离心式与轴流式通风机的工作原理及特性比较

圜圜圆 文章编号：1006—4877(2006)08—0054—02 离心式与轴流式通风机的 工作原理及特性比较 赵世春 摘 要：介绍了离心式与轴流式两种类型的通风机，论述了 其结构、工作原理和技术特性，探讨了矿用通风机的选用原 则及其调节方法。 关键词：通风机；结构原理；工作特性；比较 中图分类号：TD441 文献标识码：A 在矿井通风设备系统的设计中，最重要的部分 是选择通风机，通风机类型的选择和尺寸大小的确 定．对于通风设备运转的经济性起着决定性作用。 采用离心式或轴流式何种类型的通风机，主要取决 于何种通风机的工作区域更适合该场所的条件，除 保证其使用期限、平均运转效率及工作稳定外，还 应该考虑运转中的调节、反风、噪声等问题。 离心式和轴流式通风机目前在我国矿井中已广 泛应用，它们在原理、构造、性能等方面既有相同 之处，又有各自特点。 1 通风机的构造和工作原理 离心式通风机主要由进气室、叶轮、螺旋外 壳、主轴、出气口和出口扩散器等组成。当安装在 主轴上的叶轮高速旋转时，叶片中的风流所获得能 量，在离心力的作用下，以较高的速度被甩向轮缘 汇集于螺旋外壳中，速度逐步降低，压力逐步提 高，最后经扩散器排出风机。与此同时，在叶轮进 口处，因风的排出产生了负压，外部空气在大气压 力的作用下，连续不断地补充进来，叶轮连续不断 地运转，空气连续不断地沿轴向进入和被风机沿径 向经扩散器排出。 轴流式通风机主要由圆形机壳、锥形扩散器、 叶轮、整流器、进风口等组成。风流从集风器沿轴 收稿日期：2006—05—27；修回日期：2006—06—08 作者简介：赵世春(1970一)，女，河北邢台人。1993年 7月毕 业于山西矿业学院，讲师。 向进入．通过原动机驱动叶轮旋转，使风流获得能 量后流入导叶。由于导叶是静止的，其作用是改变 风流方向．并使风流的部分动能转换为压能．最 后．风流通过扩散风筒进一步降低流速，将轴向风 流的动能转换为静压能沿轴向排出。 2 通风机的安装 离心式通风机的安装是从机座和机壳的下部开 始的。首先，将机座放到基础的垫铁上，再找正机 座的中心线并摆平其水平位置，安装轴承时并检查 其中心线和水平位置；其次．在安装通风机轴和工 作轮时．并找正轴的中心线：再次，将机座、轴承 座和轴承上的螺栓固定好并检查无误后，浇灌地脚 螺钉和机座，然后安装机壳上部、扩散器等，同时 安装电动机、电气设备、调节装置及风门装置等。 轴流式通风机的安装是先从扩散器开始．而后 安装机壳下部，机壳经过找平找正后，在其轴承座 上安装轴承壳并校正其中心，再在通风机的转子轴 上装上滚动轴承和联轴节的一半。然后将它装到轴 承壳上并检查工作轮与机座之间的间隙，在安装机 壳上部、轴承盖与润滑系统的同时，可安装传动轴 和电动机，但三根轴应在同一轴线上。通风机整个 安装完后并再次检查后灌浆，最后进行电气及其他 部分的安装。 由于轴流式通风机结构紧凑、体积较小、重量 轻，在加上很多轴流式风机叶轮与电动机直联，导 叶也用作电机的支承座架，此时叶轮可悬臂地安装 在电机轴上。对于轴流式通风机因其主要部件都装 在筒式壳内，结构复杂，所以维修时比较困难。离 心式通风机结构复杂、安装占地面积较大，其结构 简单，运行可靠，易于维护。近年来，离心式通风 机经过改进后，转速已提高，体积与轴流式通风机 已不相上下 维普资讯 http://www.cqvip.com 3 通风机能效 在通风机系统中，通风机的静压是控制机外管 路损失压力的动力，而动压部分一般难以利用，即 都是损失的能量。据介绍，因为，通风机在最佳工 况时的动压头P ， 能 占到总压力的 10％一20％， 所以，静压效率 仉是衡量实际经济性能的重要指 标。 离心式通风机的特性曲线前向导叶和后向导叶 有明显差异如图 1所示。 图 1 离心式通风机的特性曲线 前者则压力一流量 ( 一q )曲线有驼峰形， 功率一流量 (尸L_q )曲线呈上升形，大流量时风 机有过载产生。后者则压力一流量 (尸厂q )曲线 呈递降形，功率一流量( 1 )曲线有峰值，大流量 时不会过载，效率比前向风机稍高一些 。轴流式风机 典型的特性曲线如图2所示。 ’ 其特点：一是升压曲线有驼峰形。在这一状况 下各种流动损失比较小，风机可达 一最佳状态， 升压特性也有良好的稳定性；二是在较小流量区压 力一流量 ( _q )曲线曲线跌落明显，是不稳定 工况区：三是零流量时功率值较大，有些风机还可 能处于最大功率状态。 轴流式通风机的特性曲线陡斜有驼峰，工况点 只能在驼峰右侧，相对应用范围较小，适用于矿井 阻力变化大而风量变化不大的矿井。还有一部分轴 流式通风机，在改进装置后，性能曲线已无驼峰。 因离心式通风机的特性曲线较平缓，一般没有 55 囫圈圆 耩g 鞠巍耥蒜嚣 一 繇嚣 ■簟—■■■●■■—●_ 驼峰，适用于风量变化较小而阻力变化不大的矿 井，所以，离心式通风机可用闸门调节风量，应用 范围较广。虽然离心式通风机最高效率比轴流式通 风机要高，但离心式通风机的平均效率不如轴流式 通风机高。 4 通风机运行工况点的调节 在运行中，用户人为地去改变系统的平衡工作 点就是工况的调节。实现调节的途径 ：一是改变管 网特性，使风机特性迁移变化；二是改变风机特 性，使工作点沿管网特性曲线迁移变化。前者可通 过调节闸门开度实现，方便但不经济；后者与前者 相比有一定的节能性。 调节风机转速对离心式通风机和轴流式通风机 都适用，经济I生能良好，但投入较大。 轴流式通风机性能还可通过改变动叶或静叶安 装角度 、改变叶轮级数、改变叶轮数量等方法进行 调节，经济性能良好。 离心式通风机性能调节一般采用闸门调节法， 通风阻力较大，经济性能较差，虽然也可通过调节 转速和采用导流器调节的方法，但有一定的局限性 或较复杂性，还未普遍采用。总之，离心式通风机 的可调性不如轴流式通风机。 对现代大型轴流通风机的叶轮叶片和导叶叶片 的安装角可以做成可调节的，这样可提高风机的运 行范围，使它在经济性能方面比离心式通风机有了 更广的适应性。当然，由于性能参数上的不同特 点．二者必然有相互不可取代的地方。 ． 5 通风机的启动 通风机从启动到正常转速需要一定的时间，电 动机启动所需功率超过正常运转功率 ，离心式通风 机性能曲线说明：风量接近零 (闸门全闭)时功率 较小，风量最大 (闸门全开)时功率较大。为保证 电动机安全启动，应将通风机进口全闭启动，待其 升到正常工作转速后再将闸门逐渐打开，避免因启 动负荷过大而危及电动机的安全运转。轴流式通风 机没有这一特点．启动时可以关闭闸门，也可以打 开闸门，启动负荷变化不大，但为了T作平稳，以 打开闸门启动为宜。’ 6 通风机的噪声 一 般通风机都会发出高声级的噪声，它主要来 自空气动力变化、机械振动、媒体之间相互作用及 电力拖动系统等方面的噪声。按其 (下转第58页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 圜囫圆 则要考虑可能是通讯线极性接反。 3)联动控制系统调试开通前对所需联动设备 要在现场做模拟联动试验，并确定联动设备单机运 行是否正常。所有联动设备现场模拟试验均无问题 后，消防控制中心可对各设备进行手动或自动操作 系统联调，以免因外部设备故障损坏联动控制中心 设备。 2 结束语 随着我国经济建设的快速发展，在工业厂房、 宾馆、图书馆和商场等场所，火灾报警与自动灭火 系统已成为必不可少的建筑防灾设施。为了使自动 消防系统功能更加完备，运行正常，达到火灾前期 及时预报及火灾发生时及时灭火的目的。我们必须 消除上述安装中容易出现的严重影响消防功能的通 病和隐患。 (首安工业消防股份有限公司，北京 101304) (责任编辑 赵 娟 ) The Analysis on Installation＆Adjustment and Hidden Danger of Firefighting Project He Yunzhao Abstract：Combinedwiththepracticalexperiencesoffirefightingproject,thispaperanalysesthehiddendangerexistedintheprocessof installationandadjustment,probesintotheproblemsthatdeserveourattention，furthermore，putsforwardconcreteplanningoft)roblem resolution． Keywords：firefighting project；installation and adjustment；analysis of hidden danger (上接第55页) 噪声、源噪声的大小顺序依次是排气口、进气口、 管道、电机及电器元件。轴流式通风机运转时噪声 很大，超过国家规定的范围，必须采取消声措施， 这就需要加大投资力度和增大通风阻力；虽然离心 式通风机一般噪声较小，没超过规定范围，但大型 高速离心式通风机噪声较大，也应采取消声措施。 此外，测定主要通风机性能时，其调节工况的 方法也不同，为了能够绘制性能曲线，必须调节工 况，通过设置调节通风机工况的风窗框架来改变风 筒的通流面积，可获得不同的工况，一般不应少于 8至 l0个工况点。离心式通风机虽有调节闸门，一 般采用闸门封闭启动，即管网阻力最大时启动，通 过调节闸门开度，可以逐渐分次降低阻力调节工 况。轴流式通风机一般采用开路启动，即管网阻力 最小时启动，然后逐渐分次增加阻力调节工况，在 接近驼峰时要特别注意，如果发现超负荷或其他异 常现象必须立即停车。 7 结束语 通过对离 IL,式和轴流式通风机的对比，分析了 两种风机在原理、构造、使用等方面的特点及它们 在实践应用中的优缺点，这将对提高通风机的通风 效果，更好地节能起到极大的推进作用。 (邯郸工程 技术学校，河北 邯郸 {)56106) (责任编辑 赵 娟 ) Functional Principles and Features Comparison Between Centrifugal Fanner and AxiawlOW Fanner ． Zhao Shichun Abstract：This paper introduces centrifugal fanner and axial-flow fanner two kinds fanners，expounds the structure，functional princi- ples，andtechnicalfeaturesofthern,probesintothe selectionprinciplesandadjustmentmethodsofmineralfarmer． Keywords：fann er；structure principles；functional features；comparison 58 维普资讯 http://www.cqvip.com