四礦三水平軸流式通風(fēng)機技術(shù)研究與應(yīng)用

王艷紅

摘 要：通過分析四礦三水平通風(fēng)現(xiàn)狀，闡述了新型風(fēng)機的技術(shù)原理、創(chuàng)新點和使用效果。

關(guān)鍵詞：新型風(fēng)機；軟起動裝置；“一鍵式”倒臺；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號：TD441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.074

1 研究內(nèi)容

四礦為瓦斯突出礦井，原煤生產(chǎn)能力為3.0×106 t/年，三水平設(shè)計服務(wù)年限20年。經(jīng)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)計算，三水平最大風(fēng)量為304 m3/s，最小157 m3/s，最大負(fù)壓3 536 Pa，最小2 122.2 Pa。北主扇風(fēng)機負(fù)壓最高達(dá)到4 900 Pa，高負(fù)壓運行已經(jīng)對北主扇主通風(fēng)機的運行和礦井安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。現(xiàn)有主通風(fēng)機風(fēng)量已不能滿足三水平煤層開采供風(fēng)需求。

為解決此問題，四礦有關(guān)單位經(jīng)過充分考察論證，選用北京燕山風(fēng)機廠生產(chǎn)的型號為FBCDZ-10-№38型風(fēng)機，配用YBF800M1-10，2×1 200 kW型風(fēng)機，用高壓隔爆型三相異步電動機，采用NC3S6/250軟啟動柜進(jìn)行啟動。該風(fēng)機具有氣動性能優(yōu)良、效率高、振動小、噪聲低、高效區(qū)域廣的優(yōu)點，最高靜壓效率達(dá)85%以上，比同類產(chǎn)品高5%～10%，具有明顯的節(jié)能效果。

2 技術(shù)原理

在三水平主扇安裝兩臺主通風(fēng)機型號為FBCDZ-10-№38，配用YBF800M1-10，2×1 200 kW型風(fēng)機用高壓隔爆型三相異步電動機，使用許繼公司生產(chǎn)的KYN28A-12（Z）鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜，采用NC3S6/250軟啟柜進(jìn)行軟啟動。風(fēng)機前期效率不低于80%，后期效率不低于85%，且風(fēng)機調(diào)節(jié)余量較大，反風(fēng)量不小于70%.

3 主要指標(biāo)、優(yōu)點和特點

3.1 主要指標(biāo)

主要指標(biāo)如下：

電機功率：2×1 200 kW；

風(fēng)量：5 520～34 560 m3/min；

靜壓：1 480～5 840 Pa。

3.2 優(yōu)點

電動機的優(yōu)點有：①具有軟起動裝置，氣動性能優(yōu)良、效率高、振動小、噪聲低；②具有防止誤操作聯(lián)鎖裝置，可實現(xiàn)自動倒風(fēng)門和不停風(fēng)“一鍵式”操作倒臺，且有自動防水槽通風(fēng)機的工況及其合理工作段。

3.3 特點

3.3.1 工況點

將網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻特性曲線與通風(fēng)機特性曲線畫在同一坐標(biāo)中，兩曲線的交點就是它的工況點。軸流式通風(fēng)機特性曲線呈馬鞍形，且有駝峰點，工況點需選擇在駝峰的右側(cè)，才能保證其穩(wěn)定性，從經(jīng)濟(jì)性考慮，要求通風(fēng)機的靜壓效率大于60%，運行工況點的喧雜應(yīng)不低于最高效率的85%～90%最為經(jīng)濟(jì)。

3.3.2 滿足“五防”要求

啟動柜設(shè)有防止誤操作連鎖裝置，滿足“五防”要求：①儀表室門上有提示性的按鈕或KK型轉(zhuǎn)換開關(guān)，以防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲?，手車位置與二次插頭設(shè)有連鎖，手車在工作位置，二次插頭被鎖定不能拔出。防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。斷路器手車在試驗或工作位置時，斷路器才能合分，而且在斷路器合閘之后，斷路器無法移動。②斷路器與接地開關(guān)機構(gòu)連鎖，防止帶電合接地開關(guān)。③防止接地開關(guān)未分前合斷路器。只有當(dāng)斷路器手車退出柜體后，接地開關(guān)才能合閘，同時手車不能進(jìn)入柜體，手車在柜內(nèi)時，接地開關(guān)不能合閘。④斷路器在進(jìn)入柜體之后，下門及后門無法打開，防止了誤入帶電間隔。另外，啟動柜加裝了欠壓脫扣裝置。

3.3.3 設(shè)有微機保護(hù)裝置

微機保護(hù)裝置包括WXH-831D電機保護(hù)測控裝置（起動柜）、WXH-832D線路保護(hù)測控裝置（電源柜）、WXH-831D電壓互感器監(jiān)測裝置（PT柜）和WBT-831D備自投裝置（聯(lián)絡(luò)柜）。

3.3.4 裝置功能

裝置功能主要有：①方向（低壓）過流保護(hù)，判別是起動大電流還是短路電流。②加速保護(hù)，過流加速投入。③過負(fù)荷保護(hù)。④零序過流保護(hù)，保護(hù)系統(tǒng)接地故障。⑤低周減載。系統(tǒng)發(fā)生故障，頻率下降過快超過滑差閉鎖值時瞬間閉鎖低頻減載。⑥低壓減載。系統(tǒng)電壓下降過快，超過滑差閉鎖定值時瞬時閉鎖低壓減載。⑦手合同期。合閘條件，開關(guān)處于跳位，滿足手合周期條件。⑧裝置故障告警。保護(hù)裝置的硬件發(fā)生故障，LED可以顯示故障信息，并閉鎖保護(hù)的開出回路，同時發(fā)中央信號。

4 創(chuàng)新點

創(chuàng)新點在于：①風(fēng)機主副風(fēng)門采用百葉窗形式，能夠?qū)崿F(xiàn)自動或手動開閉。②風(fēng)機配帶在線監(jiān)測裝置，能現(xiàn)場監(jiān)測風(fēng)機風(fēng)量、負(fù)壓、效率、軸功率、軸承測溫、風(fēng)機電機定子繞組溫度、電機電流、電壓等參數(shù)并打印記錄，同時具有故障自診斷功能。③軟起動具備對電機和軟起動的全面保護(hù)，因此在電機軟起動、運行和停止過程中，電機的保護(hù)可由軟起動自帶保護(hù)功能完成。④風(fēng)機風(fēng)道外加裝自動防水槽，使風(fēng)機內(nèi)凝聚而成的水自動流入水槽，然后通過管子流入下水道。⑤在風(fēng)機前刪欄處加裝鋼網(wǎng)，保證了風(fēng)機的運行安全。⑥該風(fēng)機安裝較為簡單，對基礎(chǔ)要求不高。⑦采用軟啟動裝置實現(xiàn)平滑啟動。⑧可實現(xiàn)“一鍵式”倒臺、不停風(fēng)倒臺。

5 經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)平煤集團(tuán)四礦提供的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)和三水平主扇風(fēng)機節(jié)能效益計算，維修人員可減少6人，減少工資支出（以人均工資3.5萬元計算）21萬元；三水平正式開采后，按年產(chǎn)6.0×105 t計算，每年創(chuàng)造效益約21 600萬元，經(jīng)濟(jì)效益共計約21 621萬元。

6 社會效益

該風(fēng)機自2011-11投入使用以來，解決了四礦長期以來制約生產(chǎn)的供風(fēng)不足、原有主扇高負(fù)壓運行等問題，消除了安全隱患，對保證礦井安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。同時，該風(fēng)機改造提高了設(shè)備的可靠性，降低了事故率，而且由于節(jié)能效果明顯，有效降低了噸煤成本費用，達(dá)到了節(jié)支降耗的作用，也方便了司機操作與設(shè)備維護(hù)，為安全供風(fēng)奠定了基礎(chǔ)。

7 結(jié)束語

隨著礦井開采的不斷延伸，采用軟啟動、“一鍵式”倒臺、不停風(fēng)倒臺的軸流式通風(fēng)機在技術(shù)改造方面顯得更為迫切和重要。旋軸流式通風(fēng)機在我國礦山企業(yè)中的廣泛應(yīng)用和自動化產(chǎn)品的不斷成熟為我們充分發(fā)揮對旋軸流式通風(fēng)機的綜合技術(shù)優(yōu)勢提供了更為廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]王德軍，曹樹良，吳玉林.對旋軸流式葉輪機械的研究進(jìn)展[J].水力發(fā)電學(xué)報，2002（S1）.

[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

[3]白銘聲，陳祖蘇.流體機械[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.

〔編輯：王霞〕