煤礦主通風(fēng)機(jī)性能檢測(cè)方法探析

許少杰

（大同煤礦集團(tuán)王村煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037006）

引言

對(duì)于礦井用通風(fēng)機(jī)，通常情況下需要廠家提供每個(gè)風(fēng)葉處于對(duì)應(yīng)位置的運(yùn)行參數(shù)。而廠家提供的說(shuō)明書(shū)往往和實(shí)際有一定的差異。在生產(chǎn)以及裝配風(fēng)葉的過(guò)程中，與風(fēng)機(jī)相連接的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)也存在一定的不同，因此這都會(huì)引發(fā)一定的安全問(wèn)題。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行一定的時(shí)間之后，加之零件存在磨損與風(fēng)機(jī)處于潮濕的環(huán)境中，這些因素都會(huì)給風(fēng)機(jī)的性能帶來(lái)影響。由此可以看出，相關(guān)人員必須認(rèn)真對(duì)主風(fēng)機(jī)的性能進(jìn)行有效的檢測(cè)，從而延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命，優(yōu)化安全生產(chǎn)的環(huán)節(jié)[1-2]。

1 檢測(cè)前的準(zhǔn)備和確認(rèn)工作

1）由于在主風(fēng)機(jī)儀表界面上面設(shè)置參數(shù)齊全，與此同時(shí)設(shè)置有相應(yīng)的安全供電單元，這樣可以進(jìn)行雙回路供電操作。兩個(gè)風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，不會(huì)由于過(guò)載導(dǎo)致跳閘。

2）對(duì)主通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以及相應(yīng)的部件而言，需要對(duì)其進(jìn)行全面的探傷。

3）礦方在進(jìn)行檢測(cè)之前必須制定有效的安全措施，有條件的話可以停工進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)為了能夠有效地提高檢測(cè)人員的安全性，必須選擇合適的解決方案，但在實(shí)施的過(guò)程中不能對(duì)通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況構(gòu)成影響[3]。

4）在測(cè)試時(shí)，如果兩個(gè)風(fēng)機(jī)同步運(yùn)行，則測(cè)試風(fēng)機(jī)與正常工作的風(fēng)機(jī)之間應(yīng)采取隔離措施。

2 性能測(cè)定的具體內(nèi)容和方案

在對(duì)通風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，必須嚴(yán)格借助相關(guān)的設(shè)備更好地檢測(cè)主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓轉(zhuǎn)速以及功率等參數(shù)。此外，可以依據(jù)如下參數(shù)計(jì)算風(fēng)機(jī)性能，諸如效率、功率等，最終可以依據(jù)得到的參數(shù)繪制運(yùn)轉(zhuǎn)特性曲線。

由于井下風(fēng)機(jī)來(lái)自不同的供應(yīng)商，為此風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)不同，因此風(fēng)機(jī)的熱性存在一定的差異，風(fēng)機(jī)測(cè)試的類別也不相同。由此可以看出，需要制定合適的測(cè)試方案，在實(shí)施檢測(cè)時(shí)，可以對(duì)風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘探，以及對(duì)通風(fēng)機(jī)的輔助裝置進(jìn)行測(cè)試。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，選擇合適的測(cè)試方式，從而可以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的有效性。

2.1 檢測(cè)時(shí)通風(fēng)阻力的調(diào)節(jié)方式

2.1.1 有檢測(cè)風(fēng)門

如果風(fēng)機(jī)裝置是有風(fēng)門、風(fēng)道、百葉窗的風(fēng)機(jī)時(shí)，當(dāng)隔離設(shè)置穩(wěn)定以及電網(wǎng)容量滿足之后，相應(yīng)的安全保護(hù)措施制定完全之后，可以對(duì)備用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 某礦帶檢測(cè)風(fēng)窗的主通風(fēng)機(jī)

圖2 某礦帶檢測(cè)百葉窗的主通風(fēng)機(jī)

依據(jù)相關(guān)規(guī)定，對(duì)應(yīng)的通風(fēng)阻力不發(fā)生變換，這時(shí)可以使用板阻法來(lái)檢測(cè)備用風(fēng)機(jī)，從而能夠得到通風(fēng)機(jī)的特性曲線參數(shù)。對(duì)于此類型的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)阻力而言，通常選擇關(guān)閉檢測(cè)風(fēng)機(jī)與百葉窗角度等，防止對(duì)其產(chǎn)生影響。通過(guò)對(duì)各個(gè)工況風(fēng)量、負(fù)壓以及相應(yīng)的大氣參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與記錄，進(jìn)一步可以得到風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。

2.1.2 無(wú)檢測(cè)風(fēng)門

對(duì)于本身并未設(shè)置檢測(cè)風(fēng)門的風(fēng)機(jī)而言，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，往往可以借助調(diào)整系統(tǒng)總阻力進(jìn)行檢測(cè)。該方式實(shí)施的前提條件是全礦處于停產(chǎn)的狀態(tài)，當(dāng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)之后還必須實(shí)施瓦斯以及恢復(fù)送電等操作。

具體的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)阻力的方式匯總?cè)缦?

1）通?？梢栽诰驴偦仫L(fēng)巷、分區(qū)回風(fēng)巷內(nèi)構(gòu)建框架，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)阻的作用，見(jiàn)圖3。

2）通?？梢源蜷_(kāi)防爆門，與此同時(shí)密封井下總回風(fēng)巷，接著可以在防爆門位置設(shè)置鋼絲網(wǎng)，這樣可以借助鋼絲網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)阻的調(diào)節(jié)。如圖4 所示。

圖3 井下總回風(fēng)施工的框架

圖4 某礦通過(guò)在防爆蓋處正調(diào)節(jié)斷面大小來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)阻

3）能夠啟動(dòng)井下進(jìn)風(fēng)雨回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)門，通?？梢越柚P(guān)系風(fēng)門來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)阻的目的。

4）風(fēng)筒上面設(shè)置有立閘門，通常可以借助關(guān)閉立閘門來(lái)調(diào)劑風(fēng)阻。

2.2 相關(guān)參數(shù)的測(cè)定及具體檢測(cè)實(shí)踐

圖5 表示相應(yīng)的某礦風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)圖，其型號(hào)為FBCDZNo28，其配用功率2×500 kW。風(fēng)機(jī)測(cè)試葉片角度設(shè)置為44°/29°，借助風(fēng)機(jī)上設(shè)置的旁路蝶閥來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)阻的大小。

2.2.1 風(fēng)量的測(cè)定

通常情況下，在選擇風(fēng)機(jī)測(cè)量位置時(shí)，選用的距離為參考標(biāo)準(zhǔn)為3 倍風(fēng)機(jī)半徑處。當(dāng)位于通風(fēng)機(jī)排風(fēng)一側(cè)，那么相應(yīng)的測(cè)試距離為10 倍風(fēng)機(jī)半徑。通風(fēng)機(jī)至測(cè)量截面之間盡量不要有漏風(fēng)的現(xiàn)象。

通常將檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)放在擴(kuò)散器上，此外需要選用檢測(cè)風(fēng)傳感器的位置。在開(kāi)始安裝之前必須認(rèn)真量取同時(shí)計(jì)算側(cè)縫斷面大小，這時(shí)可以依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)選擇合適的側(cè)風(fēng)傳感器，這樣可以使用若干個(gè)測(cè)風(fēng)傳感器將該區(qū)域等分，一般將得到的平均值乘以測(cè)風(fēng)斷面積就可以得到斷面風(fēng)量，如圖6 所示。

2.2.2 靜壓的測(cè)定

一般在設(shè)置經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)位置時(shí)，將其設(shè)置在風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口軸線直線上，一般為距離通風(fēng)口3 倍葉輪半徑位置，與此同時(shí)還需要保證風(fēng)流保持穩(wěn)定。

2.2.3 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率的測(cè)定

圖5 某礦主通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)布置

圖6 某礦擴(kuò)散器內(nèi)安設(shè)測(cè)風(fēng)傳感器的現(xiàn)場(chǎng)

可以由持有電工從業(yè)資格證書(shū)的電工進(jìn)行操作，通常在開(kāi)關(guān)柜中使用電能綜合參數(shù)測(cè)試儀器對(duì)功率進(jìn)行測(cè)定。

2.2.4 其他參數(shù)的測(cè)定

依據(jù)相關(guān)規(guī)定，還需要對(duì)風(fēng)機(jī)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，諸如風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器噪聲、風(fēng)機(jī)葉片徑向位置是否存在間隙、電動(dòng)機(jī)與軸承溫度變化情況、電機(jī)接地電阻等。

2.3 檢測(cè)的注意事項(xiàng)

在測(cè)試風(fēng)機(jī)性能時(shí)，在對(duì)工況進(jìn)行調(diào)解時(shí)不能大于七次，因此風(fēng)機(jī)性能特性曲線具有一定的平滑性。軸流式通風(fēng)機(jī)應(yīng)該多采集駝峰區(qū)域的參數(shù)，而穩(wěn)定區(qū)域的測(cè)試點(diǎn)可以間隔較大。

對(duì)于風(fēng)機(jī)開(kāi)啟情況而言，通常是通風(fēng)機(jī)要在閘門全關(guān)的情況下才可以啟動(dòng)，一般軸流式通風(fēng)機(jī)只有在閘門全開(kāi)的狀態(tài)下啟動(dòng)，消耗能量比較低。

2.4 測(cè)試數(shù)據(jù)整理（見(jiàn)表1）

表1 1 號(hào)通風(fēng)機(jī)葉片角度44°/29°條件下檢測(cè)數(shù)據(jù)

2.5 通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線的繪制

風(fēng)壓、功率與效率能夠在風(fēng)機(jī)特性曲線上表示出來(lái)。由此可以看出，每臺(tái)主通風(fēng)機(jī)在設(shè)置相應(yīng)的風(fēng)葉角度下，可以測(cè)定出風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和效率。當(dāng)風(fēng)量發(fā)生變化之后，相應(yīng)的參數(shù)也會(huì)發(fā)生變化。

當(dāng)?shù)玫綔y(cè)點(diǎn)的各個(gè)參數(shù)之后，可以對(duì)其進(jìn)行整理，最終得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。同時(shí)可以以風(fēng)量為橫坐標(biāo)，以靜壓與電機(jī)的功率為縱坐標(biāo)，繪制各個(gè)測(cè)試點(diǎn)，同時(shí)使用平滑的曲線連接而成的曲線即為主通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線。

通常情況下，把礦井總風(fēng)阻曲線以等比例繪制參數(shù)于個(gè)體特性曲線中，分壓曲線與風(fēng)阻曲線相互交匯的點(diǎn)就是通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)。

在制定了礦井主通風(fēng)機(jī)性能測(cè)試方案之后，對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)繪制主通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線，與此同時(shí)標(biāo)注相應(yīng)的運(yùn)行工況點(diǎn)。一般可以借助曲線直觀地觀察風(fēng)機(jī)參數(shù)，從而工作人員根據(jù)需要可以調(diào)整風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)諸如角度、靜壓、功率等，從而指導(dǎo)礦山的安全生產(chǎn)工作。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)礦井主風(fēng)機(jī)測(cè)試選用了增阻的形式，與此同時(shí)對(duì)各種參量進(jìn)行了探究，這樣可以獲得不同狀態(tài)的增阻方式。同時(shí)對(duì)有無(wú)風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，因此可以依據(jù)比較結(jié)果得到是否在風(fēng)機(jī)上安裝風(fēng)門，以及列舉了在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)所采用的方式。經(jīng)過(guò)探究為礦井實(shí)施主通風(fēng)機(jī)的檢測(cè)提供一定的指導(dǎo)，在工程實(shí)施的過(guò)程中，可進(jìn)一步優(yōu)化通風(fēng)機(jī)的性能，進(jìn)而能夠給礦井的生產(chǎn)提供保障。