郭江峰

(中煤平朔煤业有限责任公司通风救护部,山西朔州 036006)

安家岭一号井工矿主通风机性能测试与分析①

郭江峰②

(中煤平朔煤业有限责任公司通风救护部,山西朔州 036006)

针对安家岭一号井工矿通风系统存在的问题,介绍了矿井主要通风机的测试过程及相关方法,并且进行相关参数的计算和绘制风机性能曲线图,利用最小二乘法拟合了二阶主扇性能曲线,得出井工矿主要通风机的运行变化规律,为保证其安全高效行和风量调节提供可靠的理论依据。

主扇性能曲线;性能鉴定;最优多项式;拟合

1 通风机主要参数

安家岭一号井工矿通风方式为中央并列式通风,通风方法为抽出式。在中央回风立井机房安装两台BD-II-8-No26型主要通风机。经过几年的运行,主要通风机服务面积与阻力发生了较大的变化,拟重新测出风机特定叶片安装角下,风机的风压、功率和效率与风量之间变化关系特性曲线;为通风系统的优化提供基础的风机性能数据,分析不同阻力时通风机的运行工况。

2 测试内容与方法

由于1#、2#风机共用一个风硐并且有一个闸门,为了测定快捷方便,决定按如下顺序测定(见图1)：测定1#风机1°角度时,将2#风机闸门2关闭;接下来测定1#风机1°,将1#风机闸门2关闭,并且将1#风机角度调到0°,如此反复,直至测定完毕。

图1 通风机性能测定测定顺序示意图

2.1 调阻方法

根据实际情况,采用地面短路法调风。具体是井下打密闭,井口铺设木板来进行风量调节。将风井各通道封闭,隔断风流,风流井井口短路直接进入风机,在井口A-A断面铺设金属横梁用于支撑木板。应在最大风量时启动风机,防止因启动电流过高而烧毁电机,然后按要求逐渐添加木板进行调阻。风机性能测定调阻及仪器布置见图2。

图2 风机性能测定调阻及仪器布置图

2.2 测风方法

把测风、测静压位置设在风硐风流平直稳定段内,风速测量较为准确。主要测风方法为9头风速仪直接测风。在风硐断面安装一个角铁架,并在上面安设9个风速杯式风速传感器和一个皮托管。风速仪和皮托管的具体安装情况如图2中的B—B剖面图。

2.3 静压测定

测定风机静压和速压的皮托管布置在C-C断面。采用精密气压计和水柱计读取风机在该断面的静压差和速压差(与同标高的大气压差)。

2.4 机电参数以及大气物理参数的测定

机电参数的测定由矿方负责,测定电机的电流、电压和功率因数,同时测定风机的噪声。由于采用短路法,所以地面大气物理参数就是通过风机的大气物理参数。在回风井入口处测量每个调节点的大气参数,用精密气压计测量大气压力,用干湿温度计测量空气的温度和湿度。

2.5 测试仪器设备

1)仪器设备：多头风速仪1台(传感器、连线、主机、打印纸);U型压差计2台;风机入口处测压用5根测压管,2根40m长的胶管;干湿球温度计1台,精密气压计1台;声级计1台;电流表、电压表、功率因数表,转速表。

2)材料：风井口调风用木板若干;风硐内安装多头风速仪用的角铁架,40mm×40mm;矿灯、工作服,铁丝,钳子、扳手、锤子等工具。多头风速仪用电源;

3 数据处理和模拟

3.1 基础数据计算

为了得出额定转速和标准空气密度下的特性曲线,需要按下式计算转速和空气密度校正系数进行换算。

3.2 数据处理及最小二乘法模拟

图3 1#通风机1°与0°双级运行特性曲线

图4 2#通风机1°与0°双级运行特性曲线

4 矿井主通风机性能分析

首先说明现场测试的风机性能数据与曲线不能直接使用,需要根据风井密度转换后再使用。因为现场风机性能测定采用的是地面回风井短路法,通过风机风流的密度地面的空气密度,但回风井内的空气密度和地面的空气密度相差很大,所以现场测试后,必须根据地面的空气密度把风机性能曲线转化标准状态下风机性能曲线,然而我们在使用风机性能曲线时,必须根据回风井(或风硐)内的空气密度,转换为当前密度下风机性能曲线才能使用。

4.1 一号通风机性能分析

经实测矿井风硐的空气密度为1.04kg/m3,该密度下1号风机1°双级运行下的性能数据,根据1.04kg/m3密度下的数据,二次曲线模拟,得出在该密度下的三条曲线方程：

曲线的有效范围为：风量184.1～214.43m3/ s,如果超出该范围,只能依据性能曲线粗略计算。

4.2 二号通风机性能分析

在1.04kg/m3密度下2号风机1°双级运行下的性能数据.根据1.04kg/m3密度下的数据,二次曲线模拟,得出在该密度下的三条曲线方程：

曲线的有效范围为：风量189.99～225.61m3/s,如果超出该范围,只能依据性能曲线方程粗略计算。目前2号风机正在运行,风量约为184m3/s,负压为1560Pa。

4.3 矿井实际风量匹配分析

在当前主通风机下运行结果：矿井通风总阻力增为1595Pa,矿井总风量下降为178.9m3/s (10734m3/min),可以绘制阻力特性曲线如图5,对比上面的风机特性曲线能够看出,对于矿井最大阻力路线通风系统,矿井总风量不足,主通风机不能满足矿井的需风量的要求,必须进行通风系统改造。

图5 矿井阻力特性曲线

5 结 论

测得了通风机装置的实际性能参数和实际特性曲线,主通风机经过长时间的运转,由于轴承和叶片受到磨损和锈蚀,性能有所下降,不仅发现了风机的磨损情况,也发现井下通风管网风阻的匹配情况,经常性调整通风系统必须使工况点在合理高效区域运行。

[1] 张小辉.通风机性能参数的估算[J].风机技术,2009,(3)

[2] 李永梅,陈燎原.通风机性能自动测试系统[J].煤矿机械,2009,(2)

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[4] 朱荣花,于励鹏.矿井通风机与通风系统的经济运行分析[J].煤矿安全,2009,(8)

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[9] 程根银,朱锴,祁明峰,张景钢,马玉姣.百善煤矿通风系统阻力测定及分析[J].中国安全科学学报,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,山西吕梁人,大学毕业,中煤平朔煤业有限责任公司通风救护部通风救护部通风瓦斯主管。