礦井主要通風機性能測定

熊少華

（山西煤炭運銷集團泰山隆安煤業有限公司，山西　忻州　036603）

引言

煤礦主通風機的性能測試主要目的是為了進行風量、風壓、輸入功率等方面的測試，從而更加精確的計算出通風機效率，為繪制出通風機的特性曲線提供依據。就抽出式礦井而言，一般來說只需要測量通風機的靜壓效率、靜壓特性、輸入功率三種曲線即可，而就壓入式通風礦井來說，則需要針對通風機的全壓特性、輸入功率以及全壓效率三種曲線進行測量，從而為優化通風機的性能測試方案提供依據。

1　編制通風機性能測試計劃的相關內容

第一，通風機性能的測試地點以及測試時間；第二，測量需要的通風機臺數及其相關的技術特點；第三，測量方案的確定：主要包含測定通風機風量、風壓的地點以及測量方法的確定，工況調節地點機器方法的確定，通風機轉數、噪聲、電氣參數、大氣物理參數等方面測試方案的確定等；第四，通風機性能測試所需的儀器儀表的運用以及精度的控制；第五，測量人員的交流、聯絡、分工等；第六，性能測試所需要的輔助設施及其相關材料的應用，比如皮托管、固定架、調節木板以及其它所需材料的管理與控制等；第七，性能測試的注意事項、安全舉措、應對方案等[1]。

2　通風機測定點布置方案的確定

2.1　通風機工況調節的位置及其方法的確定

對于工況調節來說，它的地點普遍設置在與風機交接的風洞口位置。就它的工作方法而言，是在調節地點內安置穩定的框架（使用工字鋼、木質材料等都可以），之后可以再利用寬度不相等的木板進行面積的改善（軸流式通風機進行啟動時需要實現從全開放到全封閉的目標），也能夠利用調解閥門進行相關工況的調節。

2.2　通風機靜壓的測量

對于通風機靜壓測量的位置而言，大多都設置在工況處與風機的入口間距大約二倍風洞寬的直線風洞內風流穩定區域，這樣可以盡可能保證靠近通風機。與此同時，在通風機集風器口以及擴散器入口斷面處，還要分別設置兩個測量斷面，這樣可以保證隨著工況調節的變化，同時針對兩個測量斷面的靜壓值進行測量。

2.3　通風機風速的測量

風速測量的方法包括：第一，針對在進風口前面風流較為穩定的直線段斷面進行測量時，通常采用測量平均風速的辦法進行測量。第二，如果測量斷面位于直線段，可以將其均勻劃分為9至12個小段進行測量（在每個小段大約是0.25～0.75m2的等斷面）在每個斷面的幾何中心通常需要安置專門的1支皮托管，采用相同長度、相同直徑的膠管連接到補償式微壓計上，這樣就可以獲取壓值，為最后換算平均風速提供便利。第三，如果測量斷面位于通風機進風口的前平直段中央，那么4支全壓管就需要從頂部開始按照90°進行分布，然后將其利用膠管連接補償式微壓計上，從而針對當前動壓值進行測量，這樣就能夠為計算風速平均值帶來方便。

2.4　通風機軸功率的測量

對于通風機的軸功率測量來說，電動機的輸入功率，通常選用0.5級的電壓表、電源表、功率因素表等儀器進行測量，并加以實時的計算，當然，我們也可以采用瓦特表進行功率的測量。

2.5　通風機轉速的測量

對于通風機轉速的測量來說，一般可以運用轉速表或者激光轉數測量儀表等進行直接測量，同時也可以利用閃影法進行間接測量。

2.6　大氣物理條件的測量

大氣自然條件對于通風機的性能測定來說影響巨大，同時也給其相關數據的測量帶來了很大困難，因此在進行通風機性能測定的環節中，大氣自然條件的測量必不可少，在最大程度上減少不可控因素對通風機性能測量的干擾，從而提高其測量的精確性。因此，就大氣物理條件的測量而言，它應該盡可能的設置在測量處進行測量，這樣可以確保測量數據的實時性、精確性，測量的主要數據參數則主要包含當前大氣中的大氣壓力、溫濕度、這樣可以為計算空氣密度提供方面[2]。

3　主要通風機性能測量程序設計

3.1　測量進程設計

在性能測量之前，首先需要依據設計的測量方案進行相關的組織分工和儀器儀表、工具準備，同時還要針對記錄表格、速率圖表制定等做好準備。登記通風機以及電動機的品牌和相關技術參數，并針對通風機的相關結構尺寸進行測量；在測量地點設置測壓管、膠皮管、工況調節框架等，同時準備有充分的用于工況調節的木板；相關儀表的校正工作，并針對測量人員進行事先培訓，使其了解相關儀器儀表的使用規范以及方法；在電路中進行電工儀表的安裝；進行通訊設施的安裝；針對風洞內漏情況進行堵塞等；針對通風機、電動機、閥門等各種部件進行事先評估，確保能夠使用；針對各個測試組位置進行事先劃分等。

3.2　組織分工設計

對于通風機性能測試工作來說，它是由礦總工程師企業測量組共同承擔的，涉及到礦通風、機電、醫療隊等多個部門的分工配合，同時還下設了若干個小組進行分工；工況調節小組針對工況調節工作進行負責；測風小組針對風速、大氣物理參數等數據進實時測量；測壓小祖進行靜壓與動壓數據的實時測量；電氣測量小組則需要針對電流、電壓、功率因素、功率、轉數等進行測量；速算小組需要利用事前準備好的速算圖依據測量的風壓、風量數據，及時地繪制特性曲線草圖，這樣可以為發現問題之后的及時補救提供便利；通訊聯絡小組則需要測量數據的及時傳訊；安全小組則需要佩帶好工具以及安全設備，進行現場待命，以防止不安全事故的發生。

3.3　測定工作設計

當所有的準備工作就緒以后，指揮員可以下達啟動通風機工作，一旦通風機工作穩定后（大約5～10min）就可以進行正式的測量工作。每個測量點需要至少測量2次，就每次測量的讀數時間而言:專用風表測量，一分鐘一次；測壓，10～20 s一次；轉數以及大氣物理參數，一分鐘一次；電氣參數，一分鐘3～6次。同時還需要在測量地點設置相關的測量信號，要有一定的預警功能[3]。

4　結語

對通風機性能進行準確測量，能夠確保通風機安全、高效工作，可以在一定程度上促使煤礦的正常工作，為提升煤礦的工作效益、安全生產指標等提供堅實的基礎。可見，通風機性能的測量工作對于煤礦開采的有序進行至關重要，必須引起相關人員的高度重視。

[1]吳新忠，徐玲，張海龍，等.施耐德QUANTUMPLC硬冗余技術在煤礦主通風機監控系統中的應用研究[J].煤礦機械，2015，36（4）：259-260.

[2]陳世強，王海橋，楊超，等.變頻礦用主通風機流量比與功率比的非等比特性實驗研究[J].湖南科技大學學報（自然科學版），2016，31（2）：1-7.

[3]陳一兵.煤礦對旋軸流式主通風機高壓變頻拖動方案的設計及應用[J].煤礦機電，2013（6）：24-27；31.