安家?guī)X一號井工礦主通風機性能測試與分析①

郭江峰

(中煤平朔煤業(yè)有限責任公司通風救護部,山西朔州 036006)

安家?guī)X一號井工礦主通風機性能測試與分析①

郭江峰②

(中煤平朔煤業(yè)有限責任公司通風救護部,山西朔州 036006)

針對安家?guī)X一號井工礦通風系統(tǒng)存在的問題,介紹了礦井主要通風機的測試過程及相關(guān)方法,并且進行相關(guān)參數(shù)的計算和繪制風機性能曲線圖,利用最小二乘法擬合了二階主扇性能曲線,得出井工礦主要通風機的運行變化規(guī)律,為保證其安全高效行和風量調(diào)節(jié)提供可靠的理論依據(jù)。

主扇性能曲線;性能鑒定;最優(yōu)多項式;擬合

1 通風機主要參數(shù)

安家?guī)X一號井工礦通風方式為中央并列式通風,通風方法為抽出式。在中央回風立井機房安裝兩臺BD-II-8-No26型主要通風機。經(jīng)過幾年的運行,主要通風機服務面積與阻力發(fā)生了較大的變化,擬重新測出風機特定葉片安裝角下,風機的風壓、功率和效率與風量之間變化關(guān)系特性曲線;為通風系統(tǒng)的優(yōu)化提供基礎(chǔ)的風機性能數(shù)據(jù),分析不同阻力時通風機的運行工況。

2 測試內(nèi)容與方法

由于1#、2#風機共用一個風硐并且有一個閘門,為了測定快捷方便,決定按如下順序測定(見圖1)：測定1#風機1°角度時,將2#風機閘門2關(guān)閉;接下來測定1#風機1°,將1#風機閘門2關(guān)閉,并且將1#風機角度調(diào)到0°,如此反復,直至測定完畢。

圖1 通風機性能測定測定順序示意圖

2.1 調(diào)阻方法

根據(jù)實際情況,采用地面短路法調(diào)風。具體是井下打密閉,井口鋪設(shè)木板來進行風量調(diào)節(jié)。將風井各通道封閉,隔斷風流,風流井井口短路直接進入風機,在井口A-A斷面鋪設(shè)金屬橫梁用于支撐木板。應在最大風量時啟動風機,防止因啟動電流過高而燒毀電機,然后按要求逐漸添加木板進行調(diào)阻。風機性能測定調(diào)阻及儀器布置見圖2。

圖2 風機性能測定調(diào)阻及儀器布置圖

2.2 測風方法

把測風、測靜壓位置設(shè)在風硐風流平直穩(wěn)定段內(nèi),風速測量較為準確。主要測風方法為9頭風速儀直接測風。在風硐斷面安裝一個角鐵架,并在上面安設(shè)9個風速杯式風速傳感器和一個皮托管。風速儀和皮托管的具體安裝情況如圖2中的B—B剖面圖。

2.3 靜壓測定

測定風機靜壓和速壓的皮托管布置在C-C斷面。采用精密氣壓計和水柱計讀取風機在該斷面的靜壓差和速壓差(與同標高的大氣壓差)。

2.4 機電參數(shù)以及大氣物理參數(shù)的測定

機電參數(shù)的測定由礦方負責,測定電機的電流、電壓和功率因數(shù),同時測定風機的噪聲。由于采用短路法,所以地面大氣物理參數(shù)就是通過風機的大氣物理參數(shù)。在回風井入口處測量每個調(diào)節(jié)點的大氣參數(shù),用精密氣壓計測量大氣壓力,用干濕溫度計測量空氣的溫度和濕度。

2.5 測試儀器設(shè)備

1)儀器設(shè)備：多頭風速儀1臺(傳感器、連線、主機、打印紙);U型壓差計2臺;風機入口處測壓用5根測壓管,2根40m長的膠管;干濕球溫度計1臺,精密氣壓計1臺;聲級計1臺;電流表、電壓表、功率因數(shù)表,轉(zhuǎn)速表。

2)材料：風井口調(diào)風用木板若干;風硐內(nèi)安裝多頭風速儀用的角鐵架,40mm×40mm;礦燈、工作服,鐵絲,鉗子、扳手、錘子等工具。多頭風速儀用電源;

3 數(shù)據(jù)處理和模擬

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算

為了得出額定轉(zhuǎn)速和標準空氣密度下的特性曲線,需要按下式計算轉(zhuǎn)速和空氣密度校正系數(shù)進行換算。

3.2 數(shù)據(jù)處理及最小二乘法模擬

圖3 1#通風機1°與0°雙級運行特性曲線

圖4 2#通風機1°與0°雙級運行特性曲線

4 礦井主通風機性能分析

首先說明現(xiàn)場測試的風機性能數(shù)據(jù)與曲線不能直接使用,需要根據(jù)風井密度轉(zhuǎn)換后再使用。因為現(xiàn)場風機性能測定采用的是地面回風井短路法,通過風機風流的密度地面的空氣密度,但回風井內(nèi)的空氣密度和地面的空氣密度相差很大,所以現(xiàn)場測試后,必須根據(jù)地面的空氣密度把風機性能曲線轉(zhuǎn)化標準狀態(tài)下風機性能曲線,然而我們在使用風機性能曲線時,必須根據(jù)回風井(或風硐)內(nèi)的空氣密度,轉(zhuǎn)換為當前密度下風機性能曲線才能使用。

4.1 一號通風機性能分析

經(jīng)實測礦井風硐的空氣密度為1.04kg/m3,該密度下1號風機1°雙級運行下的性能數(shù)據(jù),根據(jù)1.04kg/m3密度下的數(shù)據(jù),二次曲線模擬,得出在該密度下的三條曲線方程：

曲線的有效范圍為：風量184.1～214.43m3/ s,如果超出該范圍,只能依據(jù)性能曲線粗略計算。

4.2 二號通風機性能分析

在1.04kg/m3密度下2號風機1°雙級運行下的性能數(shù)據(jù).根據(jù)1.04kg/m3密度下的數(shù)據(jù),二次曲線模擬,得出在該密度下的三條曲線方程：

曲線的有效范圍為：風量189.99～225.61m3/s,如果超出該范圍,只能依據(jù)性能曲線方程粗略計算。目前2號風機正在運行,風量約為184m3/s,負壓為1560Pa。

4.3 礦井實際風量匹配分析

在當前主通風機下運行結(jié)果：礦井通風總阻力增為1595Pa,礦井總風量下降為178.9m3/s (10734m3/min),可以繪制阻力特性曲線如圖5,對比上面的風機特性曲線能夠看出,對于礦井最大阻力路線通風系統(tǒng),礦井總風量不足,主通風機不能滿足礦井的需風量的要求,必須進行通風系統(tǒng)改造。

圖5 礦井阻力特性曲線

5 結(jié) 論

測得了通風機裝置的實際性能參數(shù)和實際特性曲線,主通風機經(jīng)過長時間的運轉(zhuǎn),由于軸承和葉片受到磨損和銹蝕,性能有所下降,不僅發(fā)現(xiàn)了風機的磨損情況,也發(fā)現(xiàn)井下通風管網(wǎng)風阻的匹配情況,經(jīng)常性調(diào)整通風系統(tǒng)必須使工況點在合理高效區(qū)域運行。

[1] 張小輝.通風機性能參數(shù)的估算[J].風機技術(shù),2009,(3)

[2] 李永梅,陳燎原.通風機性能自動測試系統(tǒng)[J].煤礦機械,2009,(2)

[3] 高國全.礦井主要通風機性能測定的幾個問題[J].煤炭技術(shù),2009,(4)

[4] 朱榮花,于勵鵬.礦井通風機與通風系統(tǒng)的經(jīng)濟運行分析[J].煤礦安全,2009,(8)

[5] 朱鍇,潘得祥,韓曉靠.錢家營礦主要通風機性能測定實踐研究[J].中國安全科學學報, 2004,(3)

[9] 程根銀,朱鍇,祁明峰,張景鋼,馬玉姣.百善煤礦通風系統(tǒng)阻力測定及分析[J].中國安全科學學報,2009,(2)

Performance Testing and Analysis ofMa in Fan at the UndergroundM inc of Anjialing

GUO Jiangfeng

(Ventilation Rescue Section,China Coal Pingshuo Coal Co.,Shuozhou Shanxi 036006)

On the existing problems in the ventilation system of the No.1 underground mine in Anjialing,the author introduced the testing process and associated methods of the main fans.The author also calculated the relevant parameters and drew the fan perfor mance curve,used the least square method to fit the second main fan performance curve and finally found the regulation of the running variation of the main fan in the underground mine,which provides the reliable theoretical basis for its safe and efficient running and the air volume.

main fans characteristic curve;performance appraisal;optimum polynomial;fitting;

TD724

A

1672-7169(2011)02-0059-04

2011-03-02

郭江峰(1984-),男,山西呂梁人,大學畢業(yè),中煤平朔煤業(yè)有限責任公司通風救護部通風救護部通風瓦斯主管。