(冶金行业)矿用轴流式通风机工作原理和应用状态

（冶金行业）矿用轴流式通风机工作原理和应用状

态

矿用轴流式通风机工作原理和应用现状

矿用风机作为矿山安全生产的主要技术装备，是矿井通风系统的重要组成部分，是矿井安全生产和灾害防治的基础。矿用风机产品质量的优劣，运行安全稳定和否，检测和调节、控制方法是否可信可靠，都至关重要。

2.1轴流式通风机工作原理

轴流式通风机（下图）主要部件有叶轮3、5，导叶2、4、6，机壳10，主轴8等。叶轮由叶片和轮毂组成，叶片断面成机翼型，且以壹定的安装角装在轮毂上。当叶轮由主轴拖动旋转时，叶轮流道中的气体受到叶片的作用而增加能量，经固定的各导叶校正流动方向后，以接近轴向的方向通过扩散器7排出。

1-集流器;2-前导叶;3-第壹级叶轮;4-中导叶;5-第二级叶轮;

6-后导叶;7-扩散器;8-主轴;9疏流器;10-外壳

图2.1轴流式通风机示意图

2.2主扇发展应用基本情况

20世纪50年代初至70年代末，我国矿山使用的矿井轴流主扇几乎都是仿制苏联BY型的ZBY、70B和K70等型风机(统称为70B2型)。风量范围7~160m3/s，静压范围400~5900Pa。这类通风机是根据原苏联的煤矿通风网路参数设计的高风压、中小风量型主扇，最高静压效率仅有70%左右。

在20世纪70年代沈阳鼓风机厂研制出了62A型单级主扇，其全压、风量参数基本上适合我国的矿井通风网路。但因其本机效率未达到设计要求，相差甚远，没有进壹步改进和完善就停止生产了。在此基础上于20世纪80年代，该厂参考原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，又研

制推出了2K60型轴流式通风机，风量范围为20~400m3/s，静压范围为2000~5000Pa，最高静压效率为80%左右。比70B2型风机约提高10%。全压效率在80%之上的风范围量比值为1.8，静压范围比值为1.43。可逆转反风，反风率在60%之上。2K60和2K58型矿井通风机在煤矿比较受欢迎，20世纪80年代在煤矿和少量金属矿山中共推广应用了500台左右。但在运行了几年后，随着叶片安装角度的提高达到25度之上，第II级叶轮开始出现叶片撕裂和叶柄折断等质量事故，较为严重的是在平顶山矿物局七矿，几天之内俩台主扇连续发生这种事故。据不完全统计，仅在1985至1990年间，原中国统配煤矿总X公司就有26个矿58台主扇风机出现过设计和制造质量问题。这不仅影响了矿山的正常生产，造成较大的经济损失，而且仍严重威胁井下矿工的生命安全和矿井安全。通过对事故调查分析，认为通风机在设计和制造工艺方面有诸多不足之处。

沈阳鼓风机厂生产的改进型2K60和沈阳风机厂生产的改进型2K58主通风机，经工业性运转试验达到要求后，使我国常规型号的矿井主通风机的安全可靠性有了较大程度的提高。

随着矿井通风技术的发展和矿用风机技术的不断进步，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，我国矿用主扇的形式发生了较大的变化，到1995年底，相继研制出了BDK、BK、2K56、GAF 和KZS等新型煤矿用主扇。

BDK65系列大型防爆主扇的风量范围18~420m3/s，静压范围l000~4500Pa，最高装置静压效率达86%；BK54系列中、小型防爆主扇的风

量范围4~210m3/s，静压范围300~2000Pa，最高装置静压效率达84.2%。具有叶轮防爆、防爆电机密闭散热、特性曲线无驼峰、高效区域宽广、叶轮直接反转反风且反风率在62%之上等突出特点。

1997年在BDK65和BK54系列主扇的基础上，推出了BDK62和BK56系列侧移式、轴移式和固定式煤矿防爆轴流主通风机专利产品，2002年又推出TFBDCZ和FBCZ系列侧移式、轴移式和固定式煤矿防爆轴流主通风机产品，性能范围和机号范围和BDK65和BK54系列主扇基本相同，但主扇叶片的加工成型精度有了大幅度的提高，使叶片的扭曲角误差控制在士0.5度以内。FBDCZ系列主扇的静压效率高达88%，FBCZ系列小型主扇的静压效率高达86%。FBDCZ和FBCZ系列侧移式煤矿防爆轴流主通风机产品，俩台主机且联在1台可侧向往返移动的平板车上，俩台主机可在5min以内实现相互更换，共用1条总回风道和1套风机的集流器、扩散器和扩散塔，取消了分风岔道的局部阻力损失(5%~8%)和俩付风闸门的漏风损失(13%~18%)，二项损失合计高达18%~26%，节能效果显著。

沈阳鼓风机厂和东北大学合作开发的2K56系列矿井轴流主扇，适合中压大风量的要求。其装置静压效率为85.3%，高效区域宽广，静压效率在80%之上的风量范围比值为2.57，静压范围比值为2.64。该机仍采用长轴传动，可逆转反风，反风率为60%之上。

上海鼓风机厂和德国TLT(TuiboLufttechnik)X公司合作研制的GAF型矿井轴流主通风机，风量范围为30~1800m3/s。风压范围为300~8000Pa，最高全压效率为88%。全压效率在80%之上的风量范围比值为2.24，风压范围

比值为1.63。风机性能的调节方式有液压动叶可调和机械式动叶可调俩种，扩散塔安装型式有卧式和立式俩种，立式安装于地面时，风机卧式采用长轴传动，且长传动轴从立式扩散塔端伸出。

吉林市鼓风机厂生产的KZS型矿井轴流主扇是仿原苏联的产品，经改进后最高装置静压效率为84%，采用长轴传动，可逆转反风。该机突出的优点是叶片强度高、安全可靠、动叶安装拆卸方便、中和后导叶可在风机运转中通过电控无级调角，可获得不同动叶角度下最佳导叶匹配角度的最佳节能效果，是壹种效率高、安全性好的主扇风机。

2.3局部通风机发展概况

煤矿将局扇用于采掘工作面或局部通风有困难的地方,20世纪80年代前，在我国煤矿主要采用№4,№5,№6的单级和双级高压(俗称普通)轴流式通风机。

20世纪90年代，我国的新型局部通风机有了长足的发展，矿用局部通风机几乎全部采用双级或三级高压对旋和双级高压轴流风机,其功率达264kW,压力8000多Pa,风量1000m3/min。在压入式掘进通风作业中推广了对旋局部通风机；在瓦斯排放和掘进除尘方面又出现了新型抽出式局部通风机和多功能局部通风机；在风机材质方面采用了无摩擦火花和安全摩擦火花材料；在驱动方面，除了传统的防爆电动机外，仍采用了气马达；所有新型风机都设计了各种形式的消声结构。

2.3.1FD系列对旋式局部通风机