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1、礦井通風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運行和調(diào)節(jié)礦井通風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運行和調(diào)節(jié) 2018/04/19 內(nèi)燃機(jī)與配件2018年第6期摘要：煤礦開采過程中，煤層中的一些有毒和易燃易爆氣體會大量涌出；工作面還會產(chǎn)生大量易燃、易爆煤塵；地?zé)岷蜋C(jī)電設(shè)備散出的熱量，使井下空氣溫度升高。這些有毒的氣體、過高的溫度以及容易引起爆炸的煤塵和瓦斯，嚴(yán)重影響井下工作人員的身體健康，并對礦井安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。利用礦井通風(fēng)機(jī)向井下輸送新鮮空氣，保證人員呼吸和調(diào)節(jié)溫度、濕度，改善井下工作環(huán)境；同時降低有害氣體濃度，保證煤礦安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：瓦斯；礦井通風(fēng)機(jī)；濃度；安全生產(chǎn)0引言礦井通風(fēng)機(jī)在使用過程中，會根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。風(fēng)量不

2、同就會改變通風(fēng)機(jī)的工況點，影響通風(fēng)機(jī)高效運行，因此必須及時對通風(fēng)機(jī)的工況點進(jìn)行調(diào)節(jié)，既能保證安全生產(chǎn)又能經(jīng)濟(jì)運行。由于通風(fēng)機(jī)的工況點是由通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)路二者的特性曲線共同確定的，所以調(diào)節(jié)方法有兩種：一種是調(diào)節(jié)網(wǎng)路特性，另一種是調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)特性。1調(diào)節(jié)網(wǎng)路特性1.1出口端節(jié)流調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)壓出管的閘門開度，使通風(fēng)管路性能曲線發(fā)生改變，以達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。這種調(diào)節(jié)方法簡單，應(yīng)用廣泛。由于它是通過改變通風(fēng)阻力來改變風(fēng)量的，即減小風(fēng)量是通過增加額外阻力實現(xiàn)的，勢必有能量損失。重點分析一下閘門全開和關(guān)到某一開度時這兩種情況的節(jié)流損失。當(dāng)閘門全部打開時，管路性能曲線為1（如圖1），工作點位于D1，管路阻抗系數(shù)

3、為S1，流量Q1處于最大位置，管路阻力損失S1Q12最小。當(dāng)閘門調(diào)到某一開度時,此時管路性能曲線由1變?yōu)?，工作點從D1移動到D2，管路阻抗系數(shù)為S2，流量減小到Q2，阻力損失變?yōu)镾2Q22，而風(fēng)量Q2對應(yīng)于原管路的阻力損失為S1Q22，增加部分（S2-S1）Q22就是節(jié)流的額外壓頭損失。出口端調(diào)節(jié)的方法簡單可靠、容易操作，不足之處就是出口閘門關(guān)得越小，能量損失越大，消耗的功率越多。這種調(diào)節(jié)方式是不經(jīng)濟(jì)的，并且只能朝著減小風(fēng)量的方向調(diào)節(jié)，一般用于中小功率通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)。1.2入口端節(jié)流改變安裝在進(jìn)口管路上的閘門開度，使輸出風(fēng)量發(fā)生改變。關(guān)小通風(fēng)機(jī)進(jìn)口管路上的閘門時，管路性能曲線由原來的1變?yōu)?（

4、如圖2），通風(fēng)機(jī)的性能曲線也發(fā)生了改變，由3變?yōu)?。當(dāng)進(jìn)口管路閘門關(guān)小時，通風(fēng)機(jī)入口管路的氣體壓強(qiáng)也降低，氣體密度變小，即通風(fēng)機(jī)性能曲線發(fā)生改變，節(jié)流后的工作點由原來D點移到D點，節(jié)流后的額外壓頭損失h2相應(yīng)減小，即h22調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)特性2.1改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，特性曲線上任意一點的工況參數(shù)是按照比例定律的規(guī)律進(jìn)行改變。如圖3所示，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n1，網(wǎng)路特性H=bQ2時，工況點在1點，對應(yīng)的風(fēng)量為Q1、風(fēng)壓為H1、功率為N1、效率為1。當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從n1降低為n2時，通風(fēng)機(jī)的工況點相應(yīng)從1移動到2，此時通風(fēng)機(jī)對應(yīng)的風(fēng)量為Q2、風(fēng)壓為H2、功率為N2、效率21。由此可知通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低

5、后，效率基本保持不變，而通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓和功率分別隨轉(zhuǎn)速的降低而減少。這種調(diào)節(jié)方法能夠保證通風(fēng)機(jī)高效運轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)性最好，應(yīng)用廣泛，尤其是對離心式通風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有：皮帶傳動的通風(fēng)機(jī)，可以通過更換皮帶輪進(jìn)行調(diào)速；聯(lián)軸器與電動機(jī)軸直接連接傳動的通風(fēng)機(jī)，可通過更換電動機(jī)或使用多級電動機(jī)拖動，進(jìn)行有級調(diào)速；現(xiàn)在普遍采用異步電動機(jī)可控硅串級調(diào)速和變頻調(diào)速。2.2改變?nèi)~片安裝角對于葉片安裝角可以改變的軸流式通風(fēng)機(jī)，改變?nèi)~片安裝角的角度大小，可以使通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓發(fā)生變化，從而改變通風(fēng)機(jī)的工作特性。軸流式通風(fēng)機(jī)的特性曲線如圖4所示，此時通風(fēng)機(jī)葉片的安裝角為45，網(wǎng)路特性為R，通風(fēng)機(jī)的

6、工況點為1點，通風(fēng)機(jī)風(fēng)量為Q1。如將風(fēng)量減到Q2，只要把葉片的安裝角從45調(diào)到35，工況點由1移動到2，風(fēng)壓由H1降到H2。改變通風(fēng)機(jī)葉片安裝角的方法有：利用液壓或機(jī)械傳動的動葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在不停機(jī)的情況下可以調(diào)節(jié)安裝角度，而且調(diào)節(jié)均勻。改變?nèi)~片安裝角的工況調(diào)節(jié)方法，可以在大風(fēng)量范圍內(nèi)對通風(fēng)機(jī)特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般葉片安裝角的變化范圍在1545。需要注意的是，葉片位于設(shè)計安裝角的位置時，通風(fēng)機(jī)的效率是最高的，上調(diào)或下調(diào)安裝角效率都會降低。2.3改變前導(dǎo)器葉片安裝角由通風(fēng)機(jī)的理論全壓方程可知，通風(fēng)機(jī)的理論全壓與通風(fēng)機(jī)入口氣流切向分速度c1u有關(guān)。改變前導(dǎo)器葉片的安裝角度，即改變通風(fēng)機(jī)入口的切向分速度c

7、1u，就可以改變通風(fēng)機(jī)的特性，以達(dá)到調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)工況的目的。葉輪在設(shè)計時，通常1=90，即c1u=0，假如切向分速度c1u不為零，氣流在葉輪入口處就會產(chǎn)生沖擊，使通風(fēng)機(jī)的效率降低。比如G4-73-11離心式通風(fēng)機(jī)的前導(dǎo)器葉片角度可以在060范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，用來調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)特性。前導(dǎo)器葉片安裝角度增大，風(fēng)量和風(fēng)壓變小，效率下降。前導(dǎo)器結(jié)構(gòu)簡單，葉片安裝角度調(diào)節(jié)起來方便，并且可以在不停機(jī)情況下調(diào)節(jié)，一般用于大、中型通風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)。3結(jié)論礦井通風(fēng)機(jī)是保證井下人員和礦井安全的關(guān)鍵設(shè)備，功率大，耗電量多，根據(jù)礦井要求的風(fēng)量和風(fēng)壓，合理調(diào)節(jié)通風(fēng)網(wǎng)路和通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、葉片安裝角、前導(dǎo)器葉片安裝角等通風(fēng)機(jī)特性，保證了通風(fēng)機(jī)能夠安全高效運行。參考文獻(xiàn)：1劉開彬.礦用軸流式通風(fēng)機(jī)葉片調(diào)節(jié)技術(shù)分析J.能源與環(huán)境，2016（1）：41-44.2華玉斌，李燕忠.礦井通風(fēng)機(jī)節(jié)能例解J.煤炭工程，2015（2）：64-66.3劉滬紅.離心通風(fēng)機(jī)葉輪改變?nèi)~片出口安裝角的性能測試試驗研究J.風(fēng)機(jī)技術(shù)，2015（3）：28-30.