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1、第六节 通风机的联合运转在煤矿生产和建设时期，通风系统的阻力是经常变化的。当管网的阻力变大到使一台 风机不能保证按需供风时，就有必要利用二台或二台以上风机进行联合工作，以达到增 加风量的目的。两台或两台以上风机同在一个管网上工作叫通风机联合工作。两台风机 联合工作与一台风机单独工作有所不同。如果不能掌握风机联合工作的特点和技术，将 会事与愿违，后果不良，甚至可能损坏风机。因此，分析通风机联合运转的特点、效果、 稳定性和合理性是十分必要的。风机联合工作可分为串联和并联两大类。下面就两种联合工作的特点进行分析。一、风机串联工作一台风机的进风口直接或通过一段巷道（或管道）联结到另一台风机的出风口上同
2、时 运转，称为风机串联工作。风机串联工作的特点是，通过管网的总风量等于每台风机的风量（没有漏风）。两 台风机的工作风压之和等于所克服管网的阻力。即h=Hs1+Hs2Q=Q1=Q2式中h为管网的总阻力，HS1、Hs2分别为1、2两台风机的工作静压；Q为管网的总风S1 S2量，Q、Q2分别为1、2两台风机的风量。1、风压特性曲线不同风机串联工作分析串联风机的等效特性曲线。如图4-6-1所示，两台不同型号风机F1和F2的特性曲线 分别为I、11。两台风机串联的等效合成曲 线I +11按风量相等风压相加原理求得。即 在两台风机的风量范围内，作若干条风量坐 标的垂线（等风量线），在等风量线上将两 台风机
3、的的风压相加，得该风量下串联等效 风机的风压（点），将各等效风机的风压点 联起来，即可得到风机串联工作时等效合成 特性曲线I +11。图 461风机的实际工点。在风阻为R的管网上风机串联工作时，各风机的实际工况点按下 述方法求得：在等效风机特性曲线I + 11上作管网风阻特性曲线R,两者交点为M。，过 M0作横坐标垂线，分别与曲线I和II相交于M和Mn，此两点即是两风机的实际工况 点。为了衡量串联工作的效果，可用等效风机产生的风量Q与能力较大风机的F2单独工 作产生风量0口之差表示。由图4-6-1可见，当工况点位于合成特性曲线与能力较风机 F2性能曲线II交点A （通常称为临界工况点）的左上方
4、（如M0）时，AQ=Q-QII0, 则表示串联有效；当工况点M与A点重合（即管网风阻R通过A点）时， Q=Q -Q=0,则串联无增风;当工况点M”位于A点右下方（即管网风阻为R”）时，氐Q=Q -Q0,则串联不但不能增风，反而有害，即小风机成为大风机的阻力。这种情况下串 联显然是不合理的。通过A点的风阻为临界风阻，其值大小取决于两风机的特性曲线。欲将两台风压曲 线不同的风机串联工作时，事先应将两风机所决定的临界风阻R与管网风阻R进行比 较，当R 0,即工况点M位于合成 特性曲线与大风机曲线的交点A右侧时，则并联有效；当管网风阻R（称为临界风阻）通过A点时， Q =0,则并联增风无效；当管网风阻
5、R”R时，工况点M”位 于A点左侧时，A Q 0, 且R越小， Q越大。应该指出，两台特性相 同风机并联作业，同样存 在不稳定运转情况。图 466（二）对角并联工况分析如图4-6-4b所示的对角并联通风系统中，两台不同型号风机F1和F2的特性曲线分别 为I、II,各自单独工作的管网分别为OA （风阻为比）和OB （风阻为R2），公共风 路0C （风阻为R0），如图4-6-7。为了分析对角并联系统的工况点，先将两台风机移 至0点。方法是，按等风量条件下把风机F1的风压与风路0A的的阻力相减的原则， 求风机F1为风路0A服务后的剩余特性曲线I,即作若干条等风量线，在等风量线上 将风机F1的风压减去
6、风路0A的的阻力，得风机F1服务风路0A后的剩余风压点，将 各剩余风压点连起来即得剩余特性曲线I。按相同方法，在等风量条件下，把风机 F2的风压与风路0B的阻力相减得到风机F2为风路0B服务后的剩余特性曲线II。这 样就变成了等效风机Fj和F2集中并联于0点，为公共风路0C服务（如图4-6-7b）。按风压相等风量相加原理求得等效风机F和F2集中并联的特性曲线III,它与风路OC的风阻R0曲线交点M0,由此可得0C风路的风量Q0。E2nMlR1F2M2Hn+F2;QI过叫作Q轴平行线与特性曲线I和II分别相交于和Mn点。再过 和Mn点作Q轴垂线与曲线I和II相交于”和Mn，此即在两台风机的实际工
7、况点, 其风量分别为Q1和Q2。显然Q0=Q1+Q2o图 4 6 7由图可见，每台风机的实际工况点M和Mn，既取决于各自风路的风阻，又取决于 公共风路的风阻。当各分支风路的风阻一定时,公共段风阻增大,两台风机的工况点上 移；当公共段风阻一定时，某一分支的风阻增大，则该系统的工况点上移，另一系统风 机的工况点下移；反之亦然。这说明两台风机的工况点是相互影响的。因此，采用轴流 式通风机作并联通风的矿井，要注意防止因一个系统的风阻减小引起另一系统的风机压 增加，进入不稳定区工作。三、并联与串联工作的比较图4-6-8的中两台型号相同离心式通风机的风压特性曲线为I,两者串联和并联工作 的特性曲线分别为I
8、I和III, N-Q为其功率特性曲线，比、R2和R3为大小不同的三条管网风阻特性曲线。当风阻为R2时，正好通过两曲线的交点B。若并联则风机的 实际工况点为M,而串联则实际工况点为M2。显然在这种情况下，串联和并联工作增 风效果相同。但从消耗能量(功率)的角度来看，并联的功率为Np,而串联的功率为NS，显然N2N故采用并联是合S21理的。当风机的工作风阻为比， 并联运行时工况点 A 的风量比串 联运行工况点 F 时大，而每台风机 实际功率反而小，故采用并联较合 理。当风机的工作风阻为R3,并 联运行时工况点E，串联运行工况 点为C,则串联比并联增风效果 好。对于轴流式通风机则可根据其 压力和功率特性曲线进行作类似 分析。NsNEHR3nR2E.1EBAinF0N-Q图 4 6 8应该指出的是，选择联合运行方案时，不仅要考虑管网风阻对工况点影响，还要考虑 运转效率和轴功率大小。在保证增风或按需供风后应选择能耗较小的方案。综上所述，可得如下结论：(1) 并联适用于管网风阻较小，但因风机能力小导致风量不足的情况；(2) 风压相同的风机并联运行较好；(3) 轴流式通风机并联作业时，若风阻过大则可能出现不稳定运行。所以，使用轴流式通风机并联工作时，除要考虑并联效果外，还要进行稳定性分析。
