2.2子午加速风机特点
(1)叶轮流道中气流的子午速度逐渐增大的通风机称子午加速通风机。其气动略图:BHA K CA气流是加速的。它与一般轴流式通风机不同之处,在于其通流部分中的气流轴向分速度是增速的。这对于扩压式叶栅,尤其对于工作轮具有特殊意义,因为它可促使静压梯度减小,从而可避免气流脱离。因此,子午加速风机的压力系数高。在足够大的工作轮叶片安装角下,单级叶轮便可获得与一般普通型双级轴流风机相当的压力和高的全压效率,结构也比较简单。
(2)足够大的工作轮叶片安装角使子午加速风机具有优良的调节性能,使局扇在其运行期间内能够按需供风,即输出能量平均有效利用效率pau1,从而局扇的实际运行效率等于其本身效率,即eau=fanau,因此具有非常高的运行效率。这是前苏联广为应用的节能风机。而过去我国子午加速因没有设置可调前导流叶片和防脱流装置,从1可见,其压力曲线与小风量时的管网曲线不相交,所以运行性能和经济性很差。若加以改进设计,可成为我国优良节能和环保型的通风机。
(3)由于能够按需供风,因而就不会存在风量变化过大的问题;避免了乏风循环。
(4)子午加速风机压力曲线的折断可以通过简单有效的分流器装置得以消除,因而它具有很宽广的有效工况范围。
(5)由于叶片安装角较大,叶片的气动负荷大,因此噪声也较高,但以前苏联的子午加速风机BM-5M为例,本体(级)噪声为92100dB(A),比JBT52-2的本体(级)噪声低108-[92100]=168dB(A);比对旋本体(级)噪声级低120-[92100]=2820dB(A)。因此,只要采取降噪措施,其噪声可低于85dB(A)。
从所示的前苏联BM-5M型子午加速风机的压力特性曲线可以看出,其风机设置了防脱流的分流器装置,采用前导叶调节,调节深度达20左右。
由于设置了分流器,消除了压力曲线的折断,从而大大增加了风机的有效工况范围。当掘进工作面需要风量为1.5m3/s时,其最大送风距离与JBT52-2相当,均大于800m,即使在前导叶处于压力向下调节深度最大的位置(HA=-45(),送风距离为800m时,掘进面风量仍可达1.36m3/s(约82m3/min),这比JBT52-2局扇更好。当需风量为2.0m3/s时,其最大送风距离可达600m,大于JBT52-2等风机在相同条件下的最大送风距离。因此,BM-5M局扇的通风能力可满足煤矿实际使用要求。
通过计算可知,BM-5M风机的3个运行经济性指标分别为eau=0.51,fanau=0.70,和pau=0.73,即其平均实际运行效率比我国几种风机提高40左右,尽管调节级差较大,但风机有效能量的平均利用率仍高达70以上,平均自身效率可保持在70左右,是相当不错的。
这表明了通过调节,使风机的压力特性已得到了显著的改善;基本实现了按需供风,从而大大提高了风机运行的经济性,并减小了风量的变化幅度,这是一般不做调节的风机所不可比拟的。
由此可见,子午加速风机的运行性能令人非常满意,而它的调节功能对大功率风机节能效果更为显著,这很值得我国借鉴。
2.3斜流式风机的特点
气流沿轴向进入叶轮后,近似地沿着锥面流动,气流方向介于离心式与轴流式之间的风机,称斜流(混流)式风机。其性能特点与子午加速风机很相似,压力系数高,效率高,结构简单,但它比子午加速风机具有更突出的优点:静压效率高、噪声低,而且压力曲线无折断。如果采用前导流器调节还可大大提高其运行经济性。值得重视的是,在整个工作区间内,其本体(级)噪声级只有8595dB(A),如此优良的声学特性已使不用消声器成为可能。做抽出式用的风机最好采用离心式结构型式的斜流式,以消除间隙摩擦火花问题。这是一种很有希望的矿用风机型式,很值得开发应用于煤矿主通风机和局部通风机。
3 结论
(1)对于功率P)11kW的风机,由于耗能大,采用可调的子午加速和斜流以及不做调节的双级和对旋高压轴流风机,均能满足煤矿要求。对于功率较小的风机,为简化结构和使用方便,采用安装角较小的对旋和普通轴流风机。
安装角较小的斜流及子午加速风机也能基本满足要求。
(2)无论哪一种型式局部通风机,若克服杂乱差现状,其工作轮机号都应采用R10或R20数列的3.15,4.0,4.5,5.0,5.6,(6.0),6.3.废止执行R40数列,并严格执行和审批变型机号。