国外轴流风机技术发展水平与现状概述
2021-01-12 09:45:06
1)德国
德国主要有三大公司设计制造轴流通风机。
• 透平通风技术有限公司(TLT)
该公司早在20世纪40年代就研制出动叶可调的大功率单级和双级矿井轴流通风机。1970年以后，又研制出电站锅炉轴流通风机。
该公司制造的标准系列轴流通风机性能参数范围：直径选用R40系列，D =1000-6300㎜共32个规格，流量Q =50～1800m 3 /s，全压p T =300～8000Pa。每个叶轮直径相应有7个规格的基本轮毂直径。轮毂为铆焊结构件，叶片材料为铸铝、铸铁、锻铝、锻钢和不锈钢等。设计方法为：根据性能参数及使用条件进行“量体裁衣”的组合化设计。超过上述范围的特大型轴流通风机则采用非标准化设计。
该公司生产的轴流通风机有动叶可调、动叶停机可调和动叶固定三种型式，主要用于电站锅炉、矿井通风、隧道通风以及冶金、石化等部门。
• 考夫曼公司
该公司于20世纪90年代引进了轴流通风机设计制造技术。目前，不仅可制造化工、炼油、造船工业的专用通风机，还可为煤矿、金属矿、隧道等提供大型轴流通风机，并且矿井轴流通风机已成为该公司的主导产品。轴流通风机性能参数范围见表1-2。
表1-2考夫曼风机性能参数
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型 式 |
进口流量范围 m 3 /min |
排气压力范围 （ Pa ） |
规格数 （个） |
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ES 单级轴流通风机 |
～ 1200 |
～ 3500 |
6 |
|
ESN 单级轴流通风机 |
～ 1200 |
～ 4000 |
14 |
|
EST 轴流通风机 |
～ 1000 |
～ 3000 |
6 |
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DV 轴流通风机 |
～ 900 |
～ 3500 |
11 |
|
AL 轴流通风机 |
～ 7200 |
～ 3000 |
14 |
|
GAL 对旋高压轴流通风机 |
～ 3900 |
～ 6000 |
20 |
|
DGAL 对旋高压轴流通风机 |
～ 2100 |
～ 8000 |
6 |
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ALN 低压轴流通风机 |
～ 180 |
～ 600 |
4 |
|
KGL 单级轴流通风机 |
～ 1200 |
～ 4000 |
40 |
|
KGL 双级轴流通风机 |
～ 9000 |
～ 7000 |
16 |
• K.K.K公司
该公司主要生产静叶可调的子午加速轴流通风机，亦生产普通轴流通风机，其性能参数如表1-3。
表1-3 K.K.K风机性能参数
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型 式 |
流量范围 m 3 /min |
压力范围 （ Pa ） |
转速范围 （ r/min ） |
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AP 单级或双级轴流通风机 |
120 ～ 60000 |
1960 ～ 11760 |
500 ～ 1500 |
|
AN 子午加速轴流通风机 |
2400 ～ 55000 |
1960 ～ 7840 |
500 ～ 1500 |
2)丹麦
该国的诺狄斯克通风机有限公司主要设计制造VARIAX型轴流通风机。该型风机有7个系列，其中ASN(单级)、AST(双级)系列为液压式动叶可调，主要用于电站锅炉鼓、引风机，其性能范围是：流量Q =10～1180m 3 /s，全压p T =260～22000Pa，全压效率ηT≥0.8。该风机采用的是“量体裁衣”的组合设计方法。
3)英国
英国主要有二个公司设计制造轴流通风机。
•豪登•西洛哥公司
1988年，豪登公司和戴维森公司合并成立豪登•西洛哥公司。合并前，豪登公司主要生产压缩机，戴维森公司主要生产各种通风机，其中包括矿井轴流通风机。合并后则以生产通风机为主。其动叶可调轴流通风机的性能：流量Q =49～112×10 4 m 3 /h，全压
p T =3300～4100Pa
• 沃兹公司
沃兹公司(Wodse)以生产中、小型轴流通风为主，其风机型式多种多样，详见表1-4。表1-4沃兹风机性能参数
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风机名称 |
直径范围 （ mm ） |
流量范围 m 3 /s |
全压或静压范围 Pa |
特 点 |
注 |
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机翼型轴流通风机 |
305 ～ 1905 （ 12 -75in ） |
0.3 ～ 75.5 |
静压： 20 ～ 1100 |
铝叶片，停机人工手调安装角。 R 、 P + R 、 R + S 三种型式。实度（叶片数）可变。 |
|
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威尔豪斯 （ Warehouse ） 轴流通风机 |
205 ～ 1219 （ 12 ～ 48in ） |
≤ 26.4 |
静压（单级） ≤ 650 |
铝叶片，停机人工手调安装角。单叶轮（ R 级） , 叶片数可变，有长短机壳，可多级串联使用。 |
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机翼型轻便式 轴流通风机 |
381 ～ 762 (15 ～ 30in ) |
12-8.8 |
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结构轻巧，散热距离长，冷却效果好。 |
吹风距离： 10 ～ 50m, 此时风速为 1.25mm /s 。 |
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33 系列分叉 轴流通风机 |
152 ～ 381 （ 6 ～ 15in ） |
≤ 1.68 |
静压: ≤ 490 |
机翼型叶片、铝制叶轮、结构紧凑。 |
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蒸气柜轴流通风机 |
152 ～ 305 （ 6 -12in ） |
0.25 |
静压: 125 |
机壳由 PVC 制作，叶轮由酚醛玻璃钢模压成型。 |
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J 和 J2 型小机翼型 轴流通风机 |
152 ～ 305 （ 6 ～ 12in ） |
≤ 1.5 |
静压: ≤ 650 |
叶片由 NoryL 材料模制，轮毂由酚醛树脂模压，有单级和双级，机壳有长短之分，金属制作。 |
|
|
IE 型小机翼型轴流通风机 |
122 ～ 152 （ 4.8 ～ 6in ） |
≤ 0.1 |
静压： ≤ 75 |
叶轮由酚醛树脂模制，机壳由铸铝制造。 |
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MS 型船用 轴流通风机 |
305 ～ 1524 （ 12 ～ -60in ） |
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单级叶轮并由铸铝制作，叶片安装角人工手调。 |
性能与机翼型轴风通风机基本相同。 |
4) 前苏联
前苏联重视轴流通风机的研发，并于1978年公开发表了中央流体动力研究所的各种轴流通风机的气动略图及其气动性能曲线 。略图的特点是：按统一的方法进行气动设计计算，设计参数的最佳选取和利用翼型平面叶栅理论的特性曲线是设计计算的基础；在高效条件下，压力和流量的变化范围宽广，叶片的几何形状多样化；根据给定的压力、流量，参照相关略图即可确定风机直径、转速、外形尺寸、所需功率等，以及结构设计所需的数据。前苏联几种矿井轴流通风机的主要性能参数见表1-5。
表1-5前苏联矿井风机性能参数
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型号 性能参数 |
ВЦ -32 ( ВЦ -315M ) |
ВПД –32 (B Π -315M ) |
ВЦД –47 |
ВОД –30 |
ВОД –40 |
ВОД –18 |
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叶轮直径 (mm) |
3200 |
3200 |
4700 |
3000 |
4000 |
1800 |
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流量 (m 3 /s) |
45 ～ 165 |
35 ～ 305 |
90 ～ 700 |
50 ～ 220 |
90 ～ 400 |
20 ～ 100 |
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压力（ Pa ） |
1900 ～ 5150 |
500 ～ 5100 |
3000 ～ 8800 |
800 ～ 2900 |
800 ～ 2900 |
1000 ～ 4500 |
|
装置最高效率 |
0.84 |
0.85 |
0.86 |
*0.80 |
*0.80 |
*0.81 |
注:*为静压效率
5)美国6)
美国生产轴流通风机的公司较多，其产品性能详见表1-6所示。
表1-6美国各公司风机性能参数公司名称叶轮直径(mm) 轮毂直径
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公司名称 |
叶轮直径 (mm) |
轮毂直径 （ mm ） |
叶片数 |
流量 （ m 3 /min ） |
压力 (Pa) |
功率 (kW) |
转速 （ r/min ） |
调节方式 |
用途 |
|
BonanZa Fans |
380 ～ 2130 |
355 ～ 760 |
10 ～ 16 |
28 ～ 18400 |
0 ～ 9000 |
～ 1140 |
3600 ～ 900 |
动叶单独可调 |
矿井 隧道 |
|
Buffalo Forge |
1400 ～ 3150 |
1016 ～ 1525 |
15 |
2830 ～ 25500 |
500 ～ 5000 |
～ 2280 |
1760 |
动叶单独可调 |
矿井 |
|
Fairchild |
1220 ～ 2060 |
600 ～ 1525 |
6-12 |
2120 ～ 5670 |
380 ～ 2540 |
～ 150 |
3600 ～ 1800 |
动叶单独可调 |
矿井 |
|
HartZeLL |
890 ～ 2060 |
355 ～ 710 |
9 |
915 ～ 5100 |
760 ～ 1520 |
～ 150 |
1750 ～ 870 |
动叶单独可调 |
矿井 |
|
Jeffrey |
1520 ～ 4270 |
762 ～ 1980 |
8 |
0 ～ 42500 |
4300 |
～ 3800 |
1800 ～ 710 |
动叶单独可调 |
矿井 |
|
Joy |
1220 ～ 3660 |
736 ～ 2000 |
16 |
14 ～ 39660 |
10200 |
～ 7600 |
1800 ～ 300 |
动叶同时可调 |
矿井 |
|
Strobic Air |
762 ～ 1830 |
406 ～ 660 |
7 ～ 12 |
283 ～ 6230 |
0 ～ 2540 |
～ 114 |
1800 ～ 700 |
动叶电动同时可调 |
矿井隧道 |
|
TLT-Babcock |
1520 ～ 3940 |
635 ～ 1780 |
8 ～ 24 |
4250 ～ 36800 |
760 ～ 7600 |
～ 3040 |
1100 ～ 710 |
动叶液压同时可调 |
矿井电站锅炉 |
|
Hudson |
2438 ～ 9140 |
三种尺寸轮毂与三段叶轮直径范围的风机相配置。 |
4 ～ 12 |
≤ 8×10 4 |
≤ 400 |
≤ 400 |
设计确定 |
动叶单独或同时可调 |
空冷器 冷却塔 隧道 |
7)荷兰
该国的斯托克(Stork)通风设备部于1955年研制了低风压大流量的螺旋桨式轴流通风机——“T”型轴流通风机，直径为4～42ft (1.22～12 .8m )，叶片数在3～8之间变化。该风机不仅用于冷却塔和空气热交换装置(空冷器)上，并可用于隧道通风。“T”型风机最早为铝叶片，1960年研制出聚酯玻璃钢叶片，从此之后限制了铝叶片的使用。如今，同尺寸的叶片可安装在结构相同的三种不同规格的轮毂上，构成三种不同轮毂比的风机。“T”型风机已发展成标准型、低噪声型和超低噪声型。后两种风机是通过增加叶片数即增加风机实度并在较小的叶尖线速度下工作获得较低的噪声水平。“T”型风机有人工手调和自动调节安装角之分，自动调角装置只能用于直径小于等于16ft ( 4.87m )的风机上，更大尺寸的自动调角风机尚在研制之中。“T”型风机的最高静压效率可达65%。为了降低噪声和简化玻璃钢叶片成型工艺，荷兰豪登(Howden)公司在其前身斯托克通风设备部“T”型风机叶片的基础上，研制开发出等宽度机翼扭曲型的ENF(标准)型、ELF(低噪声)型、ELFA(超低噪声)型叶片。三种叶片宽度逐次增大，并通过降低转速、增加实度(选用叶片数少的尖叶片)、调整安装角的方法，在满足风量、风压要求的同时，达到降低噪声的目的。
为满足降低噪声的特殊需要，豪登公司近年来又研发出大实度的前掠式SX型叶片。由于此玻璃钢叶片制作工艺复杂、价格昂贵，需做成本/效益分析并慎重选用。
7) 日本
该国生产轴流通风机的主要有三井三池公司、石川岛播磨公司、三菱重工公司、世仑公司和三井造船公司等。
三井三池公司以生产矿井主扇和局扇为主。对于主扇，该公司认为，矿井通风的调节频度小，采用精密的动叶自动调角机构会因粉尘附着或腐蚀性气体的影响而失灵，主张采用停机人工手调的简单结构。对于局扇，该公司主要在提高压力和降低噪声上下功夫，研制出可更换吸声材料的双层机壳的对旋式和混流式局扇。
石川岛播磨公司主要生产电站锅炉鼓、引轴流通风机，并于1970年前后引进了丹麦诺狄斯克公司ASN和AST风机的制造技术。
三菱重工公司亦是以生产电站锅炉鼓、引轴流通风机为主,并主要靠引进欧洲这种风机的制造技术。
世仑公司和三井造船公司主要生产低风压大流量轴流通风机，用于冷却塔和空冷器装置上。以两种大型冷却塔风机为例，其性能情况见表1-7。
表1-7日本大型冷却塔性能参数直径
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直径 （ mm ） |
叶片数 （个） |
转速 （ r/min ） |
流量 （ m 3 /h ） |
静压 （ Pa ） |
静压效率 （ % ） |
轴功率 （ kW ） |
电机功率（ kW ） |
叶片材质 |
叶尖线速度 (m/s) |
|
8000 |
8 |
130 |
158.4×10 4 |
98.1 |
|
93.5 |
110 |
铸铝 |
54.4 |
|
8530 |
8 |
134 |
260×10 4 |
106.9 |
51.5 |
158 |
175 |
铸铝 |
59.8 |
8)意大利
该国的克菲姆科(Cofimco)公司成立于上个世纪80年代，是专门研发生产冷却用轴流通风机的企业。该公司冷却用轴流通风机的突出特点是：
(1)叶片或为非扭曲的机翼型等宽度型式或为机翼型与弯板组合构成的非扭曲不等宽度的型式，后者即可增加叶片宽度又可简化制作，从而用于降低噪声。
(2)根据机号的不同，叶片根部与轮毂的连结有多种不同的结构型式，从而有不同的系列。
(3)对于大型风机，为减少叶片及其根部受力和防止共振，开发了柔性连接系统。
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