轴流式节能通风机：GAF型结构与优势

轴流式通风机可通过调整叶片安装角来调节通风机的风量和风压，同时可反转反风，因而可避免设置反风道与反风门等工程和费用，极大地方便了通风机的安装和运行，在煤矿中得到了广泛的应用，在矿用通风机中占有相当比例。

20世纪80年代初，我国试制了扭曲叶片的2K60型轴流式通风机，随后引进西德TLT公司技术生产了GAF型通风机；引进丹麦诺文科公司的技术生产了K66、K55、K50型通风机，燕京矿山风机厂设计制造了（B）DK节能型对旋式轴流式通风机；20世纪90年代，沈阳鼓风机厂又研制了2K56型通风机。

（一）2K60型轴流式通风机

图9-11所示为国产2K60型轴流式通风机结构简图，两级叶轮，轮毂比为0.6，叶片为机翼形扭曲叶片，扭曲角Δθ=22°22′。每个叶轮上安装14个叶片，叶片安装角可在15°～45°范围内调节。后导叶也为机翼型扭曲叶片，固结在外壳上。通风机主轴由两个滚动轴承支承，叶轮与轴用键连接，传动轴两端用齿轮联轴器分别与通风机主轴和电动机轴连接。

图9-11　2K60型轴流式通风机结构简图

1—疏流罩；2—集流器；3—叶轮；4—中导叶；5—后导叶

2K60型轴流式通风机特性曲线如图9-12所示，可根据使用情况，采用调节叶片安装角或减少叶片数的方法调节风机特性。采用减少叶片数方法时，考虑到动反力，只装7个叶片。因此，两个叶轮可有三种组合，即两组叶轮均为14片；第一级为14片，第二级为7片；两级均为7片。

这类通风机的另一特点是可采用改变中、后导叶安装角的方法来实现反转反风，且反风量可超过正常风量的60%。

2K60型轴流式通风机有No18、No24、No28三种机号，最大静压可达4 905 Pa，风量范围为20～25 m3/s，最大轴功率为430～960 kW，通风机主轴转速有1 000 r/min、750 r/min、650 r/min三种。

（二）GAF型轴流式通风机

图9-12　2K60型轴流式通风机特性曲线

GAF型轴流式通风机是上海鼓风机厂引进原西德透平通风技术公司（TLT）的技术制造而成的，其叶轮直径为1 000～6 300 mm，按优先系数分为32挡；每一叶轮直径对应有7种轮毂直径，叶轮有单级、双级两种，型式有卧式和立式；基本型号分4个系列、896种规格；叶片数目为6～24片，叶片调节分不停车调节和停车调节两种。图9-13所示为GAF型轴流式通风机结构示意图。该通风机的特点如下：

图9-13　GAF型轴流式通风机结构示意图

1—叶轮；2—中导叶；3—后导叶；4—扩散器；5—传动轴；6—制动机构；7—电动机；8—整流叶栅；9—轴承箱；
10—动叶节装置控制头；11—立式扩散器；12—消声器；13—消声板

（1）传动轴是用钢板弯焊的空轴，传动轴由通风机的出风侧伸出壁外与电动机相连。

（2）可实现在不停机情况下调整叶片安装角，以适应不断变化的工况。

GAF型轴流通风机的适用范围广，流量为30～800 m3/s，静压为300～8 000 Pa，最高静效率可达到85%以上。

近年来为适应煤矿、金属矿等老式通风机节能改造的需要，上海鼓风机厂对GAF型矿井轴流式通风机标准装置结构进行改型设计，成功地取代了原70B、2BY和进口苏联的BЧЪМ等通风机，简称节能改造用轴流通风机GAF（GZ）。其特点是可利用原通风机的地脚导轨、进口S形弯道以及出口的水泥扩压器，将GAF（GZ）标准型通风机的主体移置到老矿井的70B、2BY和BЧЪМ等风装置上，进行更新改造。

GAF（GZ）型通风机的动叶片安装角的调节装置有三种：机械式停车集中同步可调装置、液压动叶可调装置以及主要用于老矿改造的机械式单个叶片调节装置。通风机反风时，只要将动叶片调节到反风位置，就可实现反风，不需要反风道，也无须改变转子的旋转方向，可节省反风道投资。对于单个叶片可调通风机，可利用原有的反风道进行反转反风。

该型通风机的叶片为机翼形扭曲叶片，用高强度铸铝合金制成，效率高、安全可靠、使用寿命长、风机噪声低、振动小。通风机设有防喘振报警、油位报警、油温报警等完善的监测装置。

可按用户提供的参数、技术和使用要求，选择最为合理的通风机型号。

GAF型轴流式通风机型号表示方法，以GAF25-12.5-1（GZ）为例：

G——矿井通风机；

A——轴流式；

F——动叶可调；

25——叶轮外径名义值（机壳内径）（dm）；(https://www.xing528.com)

12.5——叶轮内径（轮毂直径）（dm）；

1——单级（2——双级）；

GZ——节能改造型。

图9-14所示为GAF25-12.5-1（GZ）型通风机在转速n=1 000 r/min时的性能曲线。

图9-14　GAF25-12.5-1（GZ）型通风机的性能曲线

（三）K66、K55、K50型轴流式通风机

沈阳鼓风机厂从丹麦诺文科公司引进了大型轴流式通风机专有技术，设计制造了适合我国矿井通风的新型轴流式通风机K66、K55、K50。这三种通风机叶轮外径分别为1.875 m、2.25 m、2.5 m，而轮毂直径均为1.25 m，焊接结构，单级叶轮，叶片为机翼形，叶片安装角可在10°～55°范围内调整。该通风机的特点为高效区域宽广，最大静压效率可达85%。图9-15所示为K66-1No18.75型矿用轴流式通风机结构简图，其特性曲线如图9-16所示。该机能实现直接反转反风，反风量达60%以上。

图9-15　K66-1No18.75型矿用轴流式通风机结构简图

图9-16　K66-1No18.75型轴流式通风机特性曲线

（四）（B）DK型轴流式通风机

（B）DK系列通风机是由燕京矿山风机厂设计制造的节能型对旋式轴流式通风机。BDK系列通风机主要适于各类含沼气的矿井做抽出或压入式通风，DK系列通风机适于各类无沼气矿井的抽出或压入式通风。

（B）DK系列对旋风机设置两台电动机，在每台电动机的伸出端安装叶轮，两叶轮相对互为反向旋转，组成对旋结构。两级叶轮既是工作轮又互为导叶，它避免了普通轴流式通风机中、后导叶的能量损失和电动机与叶轮之间传动装置的能量损失。因此，对旋风机与其他类型通风机相比，静效率和全效率较高，节能效果显著。

该机可配套YBF系列（dI）专用隔爆电动机，电压等级为380 V/660 V或6 kW。电动机置于主机筒体内的密闭罩中，采用高强度的外循环风冷散热，使电动机在无沼气的新鲜空气中运行，确保了整机防爆性能，并可省去主要机房（只需电控值班室）和85%的主要通风机基础；同时该机反转反风，不必设置反风道，节约了大量的土建工程及基建费用。反转反风时，只开一级通风机的反风率为55%，两级全开反风率为75%。

（B）DK型通风机采用机翼扭曲叶片，叶片用螺栓或锥体固定在轮毂上，叶片安装角度为停机人工调节。小于No20号的通风机可推开两级主机调节，No20号以上通风机则通过打开主机手孔用特制扳手调节。No20号以上的通风机可沿水平中心线剖分，以利于检修。BDK型通风机系统组成如图9-17所示。

图9-17　BDK型通风机系统组成

1—风道；2—风门；3—检查孔接头；4—Ⅰ级主机；5—Ⅱ级主机；6—扩散器；
7—方圆接头；8—消声器；9—扩散塔

该系列通风机的机号范围为No10～No42（即叶轮直径为1 000～4 200 mm）。No20以上的通风机机号取其自然整数，No20以下机号间隔为0.5。每个机号又可根据工作静压pst不同，分为若干个型号。通风机性能范围为Q=8～480 m3/s，pst=500～600 Pa。以BDK-8-No28型通风机为例，其型号意义为：

B——防爆型；

D——对旋结构；

K——矿用主扇；

8——配套8级电动机（n=740 r/min）；

No28——机号（叶轮直径D=2 800 mm）。

BDK-8No28型通风机性能曲线如图9-18所示。

图9-18　BDK-8No28型通风机性能曲线