煤礦用主通風(fēng)機的改造及選型設(shè)計

趙坤

摘 要：當(dāng)前，國內(nèi)多數(shù)中大型礦井在進行主通風(fēng)機的改造及選型時，為了盡可能的保證通風(fēng)安全，一般在設(shè)計風(fēng)量、負壓時數(shù)值偏大，從而導(dǎo)致主通風(fēng)機能力過大的問題。從某種程度上來說，只要能夠滿足煤礦安全生產(chǎn)的條件，合理的選用主通風(fēng)機不但能夠為煤礦事業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟效益，而且對于減弱噪聲污染、節(jié)能降耗也具有重要的作用。對此，文章就煤礦用主通風(fēng)機的改造及選型設(shè)計進行簡單的分析，并提出一些可供參考的意見與措施。

關(guān)鍵詞：煤礦；主通風(fēng)機；改造；選型

1 主通風(fēng)機選型

科學(xué)合理的進行主通風(fēng)機改造及選型不但可以提高煤礦的經(jīng)濟效益，同時也為節(jié)能降耗、減弱噪聲污染等問題帶來有效改善，為煤礦事業(yè)帶來極大的便利，因此在改造和選型主通風(fēng)機的過程中必須要達到以下兩點要求。一是確保主通風(fēng)機能夠滿足煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)量及風(fēng)壓要求；二是主通風(fēng)機的實際工況點應(yīng)在80%的高效區(qū)內(nèi)工作運行，只有這樣才能夠達到節(jié)能降耗的目的。

1.1 主通風(fēng)機改造的原則

就一般情況而言，需要進行更新改造的礦用主通風(fēng)機往往具有以下五個方面的特征：（1）難以滿足煤礦正常工作運行的風(fēng)量、風(fēng)壓等其他參數(shù)要求；（2）難以滿足反風(fēng)要求；（3）礦用主通風(fēng)機的葉片調(diào)整之后其裝機功率偏低；（4）礦用主通風(fēng)機的設(shè)計工況點偏離高效區(qū)較為嚴重；（5）礦用主通風(fēng)機設(shè)備過于落后或瀕臨淘汰，耗能巨大、效率極低。

綜合以上情況，礦用主通風(fēng)機改造時應(yīng)該讓煤礦生產(chǎn)單位根據(jù)實際工作當(dāng)中的風(fēng)量、風(fēng)壓等治療對后期的風(fēng)量、風(fēng)壓、負壓等指標進行估算，并精確的計算出主通風(fēng)機的裝機功率，最后再按照產(chǎn)品樣本進行主通風(fēng)機的選型或參考同類參數(shù)的主通風(fēng)機進行選型，條件允許的情況下還以邀請主通風(fēng)機廠家參與到選型中來，提高選型的科學(xué)性、準確性。

1.2 主通風(fēng)機選型的原則

1.2.1 高效節(jié)能

由于煤礦的系統(tǒng)、整體性要求較高，煤礦用主通風(fēng)機的裝機功率較大，因此在主通風(fēng)機選型時要注重其高效性及節(jié)能性。

1.2.2 控制噪音

煤礦的工作環(huán)境一般在村落附近、主通風(fēng)機一般也靠近辦公區(qū)，因此在主通風(fēng)機選型時要考慮到噪音問題，而要想有效降低噪音那么就必須選用運作效率較高、葉輪圓周速度較低的主通風(fēng)機。

1.2.3 綜合考慮，提高性能

煤礦竹筒風(fēng)機的選型要著重了解當(dāng)前我國國內(nèi)主通風(fēng)機行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)現(xiàn)狀及新產(chǎn)品推廣情況，盡量選擇振動小、效率高、噪音弱、風(fēng)量大的高效礦用主通風(fēng)機。而對于新建煤礦的主通風(fēng)機選型，則應(yīng)該根據(jù)煤礦的地形地勢、生產(chǎn)能力等條件，準確的計算出礦井所需風(fēng)量及風(fēng)壓，然后計算出煤礦主通風(fēng)機的裝機功率，最后進行礦用主通風(fēng)機的選型。而對于舊礦井的主通風(fēng)機也是如此，條件允許的情況下可以對礦用舊主通風(fēng)機機進行更新改造選型。

2 選型方式

礦用主通風(fēng)機的選型通常有如下5種形式，分別為：（1）無因次特性曲線選型；（2）有因此特性曲線選型；（3）對數(shù)坐標軸曲線選型；（4）變型選型；（5）管網(wǎng)阻力選型。

其實，在具體的選型過程中當(dāng)中并不復(fù)雜，較為常見的做法是首先對煤礦所需風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)阻進行確定，然后再根據(jù)主通風(fēng)機產(chǎn)品樣本劃定出在標準狀態(tài)下的靜壓特性曲線，并找到橫坐標、縱坐標的焦點，即為工況點，從而結(jié)合等效曲線對運轉(zhuǎn)效率加以確定。一般的，如果在多個能夠滿足煤礦所需風(fēng)力和壓力的風(fēng)機當(dāng)中選擇工作效率高的風(fēng)機，那么，選擇的工況點最好處于高效圈附近，而不能盲目的選擇工況點接近最大、最小安裝角的風(fēng)機，通常在中線選擇安裝角為宜。其次，在對應(yīng)的功率曲線及劉向上找出最高功率點來確定風(fēng)機的裝機功率，而要想準確的得出裝機功率則應(yīng)該依照下式進行選型：

N=P×Q×1.2/1000×？茲風(fēng)×？茲電

上式中：

N-電機功率（KW）；

P-風(fēng)機壓力（Pa）；

Q-風(fēng)機流量（m3/s）；

？茲風(fēng)-風(fēng)機效率；

？茲電-電機效率。

另外，分析煤礦的具體情況按照上述內(nèi)容進行選型之外，還應(yīng)該盡量對風(fēng)機直徑加以確定，以按照管網(wǎng)阻力加以確定為宜。由于計算煤礦的出風(fēng)量較為簡便，只要有足夠的壓力客服管網(wǎng)阻力就能夠得出。而管網(wǎng)總阻力即為礦井的阻力，管網(wǎng)阻力（P=K×Q2）其實就是風(fēng)機需要達到的壓力值。在礦井內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)確定好了之后，管網(wǎng)阻力系數(shù)（K）也得以確定?？傊?，按照管網(wǎng)阻力系數(shù)（K）與轉(zhuǎn)速（n）、葉輪直徑（D）之間的關(guān)系得出下面二式：

n=K■n■Q/5.54（r/min）

D=149.7/K1/4？籽1/2？棕1/2

上述二式中：

n-葉輪轉(zhuǎn)速；

K-管網(wǎng)阻力系數(shù)；

Q-流量；

ns-轉(zhuǎn)速比；

D-葉輪直徑；

？籽-空氣密度；

？棕-風(fēng)機壓力系數(shù)。

最后，在計算風(fēng)機轉(zhuǎn)速（n）、葉輪直徑（D）及葉輪圓周速度（v）之后，參考礦用主通風(fēng)機樣本進行比較，合理選型。

值得一提的是，在礦用主通風(fēng)機調(diào)節(jié)方式上采用不停機調(diào)節(jié)葉片角度的方式也能夠取得一定的節(jié)能效果，這一調(diào)節(jié)方式實際上是液壓控制葉式結(jié)構(gòu)，利用泵缸和液壓集成模塊對葉柄的聯(lián)動加以控制。從某種程度上來說，就目前煤礦用主通風(fēng)機來說，其電機和葉輪是直連結(jié)構(gòu)，如果盲目的采用葉片調(diào)節(jié)的方式，輪轂寬度和重量、轉(zhuǎn)動慣量必然會得到大幅提升，從而給及時剎車、反風(fēng)帶來極為不利的影響。不僅如此，調(diào)整葉輪結(jié)構(gòu)會降低電機軸的軸伸長度，從而葉輪重量由于徑向力的加大，其前軸承的正常使用壽命也會下降。正因如此，煤礦主通風(fēng)機的改造及選型設(shè)計當(dāng)中必須要在前后進行多種方案的比較之后合理選擇。

3 結(jié)束語

總而言之，煤礦主通風(fēng)機的改造及選型設(shè)計是將新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)綜合運用到煤礦生產(chǎn)中的一個螺旋式的上升過程。煤礦主通風(fēng)機的改造必須要在嚴格遵循上述幾個原則的基礎(chǔ)上根據(jù)實際工作當(dāng)中的具體指標進行選型。而煤礦主通風(fēng)機的選型設(shè)計則應(yīng)結(jié)合具體情況進行分析，選擇合理、適用的主通風(fēng)機應(yīng)用到煤礦事業(yè)中。礦用主通風(fēng)機的成功改造、成功選型將會為我國的煤礦事業(yè)節(jié)省大量的能源資源，并提供安全、可靠的煤礦生產(chǎn)保證，這對于提高我國煤礦事業(yè)在市場環(huán)境中的實力無疑具有巨大的促進作用，同時也為我國實現(xiàn)能源資源節(jié)約型社會、社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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