軸流通風機的工程設計方法

1、軸流通風機的工程設計方法信息來源：中國風機網(wǎng)-風機常識發(fā)布時間：2006-8-2風機是量大面廣的通用機械產(chǎn)品；風機是利用一個或多個裝有葉片的葉輪的旋轉與氣體或空氣的相互作用來壓縮和輸送氣體或空氣的流體機械；風機是透平壓縮機、透平鼓風機和通風機的總稱。通風機：在進口壓力和溫度分別為101.3kPa和20、相對濕度為50%的標準空氣條件下，全壓小于等于30kPa的風機稱為通風機。通風機主要有離心式和軸流式兩大類。在軸向剖面上，在葉輪中氣流沿著半徑方向流動的通風機為離心通風機；離心通風機為軸向進氣徑向排氣。在軸向剖面上，氣流在旋轉葉片的流道中沿著軸線方向流動的通風機為軸流通風機；軸流通風機為軸向進氣

2、和排氣。相比較而言，離心通風機壓力大、流量??；軸流通風機壓力小、流量大。軸流通風機的分類如下：1)按壓力分類GB/T 19075-2003/ISO 1334.9：1999工業(yè)通風機詞匯及種類定義中指出：低壓通風機的壓比低于1.02，參考馬赫數(shù)小于0.15。當處理標準空氣時，其壓升小于2kPa。中壓通風機的壓比大于1.02而小于1.1，參考馬赫數(shù)小于0.15，對應壓升為2kPa至10kPa。高壓通風機的壓比和壓升大于上述值。標準進一步指出：通風機葉輪依據(jù)其圓周速度將產(chǎn)生或高或降的壓力，并定義了各種“通風機類型”的壓力范圍，即各類通風機在最高效率和最高轉速時，通風機的壓力不低于下表1-1中給定的值

3、。在任何情況下，被定義的通風機壓力應不超出通風機在最高轉速時所產(chǎn)生的最大壓力的95通風機名稱代碼單位質量功ykJ/kg最大壓力pmax(用于標準空氣)kPa分類說明低壓L0y0.60.6y0.830.83y1.330pmax0.70.7pmax1.01.0pmax1.601忽略通風機內空氣密度的變化 1.33y1.671.6pmax2.023中壓M1.67y33y5.255.25y8.330.7pmax1.03.6pmax6.36.3pmax10456空氣密度的變化是否忽略，取決于所要求的精度 高壓H8.33y13.3313.33y18.6718.67y2510pmax1616pmax22.4

4、22.4pmax30789不可忽略通風機內空氣密度的變化 透平壓縮機25302)按輪轂比分類按照輪轂直徑與葉輪外徑之比即輪轂比，軸流通風機有低壓、中壓和高壓型式之分，這表示在給定的流量下，軸流通風機所產(chǎn)生的壓力是低的、中等的或高。若輪轂比低于0.4則認為是低壓(或低輪轂比)型軸流通風機，輪轂比大于0.71時，則認為是高壓（或大輪轂比）型軸流通風機，輪轂比介于0.40.71之間的則被認為是中壓（或中輪轂比）型軸流通風機。3)按用途分類軸流通風機應用廣泛，按用途分主要有：礦井軸流通風機：用于礦井主卷道通風的為礦井主軸流通風機（主扇）；用于礦井采掘工作面等局部區(qū)域通風的為礦井局部軸流通風機（局扇）電

5、站軸流通風機：用于火力發(fā)電廠為鍋爐配套的軸流通風機，有送風機、引風機等。紡織軸流通風機：用于紡織車間通風換氣隧道軸流通風機：用于隧道通風換氣。消防排煙軸流通風機：高層建筑消防排煙之用。冷卻塔軸流通風機：與機力通風冷卻塔相配套使用?？绽淦鬏S流通風機：與石油化工行業(yè)大量使用的空氣冷卻器相配套；是空氣冷卻器重要組成部分。一般用途軸流通風機：用于工廠和建筑物通風換氣或采暖通風。特殊需用的軸流通風機：如艦艇、氣墊船、內燃機車等使用的軸流通風機。還有其它用途的軸流通風機，這里不再一一敘述。4)按材質分類可分為金屬和玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼）軸流通風機。玻璃鋼為現(xiàn)代復合材料的“元老”，具有輕質高強、耐疲

6、勞、抗腐蝕、易成型等特點。在排送腐蝕性工業(yè)氣體和潮濕空氣上，玻璃鋼風機得到了廣泛地應用。5)按調節(jié)方式分類現(xiàn)代軸流通風機性能的最佳調節(jié)方式主要是通過調節(jié)葉輪葉片安裝角度和調節(jié)葉輪轉速實現(xiàn)，因此有調角風機和調速風機之分。在轉速給定時，葉片安裝角可以停機人工逐一調節(jié)或通過某種裝置工人同步調節(jié)，亦可以在不停機時通過某種裝置同步自動調節(jié)。調節(jié)葉輪轉速是在葉片最佳安裝角的情況下，通過某種裝置或分級調速或無級調速。調角或調速風機適于變工況條件下選用。6)按工作空間（或功能定義）分類空氣循環(huán)器或自由風扇：此種風機在自由空間工作，如民用的落地扇、臺扇和吊扇等。隔板安裝的軸流通風機：此種風機安裝于隔板或墻壁上，

7、將空氣從一較大空間或自由空間輸送到另一較大空間或自由空間射流式軸流通風機：用于在一個空間內產(chǎn)生空氣射流，且不與任何管道相連接的軸流通風機.管道軸流通風機：此種風機與管道（網(wǎng)）系統(tǒng)相連接并在管道內工作；氣流沿風機的軸線方向流入和排出，使其在管網(wǎng)內獲得輸送。管道軸流通風機由于有不同的結構型式而有不同提法，了解并弄清楚其不同含意，對于管道軸流通風機設計很重要。 1.2.1 風機本體 軸流通風機本體由葉輪和導葉組成；其中導葉可以是前導葉，亦可以是后導葉，還可以是前、后導葉。軸流通風機本體亦稱作軸流通風機的級，還可稱作軸流通風機的空氣動力略圖，簡稱氣動略圖。軸流通風機的氣動略圖有多種型式。對于普通軸流通

8、風機（與子午加速軸流通風機相比較而言），主要有：單級： 單葉輪（ R ）葉輪 + 后導葉（ R+S ）前導葉 + 葉輪（ P+R ）前導葉 + 葉輪 + 后導葉（ P+R+S ）雙級：  葉輪 + 中導葉 + 葉輪 + 后導葉（ R+C+R+S ）前導葉 + 葉輪 + 中導葉 + 葉輪 + 后導葉（ P+R+C+R+S ）級葉輪 + 級葉輪，對旋（ R +R ）上述略圖如圖 1.1 （ a ） (g) 所示。圖 1.1 普通軸流通風機常見的氣動略圖1.2.2 風機裝置 軸流通風機裝置是風機本體、電動機和輔助設備的總稱。輔助設備包括進氣箱、集流器、頭罩、擴壓器、擴散塔、消聲器等，并按需

9、要配置。 典型的軸流通風機裝置如圖 1.2 所示。圖 1.2軸流通風機裝置示意圖各組成部件的功能簡述如下： 葉輪吸收電動機提供的能量并對氣流做功，是軸流通風機的“心臟”。對于管道軸流通風機，由于葉輪前后的管道截面不變，氣流的軸向速度不發(fā)生變化，葉輪的作用是使氣流的壓力提高。葉輪由輪轂和一定數(shù)量的葉片組成。每個葉片如同旋轉的機翼。為了更好地發(fā)揮葉片的作用，輸送空氣時應具有最小的摩擦損失、氣流分離損失和二次流損失等，從而提高葉輪的工作效率。 導葉氣流通過葉輪時，由于葉片旋轉的誘導作用，使氣流產(chǎn)生與葉輪旋轉方向相同的旋流（誘導）速度。設置前導葉，就是讓氣流通過它可預先產(chǎn)生一個與葉輪旋轉方向相反的旋流

10、速度（或稱予旋速度），此旋流速度與葉片誘導的旋流速度相抵消，從而使氣流形成單一的軸向流動。由于予旋速度的產(chǎn)生，所以通過前導葉片的氣流為加速減壓過程。此外，通過改變前導葉的安裝角度，尚可在變工況時起到調節(jié)流量的作用。后導葉一是可以消除流經(jīng)葉輪后產(chǎn)生的氣流的旋轉，保證氣流的單一軸向運動；二是把氣流的旋轉動能轉變?yōu)閴毫δ?，提高風機效率。由于旋流速度的消失，所以通過后導葉的氣流為一減速加壓過程。 集流器與頭罩集流器與頭罩相結合，對于改善和保證均勻的入流條件、提高風機效率十分重要。擴壓器 通常是包含中間整流體的環(huán)形擴壓器，是用來回收出口動壓并轉變?yōu)殪o壓、進一步提高軸流通風機裝置靜壓效率的重要措施。 1.

11、2.3 管道軸流通風機的進口與出口 對管道軸流通風機上游進口和下游出口邊界做出嚴格規(guī)定有利于風機或風機裝置的設計及其性能的標定。管道軸流通風機的進口指的是風機進口法蘭處；若進口帶有輔助設備、如集流器或進氣箱等，則輔助裝置的進口法蘭處就是風機（裝置）的進口。管道軸流通風機的出口指的是風機出口法蘭處；若出口帶有輔助設備、如擴壓器或擴散塔等，則輔助設備的出口法蘭處即為風機裝置的出口。國內外軸流通風機技術發(fā)展水平與現(xiàn)狀概述 1.4.1 國外軸流通風機技術發(fā)展水平與現(xiàn)狀概述1 1) 德國德國主要有三大公司設計制造軸流通風機。透平通風技術有限公司（TLT）該公司早在 20 世紀 40 年代就研制出動葉可調

12、的大功率單級和雙級礦井軸流通風機。1970年以后，又研制出電站鍋爐軸流通風機。 該公司制造的標準系列軸流通風機性能參數(shù)范圍：直徑選用 R40 系列， D =1000-6300 共 32 個規(guī)格，流量 Q =50 1800m 3 /s ，全壓 p T =300 8000Pa 。每個葉輪直徑相應有 7 個規(guī)格的基本輪轂直徑。輪轂為鉚焊結構件，葉片材料為鑄鋁、鑄鐵、鍛鋁、鍛鋼和不銹鋼等。設計方法為：根據(jù)性能參數(shù)及使用條件進行“量體裁衣”的組合化設計。超過上述范圍的特大型軸流通風機則采用非標準化設計。 該公司生產(chǎn)的軸流通風機有動葉可調、動葉停機可調和動葉固定三種型式，主要用于電站鍋爐、礦井通風、隧道通

13、風以及冶金、石化等部門。 考夫曼公司該公司于 20 世紀 90 年代引進了軸流通風機設計制造技術。目前，不僅可制造化工、煉油、造船工業(yè)的專用通風機，還可為煤礦、金屬礦、隧道等提供大型軸流通風機，并且礦井軸流通風機已成為該公司的主導產(chǎn)品。軸流通風機性能參數(shù)范圍見表 1-2 。 表 1-2 考夫曼風機性能參數(shù) 型 式進口流量范圍m3/min排氣壓力范圍Pa規(guī)格數(shù)個ES單級軸流通風機 1200 35006ESN單級軸流通風機 1200 400014EST軸流通風機 1000 30006DV軸流通風機 900 350011AL軸流通風機 7200 300014GAL對旋高壓軸流通風機 3900 600

14、020DGAL對旋高壓軸流通風機 2100 80006ALN低壓軸流通風機 180 6004KGL單級軸流通風機 1200 400040KGL雙級軸流通風機 9000 700016公司 該公司主要生產(chǎn)靜葉可調的子午加速軸流通風機，亦生產(chǎn)普通軸流通風機，其性能參數(shù)如表 1-3 。表 1-3 K.K.K 風機性能參數(shù) 型 式流量范圍m3/min壓力范圍Pa轉速范圍r/minAP 單級或雙級軸流通風機120600001960117605001500AN 子午加速軸流通風機2400550001960784050015002) 丹麥 該國的諾狄斯克通風機有限公司主要設計制造 VARIAX 型軸流通風機。

15、該型風機有 7 個系列，其中 ASN （單級）、 AST （雙級）系列為液壓式動葉可調，主要用于電站鍋爐鼓、引風機，其性能范圍是：流量 Q =10 1180m 3 /s ，全壓 p T =260 22000Pa ，全壓效率 T 0.8 。該風機采用的是“量體裁衣”的組合設計方法。 3) 英國 英國主要有二個公司設計制造軸流通風機。 豪登·西洛哥公司 1988 年，豪登公司和戴維森公司合并成立豪登·西洛哥公司。合并前，豪登公司主要生產(chǎn)壓縮機，戴維森公司主要生產(chǎn)各種通風機，其中包括礦井軸流通風機。合并后則以生產(chǎn)通風機為主。其動葉可調軸流通風機的性能：流量 Q =49 112&#

16、215; 10 4 m 3 /h ，全壓 p T=33004100Pa 。 沃茲公司 2 沃茲公司（Wodse）以生產(chǎn)中、小型軸流通風為主，其風機型式多種多樣，詳見表 1-4。表 1-4 沃茲風機性能參數(shù) 風機名稱直徑范圍（mm）流量范圍m3/s全壓或靜壓范圍Pa特 點備 注機翼型軸流通風機 3051905（12-75in）0.3 75.5靜壓：20 1100鋁葉片，停機人工手調安裝角。R、P + R、R+S三種型式。實度（葉片數(shù)）可變。威爾豪斯（Warehouse）軸流通風機2051219（1248in）26.4靜壓（單級） 650鋁葉片，停機人工手調安裝角。單葉輪（R 級），葉片數(shù)可變，有

17、長短機殼，可多級串聯(lián)使用。機翼型輕便式軸流通風機381762(1530in )12-8.8結構輕巧，散熱距離長，冷卻效果好。吹風距離： 1050m，此時風速為1.25mm/s。33系列分叉軸流通風機152 381（615in）1.68靜壓:490機翼型葉片、鋁制葉輪、結構緊湊。蒸氣柜軸流通風機152305（6-12in）0.25靜壓:125機殼由PVC制作，葉輪由酚醛玻璃鋼模壓成型。J和J2 型小機翼型軸流通風機152305（612in）1.5靜壓:650葉片由NoryL材料模制，輪轂由酚醛樹脂模壓，有單級和雙級，機殼有長短之分，金屬制作。IE 型小機翼型軸流通風機122152(4.86in)

18、0.1靜壓：75葉輪由酚醛樹脂模制，機殼由鑄鋁制造。MS 型船用軸流通風機3051524(12-60in)單級葉輪并由鑄鋁制作，葉片安裝角人工手調。性能與機翼型軸風通風機基本相同。 4)前蘇聯(lián) 前蘇聯(lián)重視軸流通風機的研發(fā)，并于 1978 年公開發(fā)表了中央流體動力研究所的各種軸流通風機的氣動略圖及其氣動性能曲線 3 。略圖的特點是：按統(tǒng)一的方法進行氣動設計計算，設計參數(shù)的最佳選取和利用翼型平面葉柵理論的特性曲線是設計計算的基礎；在高效條件下，壓力和流量的變化范圍寬廣，葉片的幾何形狀多樣化；根據(jù)給定的壓力、流量，參照相關略圖即可確定風機直徑、轉速、外形尺寸、所需功率等，以及結構設計所需的數(shù)據(jù)。 前

19、蘇聯(lián)幾種礦井軸流通風機的主要性能參數(shù)見表 1-5 。 表 1-5 前蘇聯(lián)礦井風機性能參數(shù)型號 性能參數(shù) -32 ( -315M ) 32 (B -315M ) 47 30 40 18 葉輪直徑 (mm) 3200 3200 4700 3000 4000 1800 流量 (m 3 /s) 45 165 35 305 90 700 50 220 90 400 20 100 壓力（ Pa ） 1900 5150 500 5100 3000 8800 800 2900 800 2900 1000 4500 裝置最高效率 0.84 0.85 0.86 *0.80 *0.80 *0.81 注 :* 為靜壓

20、效率 5) 美國 美國生產(chǎn)軸流通風機的公司較多，其產(chǎn)品性能詳見表 1-6 所示。 表 1-6 美國各公司風機性能參數(shù) 公司名稱 葉輪直徑 (mm) 輪轂直徑 （ mm ） 葉片數(shù) 流量 （ m 3 /min ） 壓力 (Pa) 功率 (kW) 轉速 （ r/min ） 調節(jié)方式 用途 BonanZa Fans 380 2130 355 760 10 16 28 18400 0 9000 1140 3600 900 動葉單獨可調 礦井 隧道 Buffalo Forge 1400 3150 1016 1525 15 2830 25500 500 5000 2280 1760 動葉單獨可調 礦井 F

21、airchild 1220 2060 600 1525 6-12 2120 5670 380 2540 150 3600 1800 動葉單獨可調 礦井 HartZeLL 890 2060 355 710 9 915 5100 760 1520 150 1750 870 動葉單獨可調 礦井 Jeffrey 1520 4270 762 1980 8 0 42500 4300 3800 1800 710 動葉單獨可調 礦井 Joy 1220 3660 736 2000 16 14 39660 10200 7600 1800 300 動葉同時可調 礦井 Strobic Air 762 1830 406

22、 660 7 12 283 6230 0 2540 114 1800 700 動葉電動同時可調 礦井隧道 TLT-Babcock 1520 3940 635 1780 8 24 4250 36800 760 7600 3040 1100 710 動葉液壓同時可調 礦井電站鍋爐 Hudson 4 2438 9140 三種尺寸輪轂與三段葉輪直徑范圍的風機相配置。 4 12 8×10 4 400 400 設計確定 動葉單獨或同時可調 空冷器 冷卻塔 隧道 6) 荷蘭 567 該國的斯托克（ Stork ）通風設備部于 1955 年研制了低風壓大流量的螺旋槳式軸流通風機“ T ”型軸流通風機

23、，直徑為 4 42ft (1.22 12 .8m ) ，葉片數(shù)在 3 8 之間變化。該風機不僅用于冷卻塔和空氣熱交換裝置（空冷器）上，并可用于隧道通風?！?T ”型風機最早為鋁葉片， 1960 年研制出聚酯玻璃鋼葉片，從此之后限制了鋁葉片的使用。如今，同尺寸的葉片可安裝在結構相同的三種不同規(guī)格的輪轂上，構成三種不同輪轂比的風機?！?T ”型風機已發(fā)展成標準型、低噪聲型和超低噪聲型。后兩種風機是通過增加葉片數(shù)即增加風機實度并在較小的葉尖線速度下工作獲得較低的噪聲水平?！?T ”型風機有人工手調和自動調節(jié)安裝角之分，自動調角裝置只能用于直徑小于等于 16ft ( 4.87m ) 的風機上，更大尺寸

24、的自動調角風機尚在研制之中。“ T ”型風機的最高靜壓效率可達 65% 。         為了降低噪聲和簡化玻璃鋼葉片成型工藝，荷蘭豪登（ Howden ）公司在其前身斯托克通風設備部 “T” 型風機葉片的基礎上，研制開發(fā)出等寬度機翼扭曲型的 ENF （標準）型、 ELF （低噪聲）型、 ELFA （超低噪聲）型葉片。三種葉片寬度逐次增大，并通過降低轉速、增加實度（選用葉片數(shù)少的尖葉片）、調整安裝角的方法，在滿足風量、風壓要求的同時，達到降低噪聲的目的。      

25、0;  為滿足降低噪聲的特殊需要，豪登公司近年來又研發(fā)出大實度的前掠式 SX 型葉片。由于此玻璃鋼葉片制作工藝復雜、價格昂貴，需做成本 / 效益分析并慎重選用。 7)日本 該國生產(chǎn)軸流通風機的主要有三井三池公司、石川島播磨公司、三菱重工公司、世侖公司和三井造船公司等。 三井三池公司以生產(chǎn)礦井主扇和局扇為主。對于主扇，該公司認為，礦井通風的調節(jié)頻度小，采用精密的動葉自動調角機構會因粉塵附著或腐蝕性氣體的影響而失靈，主張采用停機人工手調的簡單結構。對于局扇，該公司主要在提高壓力和降低噪聲上下功夫，研制出可更換吸聲材料的雙層機殼的對旋式和混流式局扇。 石川島播磨公司主要生產(chǎn)電站鍋爐鼓、引軸

26、流通風機，并于 1970 年前后引進了丹麥諾狄斯克公司 ASN 和 AST 風機的制造技術。 三菱重工公司亦是以生產(chǎn)電站鍋爐鼓、引軸流通風機為主 ， 并主要靠引進歐洲這種風機的制造技術。 世侖公司和三井造船公司主要生產(chǎn)低風壓大流量軸流通風機，用于冷卻塔和空冷器裝置上。以兩種大型冷卻塔風機為例，其性能情況見表 1-7 。 表 1-7 日本大型冷卻塔性能參數(shù)直徑(mm)葉片數(shù)(個)轉速(r/min)流量(m3/h)靜壓(Pa)靜壓效率(%)軸功率(kW)電機功率(kW)葉片材質葉尖線速度 (m/s)80008130158.4×10 498.193.5110鑄鋁54.48530813426

27、0×10 4106.951.5158175鑄鋁59.88）意大利67該國的克菲姆科（ Cofimco ）公司成立于上個世紀 80 年代，是專門研發(fā)生產(chǎn)冷卻用軸流通風機的企業(yè)。該公司冷卻用軸流通風機的突出特點是：（1）葉片或為非扭曲的機翼型等寬度型式或為機翼型與彎板組合構成的非扭曲不等寬度的型式，后者即可增加葉片寬度又可簡化制作，從而用于降低噪聲。（2）根據(jù)機號的不同，葉片根部與輪轂的連結有多種不同的結構型式，從而有不同的系列。（3）對于大型風機，為減少葉片及其根部受力和防止共振，開發(fā)了柔性連接系統(tǒng)。 國內軸流通風機技術發(fā)展水平與現(xiàn)狀概述8 我國生產(chǎn)大中型專用軸流通風機的企業(yè)主要有：沈

28、陽鼓風機廠、上海鼓風機廠、武漢鼓風機廠、成都電力機械廠、沈陽風機廠、保定航空螺旋槳制造廠、吉林鼓風機廠、佳木斯鼓風機廠、運城市安運風機廠以及山東淄博風機廠、常熟鼓風機廠和燕京礦山風機廠等。生產(chǎn)一般用途及其它小型軸流通風機的企業(yè)遍布在全國各省市。 1) 礦井軸流通風機我國礦井主扇是20世紀50年代從仿制前蘇聯(lián)BY型開始生產(chǎn)的。從1955年第1臺2BY24型仿制成功到 1983年70B2型被國家下令淘汰，仿制的風機在我國煤礦、金屬礦使用了近30年。為滿足我國煤礦的實際需要，沈陽鼓風機廠首先于1975年研制出62A型；繼而又于1980年設計制造 2K60 型。隨后，沈陽風機廠設計制造出1K58和2K

29、58型。20世紀90年代初，沈陽鼓風機廠又自行研制了2K56型，安運風機廠、燕京礦山風機廠研制了BDK型防爆對旋礦井軸流通風機。2002年，作者與沈陽風機廠合作，在 K58 型的基礎上，又研制出KD（B）型礦井對旋防爆軸流通風機。 2003 年年作者與佳木斯鼓風機廠合作，成功地開發(fā)了FBDCZ系列礦用對旋軸流通風機。 在引進國外技術方面， 20 世紀 80 年代，上海鼓風機廠引進了德國 TLT 公司的 GAF 礦井軸流通風機技術， 90 年代，吉林鼓風機廠引進了前蘇聯(lián)的 KZS 風機技術。在礦井局扇上，我國長期以來使用仿制前蘇聯(lián)的 JBT 系列普通軸流式局扇。該風機結構簡單，性能可滿足礦井局部

30、通風要求；但效率低、噪聲高達 109dB(A) 。 1980 年以來，我國風機、煤炭和冶金等行業(yè)的不少小企業(yè)開始研制不同型式的局扇，有普通軸流式、子午加速型和對旋式等，但子午加速型居多，其中 BKJ66 型和 GKJ 系列為典型代表。GKJ 系列子午加速局扇，流量 2 4m3/s，風壓 7803100Pa，全壓效率82%86%（出口圓面積），噪聲 84 99dB(A) 。該局扇因性能好，產(chǎn)品制造精良，曾一度打入歐洲市場。1995年以來，對旋局扇開始在煤礦大量使用，產(chǎn)品品種繁多，但性能和制造質量良莠不齊。2) 電站鍋爐軸流通風機我國火力發(fā)電站單機容量不斷增大。 20 世紀 70 年代以前， 20

31、 萬千瓦為主力機組，鍋爐的送、引風機為離心通風機。 80 年代以后， 30 萬千瓦為主力機組并逐步向 60 萬千瓦機組過渡。隨著單機容量的增大，鍋爐送、引風機的容量相應增加，離心通風機的尺寸大、重量大的缺點給制造、運輸、安裝和運行等帶來諸多困難，采用軸流通風機勢在必行?，F(xiàn)今，我國電站鍋爐送、引軸流通風機均以引進國外技術進行設計生產(chǎn)。它們分別是：上海鼓風機廠引進德國 TLT 公司的 FAF 系列和 SAF 系列技術，沈陽鼓風機廠引進丹麥 NoVenco 公司的 ASN/AST 系列技術；成都電力機械廠引進德國 K.K.K 公司的靜葉可調子午加速軸流通風機技術；武漢鼓風機廠引進日本三菱重工公司的電

32、站軸流通風機技術。上述按引進技術設計生產(chǎn)的風機，完全可滿足我國 30 萬千瓦以上機組大容量鍋爐的要求。3)紡織軸流通風機 16 紡織空調用軸流通風機直徑范圍：800 2000mm， 全壓范圍：300 800Pa，流量范圍：20000 250000m3/h。 20世紀80年代初以前，大都使用沈陽鼓風機廠和沈陽風機廠等生產(chǎn)的50A 11型軸流通風機。該風機的葉片為機翼型鉚焊結構件，風機結構簡單、制造容易，性能基本滿足紡織空調的需要。后來，有些生產(chǎn)廠試圖改用玻璃鋼葉片，但未能推廣開來。80年代中期，我國紡織行業(yè)在引進國外紡織設備中引進了瑞士羅瓦軸流通風機，該風機為機翼型鑄鋁葉片，結構合理，性能較佳。

33、武漢鼓風機廠在測繪仿制羅瓦風機的基礎上研制出FZ35和FZ40系列，成為我國目前紡織空調使用最多的機種。在此基礎上，常熟市鼓風機廠研制出PWF40/50型噴霧軸流通風機，在風機上增設了機械霧化器和供泄水結構，使風機不僅具有送風功能并具有給濕能力。 4) 冷卻塔軸流通風機 17 與冷卻塔配套的風機為低風壓大流量軸流通風機。從一定意義上說，風機的性能水平?jīng)Q定著塔的性能水平。我國是使用冷卻塔較多的國家，作者曾于20世紀80年代初做調查，僅使用4.7m直徑風機的工業(yè)用冷卻塔全國就有600余臺。效率高、噪聲低、運行可靠、維修方便是塔用軸流通風機的基本要求。塔用風機是在恒定壓力和流量的情況下工作的，葉片安

34、裝角通常采用停機人工手調。葉片大都采用機翼型，材質為鑄鋁或玻璃鋼，而玻璃鋼葉片已成為現(xiàn)代冷卻塔軸流通風機的發(fā)展趨勢。降低冷卻塔的噪聲主要是在降低風機噪聲這個“治本”方法上做文章。在沒有特殊要求的情況下，一般不輕易地采取增設消（吸）聲裝置的辦法。 我國自20世紀60年代開始研制冷卻塔軸流通風機，并經(jīng)歷了不同發(fā)展階段。第一代產(chǎn)品的典型代表為30E 1-11 36.5和30E 2-11 47型，產(chǎn)品結構簡單、效率低（全壓效率分別為0.68和0.65）、噪聲大。03-13 47 和 03-14 47 型風機雖然在葉片和傳動結構上有所改進，但提高效率和降低噪聲仍末得到根本解決。第二代產(chǎn)品為70年代初研制

35、的 30A 9-11型軸流通風機，葉輪由4個機翼型扭曲葉片組成，葉片由玻璃鋼材質制作，效率略大于0.7。 進入20世紀80年代，我國冷卻塔風機技術水平不斷提高，發(fā)展成為第三代產(chǎn)品。 1980年，上海化工機修二廠與上海交通大學、上海躍華玻璃鋼研究所共同研制了4.7m風機，葉片為玻璃鋼結構材料，采用直齒和螺旋傘齒輪雙級傳動，全壓效率為77.4% 。不久，上海鼓風機廠與躍華玻璃鋼研究所共同研制了直徑為8.53m的風機，葉片系仿制美國MarLy 公司的機翼型玻璃鋼扭曲葉片，風機最高全壓效率為84.5%。 19811984年間，上海玻璃鋼研究所研制了6m風機，亦是玻璃鋼葉片，經(jīng)實測，最高全壓效率為85%

36、 。 自1984年以來，保定航空螺旋槳制造廠首先開發(fā)研制了直徑4.7m冷卻塔風機，該機的總體和玻璃鋼葉片的氣動設計與結構設計由作者完成并順利通過部級技術鑒定；繼而研制出6、7、8.53、9.14m等大型冷卻塔系列風機產(chǎn)品。該風機應用航空螺旋槳技術，結構合理、制作精良，經(jīng)實塔性能標定，最高全壓效率為85% ，噪聲水平85dB(A) 。 1989年，作者與山東省科學院能源研究所的周心賢研究員合作，進一步開發(fā)出4.7m塔用風機。該機綜合了國內外先進技術經(jīng)驗，玻璃鋼葉片選用了先進的航空低速翼型。減速器體積更小，散熱性能更佳，并通過省級技術鑒定。經(jīng)實塔標定，風機最高全壓效率為86.5%。 5) 空冷器軸

37、流通風機 空氣冷卻器（簡稱空冷器）是石油、化工等行業(yè)不可缺少的專用設備，風機是空冷器的重要組成部分?？绽淦黠L機亦屬低風壓大流量軸流通風機，并在恒定壓力下工作；但流量應隨季節(jié)和晝夜環(huán)境溫度的變化而改變，以達到滿足工藝流程要求和節(jié)能的目的?？绽淦黠L機的流量通常采用調角調節(jié)，葉片安裝角調整主要有停機人工手調和不停機自動調角。 我國空冷器風機于20世紀70年代末期開始上水平、上質量、上品種。 70年代前曾使用鑄鋁葉片的VAV型風機，該機結構笨重、制作粗糙、效率低、噪聲高。后來研制出機翼扭曲型玻璃鋼葉片的F型軸流通風機，性能雖有提高，但產(chǎn)品單一，自動化水平低。 70年代末，石化行業(yè)開始引進國外技術與設備

38、，其中美國哈德森（Hudson）公司的空冷器風機在引進設備上使用18 。 Hudson風機品種規(guī)格多、三化（標準化、通用化和系列化）程度高、效率高（最高全壓效率為85%）、噪聲低 標準型葉片為85dB(A) 、最寬型葉片為81dB(A) 、空心薄壁結構的玻璃鋼葉片制作工藝先進、安裝角的調整方式多樣、自動化水平高。保定航空螺旋槳制造廠于1978年仿制成功，并達到國外水平。在消化吸收國外先進技術的基礎上，結合國內制作工藝實際，作者與哈爾濱空氣調節(jié)機廠合作，于1988年開發(fā)出國產(chǎn)化的HK型系列風機葉片，通過省級技術鑒定，在石化行業(yè)推廣使用 19 。 6) 隧道軸流通風機 隧道通風換氣通常有兩種方式。

39、長距離隧道一般采用橫向通風，即選用立式軸流通風機排除道內污氣，由豎井輸入新鮮空氣。中短距離隧道大都采用縱向通風，即選用射流軸流通風機沿隧道縱向布局，靠射流風機出口氣流的強勁推力，“接力”似地排除污氣。 我國隧道風機的研制初始于地鐵建設的需要。20世紀70年代，沈陽鼓風機廠為北京地鐵設計制造了專用軸流通風機。 80年代，上海鼓風機廠又引進了德國TLT公司的TAF型系列和 TAS 型系列風機技術。其中TAF型輪轂比較大，在0.5左右變化，主要用于長距離隧道；而 TAS型輪轂比較小，在0.33左右變化，主要用于短距離隧道管道通風。 TAF型（部分）和 TAS 型系列風機性能概況分別見表1-9和表1-

40、1020 。表 1-9 TAF 型風機性能參數(shù) 型 號直徑(mm)輪轂比流量m3/s壓力Pa轉速r/min電機功率kW調節(jié)方式TAF23.7-11.2-1 2370 0.473116.71633.8985300液壓調節(jié) TAF23.7-11.8-1 2370 0.498116.7922985300液壓調節(jié) TAF28-14-1 2800 0.50200/1101050/334750/580370/60液壓調節(jié) TAF22.4-11.8-1 2240 0.52797.2100735132葉片安裝角恒定 TAF14-7.5-1 1400 0.5362872598530停機調節(jié) TAF 18-10-

41、1 1800 0.55658111798590停機調節(jié) 表 1-10 TAS 型風機性能參數(shù) 名稱TAS 9-3-1葉輪直徑mm6309001450輪轂比0.3650.3330324流量m3/s71113.517.52846風機出口流速m/s22.535.52127.51728推力N2503503005305501500電機功率kW 11152237推力/功率N/kW31.841.737.850.534.550風機轉速r/min 29201460730/9807) 消防排煙軸流通風機隨著我國高層建筑不斷增多，消防排煙風機的開發(fā)研制便提了出來。這種風機是在應急情況下使用的，它不僅要滿足排煙量的要

42、求，還應有耐高溫的使用要求。此外，為了確保風機在應急情況下啟動，風機應與排煙口設置聯(lián)鎖裝置，即當任何一個排煙口開啟時，排煙風機能自動啟動；同時，為保證風機安全運行，入口處應設置溫控裝置，一旦煙氣溫度超過限定值能自動關閉。 我國消防排煙風機的開發(fā)起步于 20 世紀 80 年代，這種風機的機號不大，大都由中小企業(yè)生產(chǎn)。天津通風機廠和沈陽人民風機廠的 消防排煙軸流通風機為典型代表。 2 軸流通風機的主要特性為便于對軸流通風機進行氣動設計，首先了解其主要特性是必要的。軸流通風機的主要特性可歸納為幾何特性、運動特性和動力特性三個方面。2.1 幾何特性    確定或

43、表征軸流通風機尺寸和形狀的參數(shù)稱作軸流通風機的幾何特性，并以葉輪的幾何特性作為表征參數(shù)。2.1.1 直徑 軸流通風機直徑系指葉片尖部所劃圓的直徑，是軸流通風機最重要的幾何特性參數(shù)。直徑大小可選定亦可計算得到；通常與流量、全壓、葉片數(shù)、轉速、輸送介質密度等有關。直徑大小直接影響風機的氣動性能和結構尺寸。文獻 21 對軸流通風機直徑的確定原則作了規(guī)定，是軸流通風機產(chǎn)品系列（群）化設計應遵循的基本原則。2.1.2 輪轂比輪轂直徑與風機直徑之比稱作輪轂比，亦是軸流通風機的一個重要幾何參數(shù)。輪轂比對風機的流量、全壓、軸功率和效率都有影響。在直徑、轉速、流量和全壓一定的情況下，有一個最佳的輪轂比相匹配，使其效率最高。理論分析