具體風機改造方案如下。

（1）對引風機和脫硫增壓風機的風量、風壓和系統(tǒng)阻力進行了試驗。測量了兩臺引風機在機組滿負荷運行時的實際運行數(shù)據(jù)。（2）根據(jù)試驗后實測數(shù)據(jù)，最終確定引風機改造方案。在原風機電機不變的情況下，風機葉輪直徑由2557 mm增加到2624 mm，葉片類型發(fā)生變化。隨著風機葉輪直徑的增大，殼體、葉輪、輪轂和集熱器都被更換。非單調(diào)壓力特性曲線表明，離心風機阻力變化較大時，風機風量變化較大，風機穩(wěn)定工作面積較小。同時，為了提高風機出口擋板的密封性，對風機出口擋板、進口擋板和執(zhí)行機構(gòu)進行更換，以提高風機的效率。

（3）引風機軸承冷卻方式由工業(yè)水冷卻改為帶風機軸承冷卻，降低了用水量。

風機的性能保證：

（1）風量（Tb點工況，145c）：134m3/s；

（2）全壓升（Tb點工況，145c）：7040pa；

（3）風機全壓升效率（BMCR）：86%，風機輸入軸承。這兩部分的溫度監(jiān)測大多采用遙控設備完成溫度數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)測。當然，風機溫度傳感器也是常用的設備，可以完成機組保護和溫度監(jiān)測。當溫度超過要求時，繼電器將發(fā)出警告。如果此時溫度變化明顯，繼電器內(nèi)部的液體裝置也會發(fā)生劇烈變化，導致指針旋轉(zhuǎn)?；陲L機的歷史運行數(shù)據(jù)，提出了一種基于模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的離心風機建模方法。如果指針指示的值達到負載極限，將發(fā)出警報。

煤礦生產(chǎn)中， 掘進工作面是主要的產(chǎn)塵環(huán)節(jié)。粉塵不僅嚴重危及采掘工作面人員的身體健康，而且容易造成重大事故隱患。采用除塵風機對掘進工作面進行降塵是主要降塵方式之一。但是，由于工作面粉塵極易隨風四處擴散，如何將粉塵定向?qū)腚x心風機，提高除塵效率，是亟待解決的問題。其中集流器是引導粉塵氣體進入風機的重要結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式對風機性能有很大的影響。有關研究表明圓弧形集流器對提高風機性能效果好。近年來，隨著人工智能算法的發(fā)展，數(shù)據(jù)驅(qū)動建模方法逐漸應用于風機性能預測。山東冠熙環(huán)保設備有限公司對集流器進行改進，在風機集流器內(nèi)部的側(cè)壁上固定若干條肋組成的“米”字支撐架。

本文將對加米字支撐架的集流器和普通圓弧形集流器進行整機數(shù)值模擬，重點分析這2 種結(jié)構(gòu)形式對掘進工作面的粉塵的導流效果，并對比其對風機性能的影響，為掘進工作面降塵效率的提高提供理論依據(jù)。

風機流體的數(shù)學模型

粉塵流體在風機中流動的物理條件較為復雜，影響因素較多，因此在離心風機的數(shù)值計算中，假設流體為連續(xù)等溫不可壓縮的牛頓流體穩(wěn)態(tài)運動而且各組分之間沒有化學反應。其在風機中的流動要遵循質(zhì)量守恒定律、動量定理和能量守恒定律3 個基本物理守恒定律的支配。根據(jù)數(shù)值計算結(jié)果，得出以下結(jié)論：（1）通過比較設計風機樣機和斜槽離心風機樣機的數(shù)值計算結(jié)果，可以看出在設計流量條件下重新設計的離心機，風機的總壓值高于E設計目標，效率68%，效率比樣機高19。

將建立好的風機三維模型導入ICEM 軟件進行混合網(wǎng)格的劃分。其中進出口和葉輪區(qū)域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，而蝸殼部分由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，尤其是電動機周圍結(jié)構(gòu)并非規(guī)則模型，故采用適應性較強的非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格，具體網(wǎng)格如圖3 所示。綜合考慮動靜耦合區(qū)域?qū)?shù)值模擬預測結(jié)果的影響，在進行網(wǎng)格劃分時，對邊界層進行加密處理，其較低網(wǎng)格質(zhì)量雅克比[14]在0.3 以上。為了保證數(shù)值計算結(jié)果的準確性，避免網(wǎng)格誤差對其模擬結(jié)果造成影響，對風機進行網(wǎng)格無關性驗證，如表1 所示。綜合考慮計算精度和計算效率可知，當網(wǎng)格數(shù)為25 萬左右時預測結(jié)果較為合理，最終確定整個計算域的網(wǎng)格數(shù)為2513558。結(jié)果表明，數(shù)值計算方法可以定性地計算出風機的噪聲值，但由于計算值與實驗值之間存在較大誤差，無法替代噪聲的實驗研究。k-ε 模型作為最為普遍有效的湍流模型，能夠計算大量的各種回流和薄剪切層流動，被廣泛應用于各類風機的數(shù)值求解計算中。

由于有梯度擴散項，模型k-ε 方程為橢圓形方程，故其特性同其他橢圓形方程，需要邊界條件：風機出口或?qū)ΨQ軸處k / n0和/ n0。但上述邊界條件只針對高雷諾數(shù)而言，在固體壁面附近，流體粘性應力將取代湍流雷諾應力，并在臨近固體壁面的粘性底層占主要作用。而多翼離心風機由于結(jié)構(gòu)尺寸小、相對馬赫數(shù)低，氣體黏性力在流體流動過程中起重要作用，因此，在實際運用過程中，標準k-ε 模型由于未充分考慮粘性力的影響，導致計算模型出現(xiàn)偏差。運用Visual C++將上述修正函數(shù)編寫為UDF代碼，并導入Fluent 內(nèi)置Calculation module。為符合實際運行狀態(tài)，風機進出口邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。在三種不同網(wǎng)格密度下設置相同的邊界條件，經(jīng)過計算，得到了風機樣機在設計條件下的全壓、全扭矩和效率。最后以CFD 計算的定常結(jié)果作為初始條件，進行非定常數(shù)值計算。