礦井主扇風機的性能測定

熊小剛

摘 要：扇風機制造廠提供的通風特性曲線，是根據(jù)不帶擴散器的模型測定獲得的，而實際運行的扇風機都帶有擴散器;另外由于安裝質(zhì)量和運轉(zhuǎn)磨損等原因，扇風機的實際運轉(zhuǎn)性能往往與廠方提供的性能曲線不相符合。因此，扇風機在正式運轉(zhuǎn)之前和運轉(zhuǎn)幾年后，必須測定其個體特性曲線，以便有效地使用和管理好扇風機。

關(guān)鍵詞：礦井;扇風機;性能;測定

扇風機性能測定的數(shù)據(jù)有：扇風機轉(zhuǎn)速n、扇風機風壓H、扇風機風量Q、電動機輸入功率Nm、電動機效率nm，測出在風網(wǎng)風阻不同條件下上述參數(shù)值，即可計算并繪制出扇風機裝置的H-Q、N-Q和η-Q曲線。

主要扇風機的性能測定，一般在礦井停產(chǎn)檢修時進行，其內(nèi)容包括：①確定扇風機工況調(diào)節(jié)的位置及方式;②確定風量、風壓測定斷面的位置及測定方法;③確定扇風機與電動機功率的測定方法;④確定扇風機與電動機轉(zhuǎn)速的測定方法;⑤確定空氣密度的測定方法;⑥安排測定前的準備工作與測定中的組織工作;⑦數(shù)據(jù)的記錄、計算及特性曲線的繪制。

1.扇風機工況調(diào)節(jié)的位置及方式

用調(diào)節(jié)風阻的方法來獲得扇風機的不同工況。測定前要因地制宜地制定測試方案，其總的要求是要選擇風流穩(wěn)定區(qū)作為測量風量和風壓的地點，以便測出的數(shù)據(jù)準確可靠。對于生產(chǎn)礦井，一般都是利用扇風機風硐進行測定，即在風硐的適當位置處設(shè)置木框架，用在木框架上敷設(shè)木板并靠扇風機吸力將其吸附在木框架上，通過縮小通風有效斷面積以改變通風阻力來調(diào)節(jié)扇風機的工況，然后在木框架后一定距離的風流穩(wěn)定區(qū)，測風速、風量和風壓，同時測定電動機的功率及轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)工況點的數(shù)目不應(yīng)少于8～10個，以獲得完整的特性曲線。在軸流式扇風機風壓特性曲線的“駝峰”區(qū)，工況點要適當加密，在穩(wěn)定區(qū)測點可疏些。

2.扇風機風量的測定

扇風機風量測定由式計算：

在條件允許的情況下，應(yīng)盡量將測風斷面選擇在工況點調(diào)節(jié)處與扇風機人口之間風硐直線段的風流穩(wěn)定區(qū);如果扇風機擴散器出風斷面的速度分布比較均勻，也可在該處測量。

（1）用風表測定風速。條件允許時，可用風表直接測出測風量斷面的平均風速vi。

（2）用皮托管和微壓計測量風流動壓，然后計算出平均風速vi。為了使測量數(shù)據(jù)準確可靠，在測量風速的斷面上按等面積布置多根皮托管。安裝時應(yīng)將皮托管固定牢靠，使頭部正對著風流方向。

①若微壓計臺數(shù)充足時，每支皮托管可配一臺微壓計，此即各點分別測定法。此時

該法易于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場測定中常遇到的故障，如皮托管孔口堵塞和移位、膠皮管漏氣或不通等，測定精度高。但測定需要使用大量的膠皮管和微壓計，讀數(shù)與計算工作量也較大。

②若微壓計臺數(shù)不足時，可將各支皮托管并聯(lián)于一臺微壓計上（即將各支皮托管所有的靜壓端相聯(lián)，所有的全壓端相聯(lián)，然后集中聯(lián)接于一臺微壓計上測平均速壓，其平均速壓為

比較式（2）和式（3），顯然秒，，即多點聯(lián)合測定法測值偏大。實測表明，測分布越不均勻，與的差值就越大，即此時用多點聯(lián)合測定法測定出的平均風速誤差越大，這種誤差可達5%～10%以上，這樣大的誤差是不能忽略的;而測壓斷面上風速分布較均勻時，用多點聯(lián)合測定法測定出的平均風速誤差在5%以內(nèi)，此時的誤差一般在允許的范圍內(nèi)，即這時可直接采用多點聯(lián)合測定法測定斷面的平均風速。

3.扇風機風壓的測定

風硐相對靜壓的測量位置應(yīng)在風硐工況調(diào)節(jié)處與風機入口之間的直線段上、距扇風機入風口2倍葉輪直徑以遠地方的穩(wěn)定風流中測量。

測靜壓斷面的動壓九和擴散器出口動壓危按測得的風量進行計算。即

（1）電動機輸入功率Ⅳl的測量

可用兩個單向瓦特表或一個三相瓦特表測量;還可以用專用儀器測定電動機的輸入功率。也可以用電壓表、電流表及功率因數(shù)表測出電動機的電流Ii、電壓Ui和功率因數(shù)cosφi，然后用下式計算出電動機的輸入功率。主扇機房通常有主扇電動機的電流、電壓監(jiān)測裝置，其電流、電壓值可以直接從裝置顯示表中取。

（2）電動機效率nm的確定

可根據(jù)制造廠家的特性曲線選取。對使用時間過久或沒有技術(shù)文件查詢的電動機，可采用間接方法即損耗分析法測定。

5.扇風機靜壓效率的計算

6.扇風機與電動機轉(zhuǎn)速的測定

扇風機與電動機直接聯(lián)接傳動時，應(yīng)測定電動機的轉(zhuǎn)速;如果用皮帶輪傳動，應(yīng)分別測定扇風機和電動機的轉(zhuǎn)速。扇風機與電動機的轉(zhuǎn)速可用轉(zhuǎn)速表或轉(zhuǎn)速測量儀測定。用轉(zhuǎn)速表測定時，用手平托轉(zhuǎn)速表，將頂帽壓緊在扇風機或電動機的中心孔內(nèi)，借助其摩擦力將機軸的轉(zhuǎn)數(shù)傳遞到轉(zhuǎn)速表上，直接記錄轉(zhuǎn)速的瞬時值。

7.空氣密度的測定

用空盒氣壓計或數(shù)字式氣壓計測定風流的大氣壓力，用干濕球溫度計測量風流的干溫度和濕溫度。根據(jù)風流的干溫度和濕溫度確定出風流的相對濕度。然后依據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出空氣的密度。