的换算。标准状态是指风机进口处空气的压力为一个标准大气压（海
塔出口处安装惯性重力除尘装置，该装置是将重力除尘机理、惯性除
尘机理、吸声和隔声机理有机结合，通过添加高效的吸引材料和改变 风流的运动参数，达到除尘降噪的目的。
该装置无需动力，不占据主要风道，既能降低风机运行噪声，又
能除掉气流中的粉尘，净化出风口气流，除尘效率大于80％。装置结 构简单，安装方便，除尘效果明显，并且具有一定的降噪作用。
煤矿地面用轴流式对旋主通风机是属于矿井风机的一种。
二、主通风机的发展
主要通风机指向全矿井、一翼或一个分区供风的通风机。按照气
流进入通风机后流动的方向，通风机可分为离心式、轴流式、混流式
三大类，其中离心式和轴流式通风机在矿用主要通风领域都有应用。 轴流式通风机因在安装基础建设、工况调节、反风操作等方面具有更
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安全性
电机维护 结构紧凑 安装简便 综合成本
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四、对旋主通风机的基本结构
五、平安电气主通风机产品特征
1、结构特征 （1）主通风机由集流器、一级主机组、二级主机组、 扩散器、扩散塔等组成，扩散器、扩散塔一般内衬消声装
塔回收出口断面动能损失的效率与扩散塔结构阻力数值直接相关。由 于全矿总污风必须通过扩散塔排出,其入口来流风量大、风速高,扩散
塔的流体动力学性能和出流断面流体动力学性能对实现主扇能量的有
效利用有较大的影响。
新型扩散塔是在传统流线型扩散塔基础上改进、优化的节能型扩 散塔，是通过对主通风机进行流场数值模拟分析和实验，优化扩散塔 形体性能系数、扩散塔流体动力学性能系数。扩散塔形体参数包括扩 散塔断面扩大系数、扩散塔高度、扩散塔入口断面面积、扩散塔转角、 扩散塔导流装置等。
拔高度为0 ），温度20℃，相对温度为50%的气体状况。标准状态下， 空气密度为ρ0= 1.2kg/m3 。换算公式为：
Q0=Q
P0=P×ρ0 / ρ
式中：Q0 —换算成标准状态下的风量，m3/s。 Q —矿井工况条件下的风量。 P0 —换算成标准状态下的静压，Pa。 P —矿井工况条件下的静压。
Hale Waihona Puke Baidu
ρ0 —标准状态下的空气密度，kg/m3 。
1、按出口压力的大小，风机可以分为以下三大类：
（1）通风机 在标准状态下，通风机的全压≤0.03M Pa；
（2）鼓风机 在标准状态下，通风机的全压为 0.115~0.35MPa；
（3）压缩机 在标准状态下，通风机的全压＞小0.35MPa。
2、通风机按气流运动方向可以分为以下三类：
（1）离心通风机
动，或称径流式通风机。
主通风机产品介绍及选型
平安电气股份有限公司 研究所 贺习平 2013年4月
介绍内容
一、通风机的分类 二、主通风机的发展 三、主通风机装备运行情况 四、对旋主通风机的基本结构 五、平安电气主通风机产品特征 六、主通风机选型流程 七、新技术在主通风机系统中的应用 八、淮北矿业使用的平安电气产主通风机
一、通风机的分类
大的优势，在煤矿、金属矿山主要通风领域得到了越来越广泛的应用，
而离心通风机则逐步退出了该领域。
我国矿用主要通风机设备制造行业的发展经历了如下三个不同阶
段：
（1）上世纪50-70年代末：简单模仿阶段
20世纪50年代初至70年代末，我国矿山使用的矿井轴流主通风机
几乎是仿制前苏联BY型的2BY、70B2和K70等型风机（统称为70B2型）。 它们在我国矿井通风方面曾发挥了主力军的作用。这类风机上世纪80
气流轴向进入风机叶轮后主要沿径向流
（2）轴流通风机
面上沿轴线方向流动。 （3）混流通风机
气流轴向进入风机叶轮后近似地在圆柱形表
在风机叶轮中气流的方向处于轴流式和离心
式之间，近似沿锥面流动，或称斜流式通风机。
3、通风机按用途分类： 习惯上常按通风机的用途来进行分类，如引风机、排尘风机、排 烟风机、矿井风机、隧道风机、纺织风机，等等。