郭江峰

(中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司通風(fēng)救護(hù)部,山西朔州 036006)

安家?guī)X一號(hào)井工礦主通風(fēng)機(jī)性能測(cè)試與分析①

郭江峰②

(中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司通風(fēng)救護(hù)部,山西朔州 036006)

針對(duì)安家?guī)X一號(hào)井工礦通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題,介紹了礦井主要通風(fēng)機(jī)的測(cè)試過(guò)程及相關(guān)方法,并且進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計(jì)算和繪制風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的運(yùn)行變化規(guī)律,為保證其安全高效行和風(fēng)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(xiàng)式;擬合

1 通風(fēng)機(jī)主要參數(shù)

安家?guī)X一號(hào)井工礦通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng),通風(fēng)方法為抽出式。在中央回風(fēng)立井機(jī)房安裝兩臺(tái)BD-II-8-No26型主要通風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行,主要通風(fēng)機(jī)服務(wù)面積與阻力發(fā)生了較大的變化,擬重新測(cè)出風(fēng)機(jī)特定葉片安裝角下,風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、功率和效率與風(fēng)量之間變化關(guān)系特性曲線;為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化提供基礎(chǔ)的風(fēng)機(jī)性能數(shù)據(jù),分析不同阻力時(shí)通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況。

2 測(cè)試內(nèi)容與方法

由于1#、2#風(fēng)機(jī)共用一個(gè)風(fēng)硐并且有一個(gè)閘門(mén),為了測(cè)定快捷方便,決定按如下順序測(cè)定(見(jiàn)圖1)：測(cè)定1#風(fēng)機(jī)1°角度時(shí),將2#風(fēng)機(jī)閘門(mén)2關(guān)閉;接下來(lái)測(cè)定1#風(fēng)機(jī)1°,將1#風(fēng)機(jī)閘門(mén)2關(guān)閉,并且將1#風(fēng)機(jī)角度調(diào)到0°,如此反復(fù),直至測(cè)定完畢。

圖1 通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定測(cè)定順序示意圖

2.1 調(diào)阻方法

根據(jù)實(shí)際情況,采用地面短路法調(diào)風(fēng)。具體是井下打密閉,井口鋪設(shè)木板來(lái)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。將風(fēng)井各通道封閉,隔斷風(fēng)流,風(fēng)流井井口短路直接進(jìn)入風(fēng)機(jī),在井口A-A斷面鋪設(shè)金屬橫梁用于支撐木板。應(yīng)在最大風(fēng)量時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī),防止因啟動(dòng)電流過(guò)高而燒毀電機(jī),然后按要求逐漸添加木板進(jìn)行調(diào)阻。風(fēng)機(jī)性能測(cè)定調(diào)阻及儀器布置見(jiàn)圖2。

圖2 風(fēng)機(jī)性能測(cè)定調(diào)阻及儀器布置圖

2.2 測(cè)風(fēng)方法

把測(cè)風(fēng)、測(cè)靜壓位置設(shè)在風(fēng)硐風(fēng)流平直穩(wěn)定段內(nèi),風(fēng)速測(cè)量較為準(zhǔn)確。主要測(cè)風(fēng)方法為9頭風(fēng)速儀直接測(cè)風(fēng)。在風(fēng)硐斷面安裝一個(gè)角鐵架,并在上面安設(shè)9個(gè)風(fēng)速杯式風(fēng)速傳感器和一個(gè)皮托管。風(fēng)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(cè)定

測(cè)定風(fēng)機(jī)靜壓和速壓的皮托管布置在C-C斷面。采用精密氣壓計(jì)和水柱計(jì)讀取風(fēng)機(jī)在該斷面的靜壓差和速壓差(與同標(biāo)高的大氣壓差)。

2.4 機(jī)電參數(shù)以及大氣物理參數(shù)的測(cè)定

機(jī)電參數(shù)的測(cè)定由礦方負(fù)責(zé),測(cè)定電機(jī)的電流、電壓和功率因數(shù),同時(shí)測(cè)定風(fēng)機(jī)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(guò)風(fēng)機(jī)的大氣物理參數(shù)。在回風(fēng)井入口處測(cè)量每個(gè)調(diào)節(jié)點(diǎn)的大氣參數(shù),用精密氣壓計(jì)測(cè)量大氣壓力,用干濕溫度計(jì)測(cè)量空氣的溫度和濕度。

2.5 測(cè)試儀器設(shè)備

1)儀器設(shè)備：多頭風(fēng)速儀1臺(tái)(傳感器、連線、主機(jī)、打印紙);U型壓差計(jì)2臺(tái);風(fēng)機(jī)入口處測(cè)壓用5根測(cè)壓管,2根40m長(zhǎng)的膠管;干濕球溫度計(jì)1臺(tái),精密氣壓計(jì)1臺(tái);聲級(jí)計(jì)1臺(tái);電流表、電壓表、功率因數(shù)表,轉(zhuǎn)速表。

2)材料：風(fēng)井口調(diào)風(fēng)用木板若干;風(fēng)硐內(nèi)安裝多頭風(fēng)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(fēng)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(jì)算

為了得出額定轉(zhuǎn)速和標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的特性曲線,需要按下式計(jì)算轉(zhuǎn)速和空氣密度校正系數(shù)進(jìn)行換算。

3.2 數(shù)據(jù)處理及最小二乘法模擬

圖3 1#通風(fēng)機(jī)1°與0°雙級(jí)運(yùn)行特性曲線

圖4 2#通風(fēng)機(jī)1°與0°雙級(jí)運(yùn)行特性曲線

4 礦井主通風(fēng)機(jī)性能分析

首先說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的風(fēng)機(jī)性能數(shù)據(jù)與曲線不能直接使用,需要根據(jù)風(fēng)井密度轉(zhuǎn)換后再使用。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)性能測(cè)定采用的是地面回風(fēng)井短路法,通過(guò)風(fēng)機(jī)風(fēng)流的密度地面的空氣密度,但回風(fēng)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(chǎng)測(cè)試后,必須根據(jù)地面的空氣密度把風(fēng)機(jī)性能曲線轉(zhuǎn)化標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)性能曲線,然而我們?cè)谑褂蔑L(fēng)機(jī)性能曲線時(shí),必須根據(jù)回風(fēng)井(或風(fēng)硐)內(nèi)的空氣密度,轉(zhuǎn)換為當(dāng)前密度下風(fēng)機(jī)性能曲線才能使用。

4.1 一號(hào)通風(fēng)機(jī)性能分析

經(jīng)實(shí)測(cè)礦井風(fēng)硐的空氣密度為1.04kg/m3,該密度下1號(hào)風(fēng)機(jī)1°雙級(jí)運(yùn)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(fēng)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(jì)算。

4.2 二號(hào)通風(fēng)機(jī)性能分析

在1.04kg/m3密度下2號(hào)風(fēng)機(jī)1°雙級(jí)運(yùn)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(fēng)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(jì)算。目前2號(hào)風(fēng)機(jī)正在運(yùn)行,風(fēng)量約為184m3/s,負(fù)壓為1560Pa。

4.3 礦井實(shí)際風(fēng)量匹配分析

在當(dāng)前主通風(fēng)機(jī)下運(yùn)行結(jié)果：礦井通風(fēng)總阻力增為1595Pa,礦井總風(fēng)量下降為178.9m3/s (10734m3/min),可以繪制阻力特性曲線如圖5,對(duì)比上面的風(fēng)機(jī)特性曲線能夠看出,對(duì)于礦井最大阻力路線通風(fēng)系統(tǒng),礦井總風(fēng)量不足,主通風(fēng)機(jī)不能滿足礦井的需風(fēng)量的要求,必須進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造。

圖5 礦井阻力特性曲線

5 結(jié) 論

測(cè)得了通風(fēng)機(jī)裝置的實(shí)際性能參數(shù)和實(shí)際特性曲線,主通風(fēng)機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)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(fēng)機(jī)的磨損情況,也發(fā)現(xiàn)井下通風(fēng)管網(wǎng)風(fēng)阻的匹配情況,經(jīng)常性調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)必須使工況點(diǎn)在合理高效區(qū)域運(yùn)行。

[1] 張小輝.通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的估算[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2009,(3)

[2] 李永梅,陳燎原.通風(fēng)機(jī)性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)[J].煤礦機(jī)械,2009,(2)

[3] 高國(guó)全.礦井主要通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定的幾個(gè)問(wèn)題[J].煤炭技術(shù),2009,(4)

[4] 朱榮花,于勵(lì)鵬.礦井通風(fēng)機(jī)與通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析[J].煤礦安全,2009,(8)

[5] 朱鍇,潘得祥,韓曉靠.錢(qián)家營(yíng)礦主要通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定實(shí)踐研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào), 2004,(3)

[9] 程根銀,朱鍇,祁明峰,張景鋼,馬玉姣.百善煤礦通風(fēng)系統(tǒng)阻力測(cè)定及分析[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),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(xué)畢業(yè),中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司通風(fēng)救護(hù)部通風(fēng)救護(hù)部通風(fēng)瓦斯主管。