摘要:提出对旋式局部通风机具有高效率、低噪声、高风压、大风量性能特性的说法是不符合实际的宣传。分析了开发设计者的包装方法，并对轴流式通风机与对旋式局部通风机作了比较和试验研究。
关键词：轴流式通风机 对旋式局部通风机
中图分类号:TH432.1 文献标识码：A
文章编号：1006-8155（2005）05-0011-03
Abstract: The way that counter rotating local fan with the characteristics of high efficiency, low noise, high pressure and large flow rate is not practical is put forward. The packaging way of developer and designer is analyzed. Comparison and test research are carried out on axial fan and counter rotating local fan. Keywords: Axial fan Counter rotating local fan
1 引言
煤矿生产安全形势严峻，大小瓦斯爆炸事故频繁发生，造成生命财产严重损失。煤矿用局部通风机是一种特殊用途的防爆风机。它的运转环境相当恶劣，管理相对草率，安装维修困难，所以对其性能特性和可靠性的要求就至关重要。
2 对煤矿用对旋式局部通风机的认识误区
20世纪90年代，我国引进日本反旋式扇风机，并开发了低噪声对旋局部通风机系列（压入式）。该系列风机由于其风压高，风量大，噪声低，效率高而被广泛应用于煤矿和矿山工程局部通风或隧道通风。且开发设计者对其进行了这样的商业宣传: 压力特性和功率曲线均适合于煤矿采掘通风需求，且按“三化”（系列化、标准化、通用化）设计，其机械和电气规范设计和制造，体积小，质量轻、成本低，坚固耐用、安全可靠，能够承受相当恶劣运转环境，具有令人满意和足够长时间无需维修的设计使用寿命.现在全国上百家工厂和公司，生产几十种不同型号和规格的矿用局部通风机，并且全国矿用风机形成一股对旋热，而实际上, 我国目前煤矿用局部通风机杂、乱、差，且效率低，噪声高. 全国大小煤矿瓦斯爆炸事故频繁发生.令人担心的是：由于开发设计者对对旋局部通风机没有实事求是地宣传和运作，致使我国矿用局部通风机的开发、生产和推广应用进入了误区。 这种通风机只有两个对旋的叶轮，而没有固定式导流叶片。对旋式两级通风机具有与一般两级轴流通风机相同的压力系数和比转数。这种风机的压力系数、流量系数和轮毂相对直径值与一般通风机相同，但其压力曲线稍微陡一些，则更适合长距离通风。
早在50年代末，前苏联文献中就叙述了对旋式通风机的气动特性，并有了气动略图和特性曲线。前苏联中央流体力学研究所早就指出：“由于对旋式通风机没有导流器，这种通风机的效率应该高于双级带后导叶的普通轴流通风机。”这种意见是错误的。并在理论和试验中证明了：对旋风机效率比普通双级轴流通风机还低 1%～2%。而被认为“效率低、噪声高”被淘汰的JBT系列矿用局部通风机，恰好就是这种普通双级轴流式通风机。国内通过理论分析，设计实例以及试验对比也证明了对旋风机的效率是低的。对旋通风机的噪声最高，也是大家共认的事实。这种低效率，高噪声的对旋风机，为什么会成为全国推广的效率高、噪声低、风压高、风量大的世界先进水平科技成果和国际先进水平的产品？这完全出于开发设计者不正常的全面精心包装，不实事求是的宣传和炒作的结果，致使我国煤矿用局部通风机的开发、生产、推广应用产生了极大盲动的不良局面，给煤矿生产安全带来隐患，应引起人们关注和思考。
3 分析原因
低效率，高噪声的对旋通风机究竟是怎样被包装成为风压高、风量大、噪声低、效率高的呢？
（1）目前《国家煤矿防尘通风安全产品质量监督检验测试中心》实验室没有按GB/T 1236-2000《工业通风机 用标准化风道进行性能试验》中的出气试验，而仍采用进气试验。其测试结果JBT系列的全压效率偏低。而子午加速，斜流，对旋则偏高，也就是说，对于不同出口结构型式的通风机采用目前这种装置的同一方法测试，测试结果的可信度甚小。采用进气试验所得的测试结果不符合实际使用需要，而用这样测试的结果来评价局部通风机性能的优劣是不真实，不合理，不正确的。
（2）为对旋式局部通风机加装上庞大的消声器和尾风筒芯筒，然后与不加消声器和尾风筒芯筒的JBT系列局部通风机作测试对比，有失公允。
（3）根据《矿业安全与环保》第27卷第一期资料，煤炭科学研究总院重庆分院生产的FD-1型系列低噪声对旋式局部通风机性能如表1所示。
尽管对旋式通风机加装笨重庞大的消声器，噪声仍然达不到《煤矿安全规程》规定的85dB(A)要求。开发设计者在标准中采用比A声级，这本来是无可非议的。
表1
|
名称 |
型号 |
风 量/
(m3/min) |
全 压/Pa |
效率/
% |
噪 声/
dB(A) |
电动机功率/kW |
|
FD系列低噪声对旋局部通风机 |
FD-1 №6/60 |
430～600 |
5800～2000 |
80 |
＜85 |
30×2 |
|
FD-1 №5.6/22 |
320～230 |
4000～1000 |
80 |
＜85 |
11×2 |
|
FD-1 №5/11 |
165～200 |
3200～1300 |
80 |
＜85 |
5.5×2 |
令笔者不解的是在 LSA=LA－10 lg(Q p2)+19.8公式中，流量Q和风压p采用的国际单位分别为m3/min和Pa。可是在MT222《煤矿用局部通风机》标准中对比A声级是这样表述：通风机单位流量，单位全压时的比A声级；其数学表达式为LSA=LA－10 lgQp2－2。流量Q的单位为m3/s，只改变一下流量Q的计量单位，而后者的数学表达式比前者的比A声级LSA竟小了4dB。
按照LSA=LA－10 lgQp2－2数学表达式计算[ 因LA＜85，故按84.5dB(A)＝代入LSA=84.9－10 lg430/60×58002－2=－0.92。其结果令人震惊的是，比A声级竟为－0.92，可谓超低噪声。这也许就是所谓低噪声、高风压、大风量的奥妙所在。
作为中华人民共和国煤炭行业的强制性标准MT222《煤矿用局部通风机》和MT755《对旋式局部通风机技术条件》，以LSA=LA－10 lgQP2－2来评价煤矿用对旋局部通风机的噪声是否正常。该行业标准已执行十余年了，令人费解。
(4) FD－1 №5/11的功率计算公式
其值也大于行业标准规定对旋式通风机电动机的最大输出功率应不大于额定功率95%的标准。对旋式局部通风机经常发生烧毁电机，这是否就是原因之一？
（5）№5/11kW局部通风机使用量大，通常作为典型机型加以研究试验测试，见表2。
表2
|
风 机 型 号 |
比A声级LSA/dB |
全压效率η/% |
|
机号＜№5 |
机号≥№5 |
机号＜№5 |
机号≥№5 |
|
轴流式局部通风机MT222-1996 |
≤30 |
≤25 |
≥75 |
≥80 |
|
对旋式局部通风机MT755-1997 |
机号≤№5.0 |
机号＞№5.0 |
机号≤№5.0 |
机号＞№5.0 |
|
≤30 |
≤25 |
≥75 |
≥80 |
从表中看出：“＜和≤”略为移动，同是№5风机的比A声级LSA相差5dB，全压效率相差5%，这就是说：机号同为№5轴流式局部通风机比A声级LSA必须≤25，全压效率η达到80%才能合格，而对旋式比A声级LSA≤30，全压效率η为75%就可以合格。既然对旋式局部通风机是“高效率、低噪声”就没有必要在MT755《对旋式局部通风机技术条件》中LSA和η比普通轴流式比A声级和效率分别相差5dB和5%。由此可见，在起草MT755-1997标准时就已知道，对旋式局部通风机是低效率、高噪声的产品。
4 结论
大量实践和研究表明：对旋式局部通风机效率最低，噪声最高。为实现所谓高效率，低噪声，高风压，大风量而进行商业性包装和不实事求是的宣传，这对于执行强制性行业标准的产品是否妥当？现对旋风机发生了结构振动、叶片失速断裂，全国实践中经常发生第二级电机烧毁现象。为此，笔者认为我国风机节能产品的发展方向是：淘汰效率偏低、噪声偏高、结构笨重、易磨损的落后产品；而国内目前这种对旋式局部通风机是否属于淘汰产品，值得进一步论证与研究。
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