多台通风机联合工作的原理和注意事项

当单台通风机不能满足通风要求时，可以采用多台通风机联合工作。联合工作的形式很多，最基本的是简单串联和并联，复杂的联合运转都是以此为基础的。

（一）通风机的串联工作

通风机串联工作的主要任务是增加风压，但网路中的流量也有所增加。图9-44所示为两台相同通风机在同一地点串联工作的曲线图和示意图。

通风机串联工作时，每台通风机的风量是相等的，但总风压为每台通风机产生的风压之和。所以，若已知两台通风机的特性曲线Ⅰ、Ⅱ，将两曲线在相同流量下的风压相加，即得串联后的合成特性曲线Ⅰ+Ⅱ。

网路特性曲线Ⅲ与串联后的合成特性曲线Ⅰ+Ⅱ的交点M即串联工作时的工况点。此时，通风机的合成流量为QM，风压为pM。

由图9-44可以看出，当每台通风机在同一网路Ⅲ上单独工作时，其工况点为M1，2，每台通风机所产生的风量为Q1，2，风压为p1，2。显然，两台通风机串联工作时的合成流量和风压，比每台通风机单独工作时的流量和风压都有所增加，即QM＞Q1，2，pM＞p1，2。过M点作Q轴的垂线分别交曲线Ⅰ和Ⅱ于MⅠ和MⅡ点，则MⅠ和MⅡ分别是联合工作时通风机Ⅰ和Ⅱ的工况点。显然，合成风压pⅠ+Ⅱ=pⅠ+pⅡ，合成流量QⅠ+Ⅱ=QⅠ+QⅡ。在网路阻力较小时，其风压增加不显著，串联效果较差。

如图9-45所示，若通风机Ⅰ的风压特性高于通风机Ⅱ的风压特性，它们串联后的合成特性曲线Ⅰ+Ⅱ与风压较高的通风机Ⅰ的特性曲线必有一交点C。如果合成工况点M在C点左侧，串联有效；若合成工况点M在C点右侧，风压较低的通风机Ⅱ不仅不产生风压，而且还要消耗通风机Ⅰ产生的风压，使串联失效。因此，C点为不同特性通风机串联工作的临界点。

图9-44　两台相同通风机在同一地点串联工作的曲线图和示意图

图9-45　不同特性通风机的串联

串联可分两种情况，串联风机首尾紧密相接的称为紧密串接；串联风机之间有一段管道或其他设备的称为间隙串联。

锅炉的送、引风系统就属于两风机间隔串联系统。在矿井生产中，串联通风一般只用在掘进通风中，主通风机很少采用。

（二）通风机的并联工作

通风机并联工作的主要任务是增加网路中的风量。当网路阻力不大时，其风量增加最为显著。图9-46所示为两台相同通风机安装在风井附近同一机房中并联工作的示意图和曲线图。(www.xing528.com)

在同一风压下，把曲线Ⅰ、Ⅱ的横坐标相加，即得Ⅰ、Ⅱ号通风机并联工作时的合成特性曲线Ⅰ+Ⅱ。

并联工作时的合成特性曲线Ⅰ+Ⅱ与网路特性曲线Ⅲ的交点M，即并联工作时的工况点。此时，通风机的合成流量为QM，风压为pM。

图9-46　两台相同通风机在同一机房的并联工作

过M点作Q轴的平行线分别与曲线Ⅰ和Ⅱ相交，即确定出风机Ⅰ和Ⅱ的工况点MⅠ和MⅡ，工况参数为pⅠ=pⅡ=pM，QⅠ+QⅡ=QM。由图可知，两台相同的通风机并联工作时，每台通风机的流量QⅠ=QⅡ=QM/2，风压为pⅠ=pⅡ=pM。当一台通风机在此网中单独工作时，其工况点为M1，2，流量为QⅠ=QⅡ，风压为p1，2，显然Q1，2＜QM＜2Q1，2，pM＞p1，2，即并联后，通风机的总流量增加了，因而达到了并联工作的目的。

从图9-46还可看出，通风机并联工作的效果与网路阻力的大小有关。当网路阻力过大时，并联后的流量与单机运转时的流量相差不大。显然，这样的并联工作意义不大。

通风机并联工作时，需注意运转的稳定性问题。并联工作的不稳定，是由于通风机特性有马鞍形起伏、网路阻力突变、通风机转速下降和自然风压等因素，使通风机特性曲线与网路特性曲线交点不唯一而引起的。如果并联工作的通风机选择合理，各区段的风量分配和风压损失计算正确，且无转速和阻力突变，则通风机不会产生不稳定工作状态。由于4-72型和G4-73型离心式通风机的叶片是强后倾的，其特性曲线呈单调下降，这对通风机并联工作的稳定是有利的；而轴流式通风机的特性曲线，一般呈马鞍形，当叶片安装角大于25°时，马鞍形更显著，这对通风机并联工作的稳定是极为不利的。

（三）对角通风系统中通风机的联合工作

图9-47所示为两台风机在矿井对角式通风系统中联合工作（亦称两翼并联工作）。风机Ⅰ和Ⅱ除分别有各自的网路OA和OB外，还共有一条网路OC。为求得各风机的工况点，设想将风机Ⅰ和Ⅱ变位到O点得变位风机Ⅰ′和Ⅱ′，按并联工作求出Ⅰ′和Ⅱ′的工况点后，再反向求取原风机Ⅰ和Ⅱ的工况点。具体步骤如下：

（1）先求变位风机的风压曲线。将风机Ⅰ变位到O点后，变位风机Ⅰ′的压力比风机Ⅰ的降低了R1Q2（即网路OA的压力损失），所以风机Ⅰ′的压力应为p′=p1-R1Q2。先作出网路OA的特性曲线，再按“流量相等，压力相减”的办法即可作出变位机Ⅰ′的风压曲线Ⅰ′，如图9-47所示。

同理，可作出变位风机Ⅰ′的风压曲线Ⅱ′。

（2）按“风压相等，风量相加”的办法，作出变位风机Ⅰ′和Ⅱ′的并联“等效风机”风压特性曲线Ⅰ′+Ⅱ′，再作公共网路特性曲线b与曲线Ⅰ′+Ⅱ′相交可得等效单机工况点M。过M点作Q轴的平行线分别交曲线Ⅰ′和Ⅱ′于和点，再过这两点作Q轴的垂线，分别与曲线Ⅰ和Ⅱ相交，交点M1和M2就是原风机Ⅰ和Ⅱ的工况点。

图9-47　风机两翼并联工作