【正文】 析，基于全三維粘性流動數(shù)值研究與分析的葉片優(yōu)化設計、通流部分設計、葉片調(diào)節(jié)和電機變頻調(diào)速技術為一體的風機及系統(tǒng)優(yōu)化設計技術極大地提高了風級的運行效率和節(jié)能技術水平。使我國礦用通風機節(jié)能技術水平達到國際先進水平，風機效率達到85%以上，系統(tǒng)運行效率達到85%以上，噪音85dB以下，通風量提高10~20%，實現(xiàn)節(jié)能30%以上，具體實現(xiàn)方法如下：（1）全三維粘性計算流體力學的設計理念利用全三維粘性計算流體力學技術深入開展老式一級、二級礦用軸流主通風機（BY、70B2系列）、老式礦用離心主通風機（G47472系列）、80年代以后研制的礦用軸流主通風機和對旋軸流通風機（2K、BD(K)、GAF系列）各系列礦用主通風機流場結構、流動損失機理、流動控制方法及變工況特性的研究，在此技術上開展葉片優(yōu)化設計、葉輪有優(yōu)化設計和通流部分優(yōu)化設計和實驗驗證；通過全三維粘性計算流體力學技術揭示和預測采用葉片調(diào)節(jié)技術、電機變頻調(diào)速技術后風機本體、系統(tǒng)及運行特性；通過以上研究，掌握礦用主通風機節(jié)能關鍵技術，并為礦用風機集成技術研究與自動運行控制系統(tǒng)的研制提供基礎。隨著電力電子技術、微電子技術和控制技術的發(fā)展，高壓變頻調(diào)速技術已經(jīng)成熟，價格也在用戶接受范圍內(nèi)。(3)提高功率因數(shù)。至少有15%以上的節(jié)能空間，節(jié)能前景巨大。具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。從噪聲源和消聲器兩方面入手，對主通風機進行降噪研究。（5）提高核心部件可靠性煤礦主通風機是大型固定設備，它的安全性直接影響礦井的生產(chǎn)。國外更提倡產(chǎn)品的多樣化并注意有針對性地推廣應用。從降低噪聲方面考慮，開發(fā)離心葉輪和軸向?qū)Я鞯耐残蜋C殼的局部通風機，亦是新的研究方向。另一方面，由于技術研究投入少和自主創(chuàng)新能力差，我國礦用風機總體設計及節(jié)能技術水平遠遠落后于西方發(fā)達國家，大量陳舊產(chǎn)品仍在運行中。因此開展礦用風機節(jié)能技術研究在節(jié)能、安全、環(huán)保三方面具有重要意義。4. 利用全三維粘性計算流體力學技術深入開展中央式、對角式、分區(qū)式、區(qū)域式和混合式等5類典型的礦井通風網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)部全三維流場結構、流動損失機理、流動控制方法及變工況特性的研究；研究10種典型的由外擴散器、導風葉片、消聲板、內(nèi)部擴散器、主通風機、風門、風硐及其他復雜形狀管道組成的主通風機裝置系統(tǒng)內(nèi)部全三維流場結構、流動損失機理、流動控制方法及變工況特性的研究；在滿足通風網(wǎng)絡系統(tǒng)各節(jié)點通風流量、壓力要求的基礎上，提出減少管網(wǎng)阻力的多種節(jié)能技術改進措施，進行通風網(wǎng)絡優(yōu)化設計；通過以上研究，掌握礦井通風網(wǎng)絡系統(tǒng)節(jié)能關鍵技術，并為礦用風機集成技術研究與自動運行控制系統(tǒng)的研制提供基礎。2. 通過對5種類型的煤礦通風網(wǎng)絡系統(tǒng)的全三維粘性流動數(shù)值分析與動態(tài)特性分析，提出安全高效煤礦通風網(wǎng)絡系統(tǒng)設計技術準則，大幅度減少通風網(wǎng)絡系統(tǒng)的阻力損失，并為風機選型、風機與系統(tǒng)管網(wǎng)匹配設計提供依據(jù)。隨著國家政策及各個煤礦的整合，大型煤礦不斷增多，需要通風能力越來越大，大型風機容量繼續(xù)增大，因此，大機號的風機在未來幾年在市場中將會受到歡迎。三元流動葉輪在離心通風機中,也將得到越來越多的運用。提高轉(zhuǎn)速也是風機小型化的重要途徑之一。對不同種類的風機，采用不同的降噪方式，對于低頻噪聲風機主要通過改進風機結構設計，降低本體噪聲。計算機技術的發(fā)展，帶動了工業(yè)自動控制水平的不斷提高。3. 開展葉片優(yōu)化、葉輪優(yōu)化、通流部分優(yōu)化、葉片調(diào)節(jié)、通風網(wǎng)絡優(yōu)化、電機變頻調(diào)速、電機風機系統(tǒng)匹配等節(jié)能技術集成研究。從節(jié)能方面考慮，據(jù)多方調(diào)查，我國現(xiàn)有通風機平均運行效率低于60％，原因是多方面的，如通風機本身效率低、風機性能曲線與礦井通風網(wǎng)絡特征不匹配、通風機服務年限超期帶病運行等。重慶煤科研究院先后承擔完成了國家重大科技攻關、行業(yè)重點及省市科研720余個項目，其中210余項獲國家發(fā)明獎和國家、部省市科技進步獎，30余項獲國家專利，初步形成瓦斯治理及突出防治、瓦斯抽放及利用、氣體粉塵爆炸防治、火災防治、塵害治理、礦井通風、安全防護、安全評價、資源開發(fā)與利用等配套的技術和裝備。同時開展了對旋軸流式主通風機的研究，開發(fā)研制出葉輪直徑從φ1000mm到φ2800mm，裝機容量從2450kW數(shù)十種產(chǎn)品，其中煤礦地面用防爆抽出式軸流通風機1996年獲得四川省科技進步三等獎，無駝峰軸流風機2001年獲得江蘇省科技進步三等獎，均被列為第一批煤礦安全儀器裝備定點生產(chǎn)單位和產(chǎn)品目錄。 （中央式、對角式、分區(qū)式、區(qū)域式和混合式通風系統(tǒng)）和10種典型主通風機裝置系統(tǒng)的礦井通風網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)部流動損失機理與優(yōu)化設計研究，進行風機通風網(wǎng)絡系統(tǒng)節(jié)能技術研究。，提出安全高效煤礦通風網(wǎng)絡系統(tǒng)設計技術準則，大幅度減少通風網(wǎng)絡系統(tǒng)的阻力損失，并為風機選型、風機與系統(tǒng)管網(wǎng)匹配設計提供依據(jù)。通過本課題礦用風機節(jié)能技術的研究可使我國礦用風機節(jié)能技術達到國際先進水平，實現(xiàn)節(jié)能30%以上；該礦用風機節(jié)能技術如在全國礦用通風機中得到應用可節(jié)約750多萬千瓦的電力，接近長江三峽的電力（以1840萬千瓦計）的一半；由于礦用風機每天24小時運行，預計年節(jié)約電力650億度。井下安全節(jié)能局部通風系統(tǒng)及相關設備的研究，包括井下移動式空氣壓縮機的研究，氣動馬達局部通風機及乳化液馬達局部通風機的研究。以滿足長距離通風時，風筒能承受高壓力，出口風量也較大的要求。風機運行時可就地實時顯示風量、風壓、電機功率、電壓、電流等參數(shù)。通風機線速度提高30%，提高風量，噪聲降低5～10dB（A），重量降低8～10％，整機批量化生產(chǎn)成本降低4～8%，通風機最高運行效率提高5～10%。國內(nèi)絕大多廠家設計方法落后、葉片加工工藝和焊接工藝仍相當粗糙，導致葉片安裝角度誤差、加工型線不能保證 ，從而使葉輪效率下降，整機重量和噪聲也無法降低。智能局部通風機結構緊湊，控制裝置與風機做成一體，安裝方便，占地面積小。研發(fā)適合煤礦井下工況的移動式防爆壓風機，使之可直接用于煤礦井下有煤塵或瓦斯突出的場所，為工作面提供高效率、低能耗、低噪音、長壽命、維護費用低的移動式壓縮氣源；研發(fā)高效可靠的礦用氣動/乳化液馬達，可取代目前依靠電動機驅(qū)動進行瓦斯抽排的通風機，提高局部通風系統(tǒng)的安全性和適應性。礦用通風機一體化結構以及新材料、新工藝應用技術的研究，包括礦用塑料葉輪、銅葉輪以及注塑工藝、全三維數(shù)控加工工藝的研究等，以提高礦用局部通風機的使用壽命和運行效能?？梢?，開展礦用風機節(jié)能技術研究具有廣闊的市場前景和重要的經(jīng)濟效益與社會效益。，進行具有智能運行控制系統(tǒng)的礦用風機節(jié)能技術集成技術系統(tǒng)示范，該系統(tǒng)運行效率達到85%以上，噪音降為85dB以下，通風量提高10~20%。，建立礦用風機智能安全運行節(jié)能控制模塊。風機氣動性能設計理論還停留在準三維無粘流動基礎上，希望通過本課題研究，趕上并超過當今世界先進水平。其中FD1№30kW型低噪聲對旋式局部通風機于1996年獲煤炭工業(yè)部科技進步二等獎，產(chǎn)品暢銷至今。國家煤礦防塵通風安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心掛靠在本單位，建有完善的風機氣動性能試驗裝置，擔負著煤炭行業(yè)風機產(chǎn)品安全標志檢測任務。四、保障措施和條件1. 外部條件隨著煤炭市場的復蘇，煤炭行業(yè)的經(jīng)濟狀況逐步好轉(zhuǎn)，但安全狀況不容樂觀，特別是通風安全方面，事故層出不斷。（二）煤礦通風機節(jié)能技術主要任務1. 開展7個系列礦用主通風機和5個系列局部通風機流動損失機理及控制技術的研究。5. 智能化計算機集成制造系統(tǒng)在風機中得以廣泛應用。風機大型化和高速化使噪聲問題更加突出。在所有調(diào)節(jié)方法中,以離心式通風機變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),軸流式通風機的動、靜葉片角度調(diào)節(jié)及鼓風機、壓縮機的進口導葉調(diào)節(jié)為最佳方式。在透平壓縮機方面,隨著計算機的迅速發(fā)展及三元氣流解析的應用,三元流動葉輪理論研究,已從準三元流動葉輪發(fā)展到全三元流動葉輪。4. 研制成功礦用風機智能運行控制模塊，進行具有智能運行控制系統(tǒng)的礦用風機節(jié)能技術集成技術系統(tǒng)示范，該系統(tǒng)運行效率達到85%以上，噪音降為85dB以下，通風量提高10～20%。6. 為實現(xiàn)礦用風機及系統(tǒng)在各種工況下均自動運行在最高效率區(qū)，需實時調(diào)整葉片安裝角、電機變頻調(diào)速、導風葉片角度等，以全三維計算流體力學的計算與分析為指導研制運行控制調(diào)整與專家分析系統(tǒng)，建立礦用風機智能安全運行節(jié)能控制模塊；在煤炭科學研究總院重慶研究院進行關鍵部件節(jié)能技術驗證；在有條件進行試驗煤礦進行具有智能安全運行控制系統(tǒng)的礦用風機節(jié)能集成技術示范。2. 利用全三維粘性計算流體力學技術深入開展老式一級、二級礦用軸流主通風