徐景凯 李洪彦 林治宝

（1.龙口矿业集团盘道煤业公司，山西 原平 034108；2.龙矿集团高级技校，山东 龙口 265700）

龙口矿业集团盘道煤业公司为兼并重组矿井。由于矿井主要通风机功率较大，耗电量较高，为了达到节能降耗的目的，提高主要通风机的运转效率、保证经济高效地运转成为提高矿井经济效益的重要措施。

1 技改前，充分挖掘老旧设备潜能

（1）缩小风叶径向间隙，改变风叶常规安装角度。

在完成整体技改项目前，矿井使用70B2—21NO.24型主要通风机，运转效率仅为50%，有效效率40%。针对风机具体状况，研究确定把径向间隙由5～12mm调到了2～6mm，同时一改传统的两级风叶同安装角度为第二级风叶的安装角比第一级的安装角小2°，改造后主要通风机两级风叶所受压力分配均衡，风机运转稳定，降低了风机噪音，提高了风机性能。

（2）保证主要通风机功率与电动机功率的高效匹配。

原主要通风机配套拖动电机功率为360kW，主要通风机长期在低效区运转，针对此种状况，采用液力耦合器传动来保证风机的负荷均衡分配，同时把电机功率降为300kW，结果运转效率提高了11.4%。

（3）合理设置扩散器，降低能量消耗。

通过对扩散器的结构尺寸量度分析，发现回壁角、对角尺寸及表面水平度都存在一定的误差，这种误差对出风口风流及外界大气对出风口风流干扰都有一定的影响。主要原因为：扩散器出口角度不合理造成涡流及回流；扩散器出口断面比例不当造成能量消耗大；扩散器内壁平整度不够，增加了摩擦阻力。因此对扩散器出口角度、断面比例进行分析、重新加工改造从而降低电耗2%。

（4）改造主要通风机风峒以降低阻力。

主要通风机风峒阻力取决于风峒转角太大和过小的风峒断面，这都会造成通风阻力增加，这种通风阻力称为无效阻力。无效的阻力消耗大大降低了主要通风机的有效效率。测试中发现，风峒（包括转弯处）阻力占了矿井总阻力的29.7%，占了总功率的41%，致使主要通风机的有效效率仅为30%。为此减小风峒转角，扩大风峒断面，这也提高了主要通风机有效效率。

（5）改善主要通风机风峒S形转角，减少风流的射流和偏流现象。风峒内不适当的S形转角及过大的风峒角不仅增加了无效阻力，也直接影响着主要通风机的性能，它使得进入主要通风机的风流产生射流与偏流现象，影响了风机的稳定运转，造成风机失速，过强的射流、偏流使风流流经机体后依然不能保证稳定流态，不稳定的流态又加大了对扩散器的冲击损失，进一步降低了扩散器的效率及主要通风机的有效效率。为此对风峒改造过程中，去掉了风峒S形转角，提高了主要通风机有效效率。

（6）选择适当的主要通风机调节装置。

为保证合理的供风，克服风机在生产能力上存在过剩现象，采用前导器调节措施，满足了安全生产的需要。

2）标准溶液浓度的不确定度。根据经验，由于稀释引起的不确定度很小，可忽略不计，故砷元素形态标准溶液配制的不确定度即为砷元素形态标准溶液的不确定度。

2 技改后，采用新型风机和变频控制技术

盘道矿原来使用的是老式的70B2型轴流式通风机，该风机最高效率为70%，但实际效率仅为50%，并且耗电大，十分不经济。

进行多方论证，对矿井通风系统和设备进行了改造，将原来废弃的主提升井改造成了主提风井，安装了两台FBCDZ煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流主要通风机（一用一备）。通风机配YBF450S3-8防爆电动机4台(每机二台)，电动机功率250kW。安装高压变频装置及相关电控设备，变频器可在两套通风机中随时切换。

当矿井通风系统有较大的改变时，如产量增加或减少明显时可调节主要通风机的叶片角度。

（1）FBCDZ主要通风机结构特点及附属装置。

FBCDZ主要通风机由集流器、一级风机、二级风机、扩散器、消音器、扩散塔组成。隔爆型三相异步电动机安装在主机座的隔流腔内，与流道内的爆炸性危险气体完全隔离，由主机座上的通风孔形成新鲜空气对电动机进行冷却。叶轮毂比选用0.6～0.7，叶片为可调式中空机翼扭曲型。叶轮外径与机壳之间设有防磨擦火花铜环以提高风机运行的安全性。附属装置包括制动装置、在线监测控制系统（控制计算机、信号检测传感器、信号采集与转换装置、通讯装置、PLC操作台控制面板、显示器、打印机和有源音箱等）、电控装置等。

（2）通风机风量、功率自动调节原理。

通风机风量与电动机转速成正比，转距或风压与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比，因此使用压力传感器采集通风机管道的出气风压信号，根据风机的比例定律求出风量达到设定值时风机需要达到的转速，再根据变频器模拟输入电压与风机转速的线性关系，求出变频器模拟输入电压与风机出气风压的理论拟合关系，根据此拟合关系，就可以由传感器采集的风压信号求出相应的变频器模拟输入电压，从而改变风机输入电源电压的频率，调整风机的转速，控制风机的风量。采用转速调节风量，可将风机的安装角固定在高效区，而通过改变风机的转速达到控制风量的目的，风机将在很大的范围内维持高效运行，从而达到节能的目的，但是由于这时的调速范围小，节能效果也就差。所以也可以将风机的安装角调到最大，这样虽然会降低一些运行效率，但是却大大增加了调速范围，而风机轴功率的下降是与转速的三次方成正比的，所以功率的降低远大于效率的下降，采用这种运行方式能取得更大的节能效果。

变频调速装置能根据井下实际用风需求量，风速等参数及时调整电动机转速，保证主通风机在最佳工况点附近运行，避免了电能浪费。不再使用人工调节，完全实现了闭环调节自动控制，无须频繁地调节风机叶片角度，减少了风机叶片磨损和维修工作量，延长了风机的大修周期，节省了检修时间和费用。变频器自身的保护功能齐全，有欠电压保护、过电压保护、过电流保护、短路保护、风机轴承过热保护等，使风机安全运行的可靠性得到大大提高。实现了电动机无级调速、软启动、减小了启动电流、提高了功率因数从而达到了节能目的。

在线监测控制系统能对主要通风机的运行状态进行连续在线监控，集中控制，抗干扰能力强，运行可靠性高，自动化控制程度高，实现网络化管理，操作维护简单，能对通风系统的风压、流量、通风机性能参数、配套电机工作参数及状态在线实时监测和控制，能够满足性能测试和自动管理的要求。

3 加强通风机司机和维修工的培训

组织相关工种操作和维修人员定期参加三级培训，要求对所管辖的设备要达到三懂四会，经考试合格，持证上岗。平日里要加强对设备的维护保养和巡视检查力度，并制定主要通风机事故的应急预案。积极开展岗位练兵，定期开展模拟演习和操作技能竞赛，修改完善操作规程并制定奖惩条例。

4 强化矿井通风系统管理

简化矿井通风系统，加强通风设施管理，尽可能减少系统内部和外部漏风，提高矿井有效风量率。及时封闭采空区、废弃的旧巷和长久不用的巷道。在日常通风管理工作中，要经常修复变形或破坏的通风巷道，减少巷道堵塞物，使巷道清洁、完整、畅通，保持巷道足够断面，保证巷道断面积一致并且表面光滑，减少巷道的拐弯，缩短巷道通风路线。

5 结语

盘道煤业公司通过近十年的实践验证，以上措施对减小主要通风机能量消耗、保证矿井安全生产是行之有效的。系统改造后比改造前年可减小电费支出800多万元，显著地提高了矿井的经济效益，达到了一矿带一矿，反哺东部矿井的目的，为龙矿集团脱离困境，重新腾飞打下了坚实的基础。