煤与瓦斯突出地段不允许采用混合式局部通风的异义 　　1.抽出式局部通风机或配装抽出式局部通风机的除尘器都装有瓦斯/风电闭锁装置,工作面瓦斯一但超标就会立即切断电源,因此不会存在瓦斯超限的污风进入风机内的情况,况且局部通风机有"三专两闭锁"装置保证局部通风的安全。 ?????? 2.目前在煤矿井下投入使用的抽出式局部通风机或配装抽出式局部通风机的除尘器都通过国家法定的权威检测检验机构的叶轮叶片和外壳保护圈之间摩擦火花安全性检验和整机防爆检验,并且取得安全标志准用证,何来防爆、防静电和防摩擦火花性能都较差之说?关于摩擦火花安全性检验的具体方法GB?13813《煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则》中规定的实验条件应该说是很苛刻的。 ?????? 此外抽出式风机的叶轮叶片和外壳保护圈之间都按照MT222-1996《煤矿用局部通风机》中留有足够大的安全间隙（标准中规定不得小于2.5mm）。因此，我认为至少配装抽出式局部通风机的湿式除尘器应该可以在煤与瓦斯突出煤层地段放心地安全使用，况且MT159《矿用除尘器》标准中规定进气口前应加装喷雾装置，这样可以起到降温冷却作用，更加可以安全的使用设备。倘若一味地担心瓦斯突然超限而导致发生事故的话，那么不光是抽出式局部通风机，巷道中的所有采掘设备都不应该使用，因为它们都自带电机、电源等电器设备同样也可以引起爆炸，目前国内的抽出式局部通风机或配装抽出式局部通风机的除尘器的安全性设计应该说是留有很大余量的，如国内相关标准规定其配装的电机应在隔流腔内，含有瓦斯/煤尘的污风不得通过电机等电器设备，且在隔流腔内应设有新风通道让新鲜风流通过电机，如果风机大面积采用非金属聚合物应通过阻燃抗静电性能的检测，我曾经考察过德国生产的煤矿用除尘器其配装的抽出式局部通风机上的电机居然没有隔流腔保护，直接安装在污风通道中，德方的理由是电机本身就是煤矿专用的防爆电机，本身就具备抵抗瓦斯/煤尘的爆炸能力，没有必要再设置隔流腔，另外德方风机上的叶轮叶片和外壳之间的间隙只有1-1.5mm且外壳上没有保护圈,综上所述我的观点就是在煤与瓦斯突出煤层的地段至少可以放心大胆地使用配装煤矿用抽出式局部通风机的湿式除尘器。一旦这一所谓的禁区中可以使用配装煤矿用抽出式局部通风机的湿式除尘器将给我国大量高瓦斯矿井的防尘工作带来质的飞跃。 相关文章

佳木斯双鸭山建龙矿业风机系统

一、 项目背景：       在安全事故多发的煤矿行业，安全作为首要任务被越来越多的业主所重视，建龙矿业公司为保证矿井内作业安全，使可引起爆炸的瓦斯气体浓度低于爆炸阈值，特采用大功率容量的电机拖动排风风机，对矿井内含瓦斯空气进行不中断排出；同时对拖动风机运转的高压电机做严密监控，确保设备运行正常，给井下作业提供安全保障。此举对于煤矿行业的安全生产具有重要意义。          二、 解决方案：       鉴于系统运行的安全性和用户要求，我们对系统做如下配置：       1、鉴于控制系统控制的对象比较简单，控制系统采用西门子中端配置S7-312C，并加上相应的数字量模块和模拟量模块，接收自电机采集的定子及轴承温度，变频器的运行电压、电流和频率等实时参数；并配置一块CP343-1，即以太网通讯处理器，用于和上位监控通过以太网相连。        2、上位系统采用功能强大的西门子HMI产品-WIN CC 6.2，通过以太网和控制系统相连，实现远程对变频器的开关机、调速和设备运行状况的监控。        3、驱动系统采用西门子新型的高压变频器――-罗宾康变频器，它具有一体化――-系统仅由隔离变压器和变频器两部分组成，使系统的安装、启动快速简单，同时降低本钱；普适性――-可应用于水处理、电力和化学处理等行业，且适合于各类品牌的电机；完美的无谐波技术――-不会对相连的计算机、变频器驱动和控制系统造成干扰；更卓越的功率输出表现――-对输出电缆长度无穷制，无需加装输出侧滤波器；丰富的接口――-可通过面板、端子、串口和总线（MODBUS、DEVICE NET、CONTROLNET、PROFIBUS协议）控制。        4、电视监控系统，为了更好的观察风机系统的运行状况，现场采用云台监控并将视频信号送至中控室，在产业电视上显示出来，和HMI软件监控相辅相成，以确保系统的正常运转。

普传科技在风机水泵类负载的节能实践

【摘要】在产业生产和产品加工制造业中，风机、泵类设备应用范围广泛;其电能消耗是一笔不小的生产用度开支。国家节能减排政策的制定和执行，节能降耗业已成为降低生产本钱、进步产品质量的重要手段之一。          一、引言?          　　1、电机运行状况          　　电机是一种应用量大、使用范围广的高耗能动力设备。据统计和相关资料介绍，我国电动机总装机容量约5.8亿千瓦，占全国总耗电量的60%～70%。其中，交流电动机占90%左右。目前各类电机的运行效率加权均匀比国外低3～5个百分点，风机和泵的效率要比发达国家低2%～3%，整体在用的电机驱动系统运行效率比国外低近20%。假如按电动机总容量的10%进行调速改造，按年均匀运行4000小时、节电率20%～25%计算，年节电潜力为320亿～400亿千瓦时。加上为改善工艺流程而进行调速改造的电动机可带来的节电潜力，总节电潜力约为500亿千瓦时。相当于10000兆瓦装机容量的火力发电厂的年发电量。电机系统节能是目前中国节能市场上最具贸易潜力的领域。          　　在产业生产和产品加工制造业中，风机、泵类设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修用度占到生产本钱的7%～25%，是一笔不小的生产用度开支。节能降耗业已成为降低生产本钱、进步产品质量的重要手段之一。?          　　变频调速技术顺应了产业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。现已在石化、电力、冶金、石油、化工、建材（水泥、玻璃的等）、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、明显的节电效果，改善现有设备的运行工况，进步系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。????          　　2、政策上的规定和措施          　　国家在建设“节约型社会”和节能减排的方针与政策上有相关规定和要求：          　　n 1998年实施、2007年修订的《中华人民共和国节约能源法》;          　　n 国家发改委等部分制定的“节能中长期专项规划”;          　　n 国家发改委“中国节能技术政策大纲”;          　　n 《“十一五”十大重点节能工程实施意见》等;          　　n 2006年实施《中华人民共和国可再生能源法》等，各地政府相应制定节能规定;          　　n “十一?五”《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》单位GDP能耗5年要降低20%左右          　　n 国家发改委、国家能源办从2006年开始，在钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸等9个重点耗能行业组织开展千家企业节能行动。通过开展千家企业节能行动，“十一五”期间将实现节能1亿吨标准煤左右）          　　特别是《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中“电机系统节能工程”对电机的改造提出要求：进步电机系统效率：推广变频调速、永磁调速等先进电机调速技术，改善风机、泵类电机系统调节方式，逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方式。以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械传动方式，逐步采用交流调速取代直流调速……“工程”列出了重点改造领域：          　　1）电力：用变频、永磁调速及计算机控制改造风机、水泵系统，重点是20万千瓦以上火力发电机组。          　　2）冶金：鼓风机、除尘风机、冷却水泵、加热炉风机、铸造除鳞水泵等设备的变频、永磁调速。          　　3）有色：除尘系统自动化控制及风机调速。          　　4）煤炭：矿井透风机、排水泵调速改造及计算机控制系统。          　　5）石油、石化、化工：工艺系统流程泵变频调速及自动化控制。          　　6）机电：研发制造节能型电机、电机系统及配套设备。          　　7）轻工：注塑机、液压油泵的变频、永磁调速。          　　8）其他：企业空调和透风、楼宇集中空调的电机系统改造等。          　　3、风机水泵类负载综述??          　　通常在产业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、透风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产本钱增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修用度高居不下。          　　泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间，提水泵站、水池储罐给排系统、产业水（油）循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏;还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备、影响生产和产品质量。          　　风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。          　　近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断进步的要求，加之采用变频器易操纵、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点;因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。??          　　变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输进频率成正比的关系：n=60f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输进频率、电机转差率、电机磁极对数）;通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。          二、 普传科技与变频节能产品          　　1、普传科技变频技术产品特点          　　1.1 变频器 的主要功能即为节能和自动控制。自主开发的PI7000系列高性能变频器通过国家发配电及电控设备质量监视检验中心、国家轿车质量监视检验中心的检验和获得辽宁省级科技成果鉴定。                   　　产品设计符合国家标准GB/T12668.2-2002：《调速电气传动系统》中“低压交流变频电气传动系统额定值的规定”及GB12668.3-2004：“产品的电磁兼容性标准及其特定的实验方法”。          　　PI7000/7800/7600除具有通用低压变频器的基本功能外，和国内同行业比较，具备下列创新性和先进性          　　n 采用32位专用DSP（数字信号处理器）为核心的控制单元，实现高速高性能控制。          　　n 集V/F控制、V/F+PG控制、矢量控制+PG三种控制功能于一体，三种空间电压矢量波形产生方式的变频器          　　n 具有死区补偿功能，实现低频率大输出转矩;自动转差补偿。          　　n 十种频率设定方式，模拟端子可以接受0～10V、0～20mA之内的自定义范围信号。          　　n 六路可编程输出控制端子。          　　n 内置PID功能，可实现高性能闭环速度控制PID调节的直流电流制动。          　　n 转速追踪启动与断电再恢复运行功能。          　　n 强大的通讯功能，支持标准的Rs485与Can Bus，同时提供远控键盘功能。          　　n 界面有好：人性化显示菜单，中文液晶LCD显示，配以LED显示，同时显示3个状态参数。          　　n 特有的逆变模块（IGBT）温升监控功能，风扇调节可控，适时降低电机噪音和温升。          　　n 高效的故障查询与记录功能，方便排除故障;参数保护功能。          　　n 独特的设计，使变频器对电源的污染降到最低。          　　1.2 基于“电机系统工程”电机运行特点开发的设计制造的新一代高品质、多功能电机控制、环保、节能产品-PS7000系列电机环保节能器通过检验和科技成果鉴定。该产品应用先进的空间电压矢量PWM控制技术、矢量控制技术，采用高性能的功率模块和先进的节能器制造工艺，具有创新性和先进性。本产品不同于以往的电机节能器，具有电机无级调速满足工艺和节能的双重效果及对低速、重载的设备控制。专家评语：“该产品技术先进，性能指标达到国内领先水平，节能及环保效果明显”。综合节电率可达30%，经济效益明显。该项目获2008年国家发改委“资源节约与环境保护”项目。          　　该产品具有下列优异表现：          　　n 具有电机节能和无级调速的双重效用。根据负载特性自动调节电机转速，具有软启动特性，没有启动时的冲击电流与机械震动;          　　n 全程优化设计：可有效降低电机运行噪音和发热、减少电机维护量,延长电机使用寿命的2～4倍，降低维修本钱;          　　n 具有市电及节电状态双电路自动转换的不中断供电回路、故障自动报警，不影响正常工作;          　　n 宽电压设计以及转速跟踪功能保障了在电网电压波动频繁的情况下节能器仍能正常工作。          　　n 产品设计安全处理按欧盟“废弃电器与电子设备标准”设计（WEEE）符合欧盟“禁用有害物质RoHS认证”要求。内置输出电抗器、平波电抗器等抑制谐波，降低对电网的污染。          　　n 将低电源输配无功损耗，降低变压器容量需求20%以上;          　　n 有效进步功率因数达95%以上，节能明显，综合节电率可达30%，改善“大马拉小车”的功耗浪费题目;          　　n 保护功能齐全：过电压，欠电压，过电流,电子热过载保护,变频器过热保护，断电再恢复运行,电流限幅，过电压，保险丝断，接地故障，缺相，过载保护，外部故障，通讯错误 ,PID反馈信号异常等。                   　　2、应用领域          　　主要应用以下设备的节能和自动化控制：          　　发电厂：水泵、风机          　　油田：注水泵、输油泵、加压泵、磕头机          　　自来水厂：输送水泵、加压水泵          　　煤矿：矿井风机、水泵          　　冶金钢铁：高炉鼓风机、冷却泵、清洗泵、除尘风机、吸烟机、引风机、制革机等          　　石化：风机、水泵、油泵输送系统、除尘风机、锅炉系统          　　纺织化纤：空调系统、送风机、循环水泵、压缩机、冷却水泵、锅炉系统          　　水泥厂：罗茨风机、集尘系统、选粉系统、输料系统等          　　造纸厂：水泵、纸浆泵、锅炉系统          　　食品制药厂：水泵、风机、空气压缩机、空调系统、锅炉系统          　　楼宇中心空调：送风机、循环水泵、压缩主机、冷却水塔、屋顶排风机          三、节能分析与实例         ,屋顶电动排气设备;          　　通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，          　　其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：       ,玻璃钢屋顶风机;   　　Q∝n，H∝n2，P∝n3;即流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。??          　　以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵进口和管路出口的静压力差），额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。          　　在现场控制中，通常采用水泵定速运行，出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，系统工作点沿方向由原来的A点移至B点;受其节流作用压力H1变为H2。水泵轴功率实际值（kW）可由公式：P=Q?H/（ηc?ηb）×103得出。其中，P、Q、H、ηc、ηb分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率，直接传动为1。假设总效率（ηc?ηb）为1，则水泵由A点移至B点工作时，电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。          　　假如采用调速手段改变水泵的转速n，当流量从Q1减小50%至Q2时，那么管网阻力特性为同一曲线r0，系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点，水泵的运行也更趋公道。在阀门全开，只有管网阻力的情况下，系统满足现场的流量要求，能耗势必降低。                   　　此时，电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。          　　比较采用阀门开度调节和水泵转速控制，显然使用水泵转速控制更为有效公道，具有明显的节能效果。??          　　另外，从图中还可以看出：阀门调节时将使系统压力H升高，这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏;而转速调节时，系统压力H将随泵转速n的降低而降低，因此不会对系统产生不良影响。?          　　从上面的比较不难得出：当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时，采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小，节能率在75%以上。?? 　　电机转速与节能率的关系表                   　　与此相类似的，假如采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量，同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。采用变频调速技术改变电机转速的方法，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。          四、节能计算?          　　应用实例1          　　江苏某钢铁企业一台IS150-125-400型离心泵为例，额定流量200.16m3/h，扬程50m;配备Y225M-4型电动机，额定功率45kW。泵在阀门调节和转速调节时的流量-负载曲线如下图示。根据运行要求，水泵连续24小时运行，其中天天11小时运行在90%负荷，13小时运行在50%负荷;全年运行时间在300天。          　　则每年的节电量为：△P1=45×11×（100%-69%）×300=46035kW?h?? △ P22=45×13×（95%-20%）×300=131625 kW?h?          　　△P=△ P2+△ P2=46035+131625=177660 kW?h??          　　每度电按0.5元计算，则每年可节约电费8.883万元。??          　　应用实例2          　　在新型干法水泥生产线中，直接采用变频器或电机环保节能器，则在投进上就采取节能降耗的措施，效果非常明显。          　　大连某水泥制造有限公司3000吨新型干法水泥熟料生产线，采用PS7000系列电机环保节能器共17套                   　　按守旧预计，节电率25%，年生产300天，天天24小时计算，则节电及节省电费如下（正常工作按额定功率80%）：          　　节电：1559＊80%＊25%＊24=7483（kWh ）/天          　　7483＊30=224,496 （kWh ）/月          　　224,486（kWh ）/月×10月（300天）=2,244,860 （kWh ）/年          　　每度电按0.50元计算，则年节省电费：2,244,860＊0.5=1,1224,30元          　　即年节省电费110万元。                   　　应用案例2 立窑供风系统变频改造          　　（1）风机运行情况          　　一般低压立窑风机的调节方式为风门调节法，萝茨风机的供风调节方式为排风调节或回风调节;离心风机的供风调节方式为进风阀门调节。          　　（2）从风机使用的一般性经验可以知道：工频运行状态（AC380V/50Hz）下，用风门（风阀）调节风量的风机在使用过程中的负荷是在15%～100%之间波动;负荷越小风门（风阀）的节流损失就越大，风机效率也就越低。而改为变频调节方式就几乎不存在风门的节流损失，同时变频装置采用软启动方式也不存在启动冲击电流，对于配电容量有限的工厂用电系统，也可进步其安全系数。          　　（3）改造后的变频供风系统是在保存原来供风系统的基础上增加一套变频回路与原回路并联使用，形成双回路可转换的控制系统，并将变频器的调速装置安装在窑的上部位，通过调节电机（风机）的转速来调节烧结时的用风量。其特点：          　　● 节电效果好。改造后电机大部分时间运行在35-43Hz左右即可满足用风量，节电率大于25%;          　　● 具有软启动功能，降低负荷强度，延长设备使用寿命，启动电流小，进步用电安全系数及减少电网容量;          　　● 调节风量精度正确、及时方便;          　　● 封闭回风口或排风口，减少水泥粉尘污染等。          　　大连某水泥有限公司采用普传科技变频改造后的测试结果如表1所示：          　　表1 立窑送风机变频改造节能效果分析表          　　u 水泥选粉系统          　　工作原理是根据所生产的水泥的标号的不同，调节选粉机和选粉风机的转速，从而选出不同细度的水泥制品。表2 选粉风机变频改造节能效果分析表          　　应用案例4：在在大型火电厂直接空冷系统中的应用          　　实现真正意义上的绿色GDP增长，对于需要大量冷却水源的燃煤发电厂，势必要改变其传统的汽轮机排汽冷却方式。直接空冷技术的应用与发展，使得这一需求变为可能，也为变频器在燃煤发电厂空冷机组的推广应用提供广阔的远景。          　　空冷系统建筑规模庞大，一般称为空冷岛。包括凝聚水系统（凝聚水箱）、真空疏水系统（包括疏水泵）、排气/抽气系统（水环泵单元）、空冷凝汽器（ACC）等四套系统。          　　作为国内电站空冷设备制造的龙头企业为内蒙古自治区某地区2＊300MW火电机组工程直接空冷机组的系统项目。每台机组布置方式为5×6的风机30台，每列4台顺流风机，1台逆流风机，均采用变频控制。每台风机配置一套变频调速装置，共配60台变频调速装置          五、结束语??          　　变频系统在各类调速系统中使用时，其节能效果对于单台设备可做到5-75%，在风机水泵类设备的一般应用的节能效果更加明显，这些均值也可做到8-50%，在未受到其他因素的影响的情况下一般可取上限节能效果均匀值。这些数据由实际应用中得到，权威性数据可由市场上公然出售的资料（书）查到;通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知：变频节能系统（装置）的投资回收期一般为4-20个月（这是经验值也是权威数据）。风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术，投资少、收益快!

城市地铁交通是世界各国解决大型城市公共交通的主要途径，目前在我国正得到大力发展。 我国有近20个城市完成地铁建设立项，更多城市正在积极规划。 地铁系统中的通风空调的耗能可达地铁系统总能耗的50%[1] ，其中风机又是通风空调系统的主要耗能设备，而且无论寒暑，地铁风机都必须每天运行且时间长达20h以上。另外，地铁通风系统事关防火安全，一直得到国际上的高度重视和不断研究[2-3]。

　　目前国内的地铁通风系统的风机从通风模式和防火安全角度需要，要求地铁风机能够迅速完全反风，由于设计研究难度大，至今公开发表的研究文献还较少。本文在全面查阅国内外文献的基础上，结合笔者自己的工作，就地铁风机气动技术方面的发展现状和趋势作一简要综述 。

1　 地铁风机的主要技术要求与基本结构

　　可逆轴流通风机在地铁上主要有两种运行模式[4]：（1）作为隧道事故/冷却风机，主要用于地铁区间通风，列车阻塞、火灾时的通风和排烟，并根据运行模式的要求进行正转或反转运行；（2）用于车站公共区空调通风/区间通风系统。风机可通过送、回管路对车站公共区空调通风，当需要区间、夜间通风时，通过风阀转换实现对区间的通风换气，以满足区间通风性能要求。该类风机兼容了车站及区间火灾事故发生时的通风。

　　地铁的特殊工作环境和特点给地铁风机的设计提出了特殊的技术要求：（1） 防火要求和通风模式的需要，地铁风机要能够满足反风要求，而且要安全可靠；（2）为满足列车火灾时的通风，地铁风机还需要满足耐高温要求；（3）由于列车运行的阻塞效应、正常和早上、晚间对隧道的通风清洁等多种工况要求，地铁风机的管网阻力变化很大，经常会在旋转失速流量区间工作，所以，地铁风机要防止喘振；（4）风机要解决高效低噪、电机防潮等基本问题。

　　地铁轴流通风机最典型的要求是风机能提供反向通风，而且为了保证地铁运输安全，担负防火功能的地铁风机必须能可靠和便捷地实现反风。 曾经有人提出采用普通单向轴流通风机通过在基座上转动180°来实现反风的发明专利 [5] ，也有人提出采用动叶直接反转180°的方式来实现反风的实用新型专利 [6] 。但都由于结构过于复杂，保养不便，在实际运行中不可靠而没有得到任何应用。目前常用的地铁风机基本结构与普通风机一样，即采用 B5 型内置电机，电机外的风机内筒具有和轮毂一样大小的直径，风机内筒（电机筒）由沿圆周均匀分布的静叶支撑在风机外筒上，而风机转子以悬臂支撑方式安装在电机伸出端，这样只需要通过电机反转就使得动叶反转，从而实现反风，结构简单可靠。但是为了保证完全可逆运行，风机动叶必须采用特种的反向对称翼型设计。


　　地铁系统的防火要求需要风机整机能耐150℃高温1h以上。与普通消防排烟风机不同的是，在地铁火灾工况下，风机周围都是高温烟气，不可能有新的并低于环境温度的空气被引到电机周围来为电机降温，这就要求电机本身要有良好的耐高温性；其次，叶片材料、电动机、轴承润滑油脂和软连接等的选用都要充分考虑高温下的运行性能。

　　至于防喘振要求，一种比较好的做法就是将适用普通轴流通风机的防喘振环[7] 加设在地铁风机动叶片两边。防喘振环（也称分流器）是一种环形的带有若干小导流片的装置，其环内的小导流片可以将进口气流进行一定的回流放空，而且具有自适应能力，从而可以使风机特性曲线在失速区的大范围内保持稳定。就笔者实际开发地铁风机产品的经验看，这种方法可以保持流量大范围变化时，压力一直随流量减小而增高。从有限的资料看，加设防喘振环后，风机效率将下降2%～4%。

　　地铁可逆风机除了要满足以上特殊要求外，还需要风机效率尽量高，特别是地铁风机作为地铁交通系统中主要的耗功设备，数量大，全年运行，因此，高效可逆是地铁风机最基本的要求。目前国内外对地铁风机气动性能研究的文献相对较少，研究也不充分，以下将对地铁风机特殊的气动问题以及最新的进展情况进行介绍。

2　 完全可逆地铁风机的翼型研究情况与进展

　　地铁轴流通风机的关键技术是风机要能完全可逆运行，这就需要采用专门的翼型才能达到。从理论分析可知，地铁风机要想通过动叶直接反转达到完全反风，其动叶的基本翼型就必须沿弦长中心反向对称。目前国内外研究和应用较广泛的是S型翼型，此种翼型的特点是翼型的中弧线呈S型。国际上对S型翼型用于水轮机进行了一定的研究[8-10] ，其中弧线由两段抛物线组成，翼型的厚度分布有的是沿弦长中点完全对称，有的采用普通翼型厚度分布。国内李超俊、魏百锁等人对S型翼型用于可逆风机叶片的设计率先进行了研究[11-13] , 先后设计出3种用于可逆风机的翼型:（1）双圆弧S翼型CS-4, 其S型中弧线由两段相切的圆弧连接而成，试验测量得最大升阻比(Cy/Cx )max=20.8 ，最大升力系数Cymax=0.87 （未进行翼型有限翼展升阻力修正）；（2）双头双机翼反向对称翼型DORMOY-S40, 它是由两个相同的原始翼型DORMOY反向对接而成，其中弧线呈S型，翼型相对拱度f/L=3.24%，最大迎角为9°时有最大升力系数C ymax =0.9（未进行翼型有限翼展升阻力修正）；（3）摆线S型对称翼型BX-S396，它是通过利用摆线低阻特性可降低噪声，增加升阻比的特点设计而成。此S翼型相对拱度f/L=3.96%，最大迎角为12°，对应最大升力系数C ymax =0.89，最大升阻比(Cy/Cx)max=30.9 。限于那时计算技术和计算机性能的限制，上述翼型性能只能靠试验研究，因此当时只能在理论分析的基础上，根据直觉设计出几种性能较好的翼型进行试验研究，研究很不充分。

　　1999年，席德科等人[14] 通过计算生成可逆翼型坐标，然后采用流场计算的方法进行了可逆风机叶片的翼型研究。通过对5种不同可逆风机翼型的数值计算和试验测量，优选了两种翼型，获得的最大升阻比为25。

　　2002年，杨波等人[15]在仔细分析上述S型翼型研究的基础上，认为上述所有可逆翼型的最大升力系数偏小，升阻比不大，于是提出采用组合叶栅思想另辟蹊径。所谓组合叶栅就是通过充分利用和合理选择现有的、成熟的(对称或非对称)翼型，通过采取特别的、正反向叶片组合的方法来大幅度提高叶片的性能指标(即升力系数Cymax、失速迎角值αCymax ) 。通过对其设计的组合叶栅详细的叶栅性能试验，发现组合叶栅内的流体流动与普通叶栅的流动不同，有自己的特有规律，而且在一定的重合度和栅距比情况下，组合叶栅气动性能明显优于其基本翼型组成的单列叶栅。

　　地铁风机专用翼型其实可以看作翼型弯曲角度为零的一种特殊叶片，其升力完全是靠叶片进气冲角产生的，而不像普通翼型那样靠叶片弯曲角产生，而且，从笔者主持设计的几个地铁风机系列产品看，设计的高效地铁风机的动叶稠度都较大，叶根稠度可达1.5～1.7，叶顶稠度也达到0.5～0.8。但是，上述文献中为地铁风机开发的专用翼型还都是基于孤立翼型设计方法，吹风试验数据也都是在孤立翼型状态下进行，按孤立翼型的升力、阻力系数整理，与实际产品开发要求有一定差别。

　　另外，目前国内外都没有发表对两维的反向对称翼型的优化设计研究，而通过对高效二维翼型的进行参数化建模优化，研究建模的关键参数和影响因素，是三维动叶优化设计的基础。

　　综上所述，对可逆地铁风机专用翼型还需要在叶栅条件下，进行两维多种不同翼型参数化建模和优化的研究，为进一步优化叶片，提高风机效率奠定基础。

3 　地铁风机的流场计算和优化设计

　　1991年文献[16]在国内率先开展了可逆轴流通风机的研究。该文献采用最优控制理论，以动叶出口环量沿半径的梯度变化为控制变量，在扣除叶片流动损失和出口周向速度动能损失的前提下，对单叶轮转子风机的流型进行了优化，然后，按照孤立翼型设计方法，选择可逆风机专用翼型的升力和攻角测试结果，设计开发成功了双向轴流通风机。采用此 专用翼型进行叶片成型，实测风机正向运行时的压力系数为0.0724，效率为76.4%，反向运行时压力系数为0.070，效率为70.0%，基本上达到了风机正反风性能相近的要求。限于当时的计算条件，整个设计还是按照传统的孤立翼型设计方法进行的，没有对该风机的三维粘性流场进行验证计算。

　　2003年文献[17]在国内率先利用商用计算流体力学（CFD）软件FLUENT对地铁风机内部流场进行了全面的三维粘性流场计算和分析，计算区域包括整流罩、动叶和支撑电机的导叶，采用三维定常流场计算，并与试验结果进行了对比，结果符合良好。

　　随着计算技术的进步，对可逆轴流通风机动叶的设计方法也在不断的进步。2005年文献[18]采用现代优化设计技术优化设计了一台地铁风机的动叶叶片。该文首先 提出了一种构造对称S型叶片的方法，就是利用NACA4系列翼型，把后半部分去掉，将前半部分叶型旋转180°后当做后半部分，就得到S型基本翼型，在此基础上做出一条S母线，结合基本翼型得到S型翼型，然后以叶片各个截面的S型翼型的最大拱度、S型母线、叶片扭角和叶根安装角作为自变量，通过正交试验，经过75次数值试验，优选出效率最高的叶片，最终获得叶片的流动效率达87.67%的优化结果。但是，该文 献 没有考虑支撑电机的导叶对风机性能和流场的影响。

　　2006年文献[19]对某可逆地铁风机流场进行计算时发现，由于支撑电机的导叶存在，导致可逆风机正反转性能不一致。为此该文专门设计了具有一定安装角度的导叶，使得风机正转时，相当于前导叶加动叶的风机模式；而风机反转时，相当于动叶加后导叶模式。其具体的设计方法是：首先以等环量规律设计出初始叶片；然后以叶片安装角、叶片数、叶型为自变量，以风机的效率为优化目标函数，进行转子的优化设计；再根据转子的流场计算结果，进行静子的优化设计；最后将转子和静子进行合理匹配，直到达到设计要求为止。

　　以上文章是笔者查阅到的国内全部公开发表的有关可逆轴流通风机的设计优化和流场计算的典型文献，国外文献一篇都未查到。其它由同一作者写出的类似文献不再一一列举。

4 　新型地铁风机及其进一步发展方向

　　笔者在为多家企业开发可逆地铁风机的过程中，发现了与文献[19]同样的问题，即虽然使用了由完全反向对称翼型成型的动叶和支撑电机的导叶，但由于动叶加导叶的方式使得地铁风机的流道结构不对称，导致了可逆风机正反风性能不一致，而且在试验测量中发现，采用正转方向为动叶加支撑导叶模式的风机效率高。为了仔细查明原因，笔者首先对试验测量的风机进行了数值计算，计算的正反风结果与测量结果一致，这证明电机支撑导叶的存在对提高风机效率是有益的，为了进一步提高反风效率，同时也使得风机正反风性能更加一致，笔者提出在完全可逆风机的动叶两边设置两列平行于轴向的导叶的发明专利[20] ，在某企业地铁风机样机测试中，已证实了该专利的有效性。

　　为了深入探索该发明提高地铁风机效率的机理，笔者专门设计了一台高压大流量地铁风机并对其进行了详细的数值研究，发现在保证计算区域和动叶转子等各种可比参数完全一致的前提下，动叶两端加平直对称导叶的风机计算全压效率比单叶轮风机提高近10%，全压也相应明显提高了。流场分析表明，安装导叶后效率和全压提高的主要机理是导叶的设置大大降低风机出口气流在扩散筒内的流动距离，从而减小了流动损失，同时导叶还可以回收一些动叶出口气流的旋绕动能。

　　但是，数值计算结果也显示，下游导叶出现了流动分离，这是为了不干扰进口气流，上游导叶需要采用平行于来流的直板或翼型导叶，这就导致同样形状的下游导叶总是处于大冲角下，流动从后导叶进口就发生分离，因此动叶出口气流周向旋绕动能的回收效率非常低。由于地铁风机动叶出口气流的旋绕动能可以占到设计压力的15%～22%，因此通过抑制导叶分离，进一步回收旋绕动能，将明显提高这种新型地铁轴流通风机效率。

　　一般抑制翼型表面边界层流动分离方法是吹除或抽吸边界层，可通过外加能量或依靠自身的压差实现。依靠自身的压差这种自适应方法控制边界层分离，可实现设备的可靠性和结构的简便，笔者曾对离心通风机叶轮采用自适应边界层控制方法，并获得了设计流量和小流量下提高整机效率2%的好效果[21] ，在此研究工作的启发下，笔者设计了6种不同的翼型来对比研究通过形成射流来抑制头部流动分离的效果，两维数值计算显示无论是分离流动还是压力恢复系数都获得了明显改进和提高，现仍在进行数值计算对比和准备试验验证。

　　需要说明的是，本专利的下游导叶流动分离与得到广泛研究的普通翼型边界层流动分离不同。地铁风机导叶的流动分离是由于大冲角引起的，发生在头部，而普通翼型是由于气流扩压度过大而导致翼型后部分离。

　　此外，在为企业设计地铁风机的时候,屋顶排风机，发现主要结构参数不符合最佳普通轴流通风机选择规律、预计性能不好的地铁风机，计算出来的效率反而较高，这说明可逆轴流通风机和普通轴流通风机的主要结构参数的确定方面有所不同。轴流通风机的主要结构参数的选择对风机的效率起非常重要的作用，但目前国内外还没有有关可逆风机最佳结构参数选择的文献，需要进一步的研究。

5　 结论与展望

　　综上所述，随着我国地铁交通事业的发展，近年来我国对可逆地铁轴流通风机的研究也取得了明显进展，研究方法也从 20世纪90年代初的主要依靠试验的方法，过渡到现在数值模拟与试验相结合的方法，有些研究成果已在实际设计生产中得到应用。但相对普通轴流通风机的研究，对于地铁风机的研究仍然相当稀少，可在以下方面开展进一步研究。

　　（1) 目前国内外已经提出了一些设计可逆轴流 通 风机专用翼型的思路和方法，但还没有采用现代流场计算技术进行基于叶栅思想的翼型参数化建模和优化的研究，这方面工作是地铁风机三维叶片高效快速优化的基础。

　　（2）可逆风机的最优结构参数的选择问题还需要进行深入和全面的研究。

　　（3）笔者提出的新型可逆轴流通风机的导叶由于来流冲角较大，导叶从叶片头部就发生流动分离，从而使导叶回收动叶出口旋绕动能的能力大大下降，如何采用边界层控制方法，改善导叶的分离流动是进一步提高这种新型地铁风机效率的关键。





一、注塑机的成型过程
注塑成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制系统操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度的监控，注射压力和背压压力的调节等。
注塑机的工作原理：与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。
一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是：首先将粒状或粉状塑料加入机筒内，并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移，接着向注射缸通人压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持（又称保压）、冷却，使其固化成型，便可开模取出制品。
注塑成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提，而为满足成型的要求，注射必须保证有足够的压力和速度。同时，由于注射压力很高，相应地在模腔中产生很高的压力，因此必须有足够大的合模力。由此可见，注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。
二、注塑机耗电和工作原理
注塑机是一种专用的塑料成型机械，它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加以高的压力使其快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品。
1、注塑机的工作循环
冷却和保压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。锁合模：模扳快速接近定模扳（包括慢-快-慢速），且确认无异物存在下，系统转为高压，将模板锁合（保持油缸内压力）。射台前移到位：射台前进到指定位置（喷嘴与模具紧贴）。
注塑：可设定螺杆以多段速度，压力和行程，将料筒前端的溶料注入模腔。冷却和预塑：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推，螺杆在设定的背压控制下后退，当螺杆后退到预定位置，螺杆停止旋转，注射油缸按设定松退，预料结束。
2、注塑机的电能消耗
注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分：循环冷却水泵的电能消耗，其中液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的80%以上，液压系统油泵的电能消耗 ，加热器的电能消耗，所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。
三、注塑机温度上升过高有哪些危害
注塑机温升过高将导致油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率和整个系统的效率会明显降低。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧。从而会减短机器的使用寿命。
注塑机温升过高会导致部件工作质量变差：注塑机温升过高会导致部件工作质量变差，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。同时也降低的工作效率。
注塑机温升过高会加速油液氧化变质，析出沥青物质，降低液压油的使用寿命。析出物堵塞阻尼小孔和缝隙式阀口，导致压力阀卡死而不能动作、金属管路伸长而弯曲，甚至破裂等。
四、注塑机应该如何保养
不论是进口还是国产注塑机都具有以下特点：
1 .注塑机由机械、液压、电器、专用配套件等，按照注塑加工工艺技术的需要，有机地组合在一起，自动化程度高，相互之间关联紧密；注塑机可3班24h连续运转。若注塑机的某个元件发生故障，将导致停机。
2.注塑机固定资产投资大，生产规模大，消耗原料多，劳动生产率高，创产值大。是一种劳动效率较高的生产组织形式。
注塑机上虽然操作简单，工人少，但注塑机管理和维修的技术含量高，工作量也大。
所以要保证注塑机经常处于完好状态，就必须加强注塑机管理工作，严格控制注塑机的故障发生。以达到降低故障率，减少维修费用，延长使用寿命的目的。
注塑机的功能体现着它在注塑制品生产活动中存在的价值和对注塑生产的保证程度。注塑机故障，一般是指注塑机或系统在使用中丧失或降低其规定功能的事件或现象。注塑机是企业为满足注塑制品生产工艺要求而配备的。在现代化注塑机生产中，由于注塑机结构复杂，自动化程度很高，液压、电控及机械的联系非常紧密， 因而注塑机出现故障，那怕是局部的失灵，都会造成整个注塑机的停产。注塑机故障直接影响注塑产品的数量和质量。

本报讯（记者李振林）国华爱依斯新巴尔虎风电有限公司投资建设的新左旗白音查干风电一期４９．５ＭＷ工程，目前已有３３台风机相继并网发电。截至５月底发电量达１０５１万千瓦时，上网电量９２５万千瓦时，产值达５００万元，预计２０１０年发电量达７０００万千瓦时，可实现产值３７８０万元。
    该项目占地７８００３平方米，建筑面积１３４００平方米，已累计完成投资近５亿元。目前二期４９．５ＭＷ发电机组工程正在进行土地预审组件上报、接入系统、可研审查、环境评价等相关工作，今年力争核准开工建设。

来源：呼伦贝尔日报

11月3日，浙江正泰太阳能科技有限公司200兆瓦微晶薄膜电池生产项目、中国航天万源国际(集团)有限公司兆瓦级风机总装项目、北京京城机电控股有限责任公司2000套兆瓦级风力发电机生产项目同时落户甘肃酒泉国家风电装备高新技术产业化基地，标志着酒泉千万千瓦级风电基地建设步入了一个新的发展期。

　　正泰太阳能科技有限公司在酒泉新建的200兆瓦微晶薄膜电池生产项目总投资近30亿元，项目建成投产后，将形成200万千瓦(MW级)薄膜电池及组件生产能力，可实现年销售收入近20亿元。中国航天万源国际(集团)有限公司酒泉兆瓦级风机总装项目总投资3亿元，项目一期具备年产2MW和3MW永磁直驱风电机组600台的生产能力，达产后年产值50亿，项目计划于2010年11月奠基并开工建设，于2011年4月底投产。北京京城新能源有限公司在酒泉投产的2000台兆瓦级风力发电机生产项目，总投资5.5亿元，项目建成投产后，将形成2000台1.5～3MW风力发电机生产制造和试验能力，年实现销售收入8亿元。

　　据悉，酒泉新能源装备制造产业园是酒泉千万千瓦级风电基地建设的大后方。截至目前，已有30多家风电装备制造领军企业签订入园协议，总投资达80多亿元。甘肃金风风机总装、华锐科技风机总装、中材科技风机叶片制造、中复连众风机叶片制造、酒钢天成法兰轮毂制造等5个项目率先建成投产，风电装备制造业销售收入达到259.84亿元。




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