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煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法 MT 421 1996 中华人民共和国煤炭工业部中华人民共和国煤炭工业部 19961230 批准批准19971101 实施实施 1主题内容与适用范围主题内容与适用范围 本标准规定了煤矿用主要通风机运行参数测定条件、测定仪表、测定参数。 本标准适用于安装在煤矿的主要通风机简称通风机，在运行条件下对其性能参数进行 测定。 2引用标准引用标准 GB／T 2888风机和罗茨风机噪声测量方法 GB／T 10178通风机现场试验 3测定条件测定条件 3．1一般条件 a．测定前应检查通风机、电动机各零部件是否齐全，装配是否紧固，运行是否正常。 b．通风机进风口或出风口至风量、风压测定断面之间的风道应无明显漏风。 c．引风道、风硐内应无杂物堆积和积水。 d．保障测定人员安全及防止机器受损坏所采取的措施，应对通风机的空气动力性能 无任何影响。 3．2风量和风压调节 3．2．1轴流式通风机 a．抽出式通风风量调节闸门应设在距通风机入口大于 5 倍叶轮直径的巷道内。 b．压入式通风风量调节闸门应设在距通风机出口大于 10 倍叶轮直径的巷道内。 c． 风量调节闸门应安装牢固， 其强度应能承受大于通风机最大风压 1． 5 倍的压力。 3．2．2离心式风机 一般利用通风机自身设置的闸门进行风量调节。若闸门损坏或调节不方便，可参照 3．2．1 条的规定 设置风量调节闸门。 3．2．3每调节一次风量、风压为通风机的一个工况点，通风机的特性曲线应包含有 7 个 以上工况点。 a．轴流式通风机应采用开路启动，逐渐增阻调节。 b．离心式通风机应采用闭路启动，逐渐降阻调节。 c．特殊情况可不受此限。 3．3安装在煤矿的通风机，有下列情况之一者应进行运行参数测定 a．连续运转 3 年； b．新安装； c．技术改造前、后； d．更换了叶片、电动机、改变了动叶、导叶角度。 3．4通风机应由煤炭工业部指定的质检机构进行测量。 4测量仪表测量仪表 见表 1。 表表 1 序号仪器名称测量范围准确度 数量 只台 用途 1气压计800～1 060 hPa200 Pa1测大气压力 2温度计0～50℃0．1℃2测温度 3干湿温度计－25～50℃0．2℃2测干、湿温度 LQS 4皮托管系数 0．998～1．004≥25测动压、全压 5全压管系数 0．998～1．004≥25测全压 6附壁静压片或静压管系数 0．998～1．004≥8测静压 7 风速传感器、 遥测风速计、 风速表 0．5～20m／s0．10～0．20m/s≥25测风速 8压差计0～6 000 Pa10 Pa≥5测静压、全压 9压差计0～2 000 Pa1.0 Pa≥5测动压 10电流互感器0.2 级2电气参数测定 11电压互感器0.2 级2电气参数测定 12功率因数测量仪表0.5 级2电气参数测定 13功率测量仪表0.5 级2电气参数测定 14电压测量仪表0.5 级2电气参数测定 15电流测量仪表0.5 级2电气参数测定 16转速表1r/min1 测风机、 电机转 速 17声级计1 型1测噪声 18点温计0.1℃1电机温升 注在进行通风机运行参数测定时，可根据具评测定方法选用表 1 中的测量仪表。在高原地区测量大 气压时，参照表 1 选用相适应的空盒气压计。 5参数测定参数测定 5．1空气密度测定 在距风压测点 20m 内的巷道中，用气压计测量绝对静压，用干、湿温度计测量干、湿 温度。每调节工况 1 次测量 3 次，取其算术平均值按式1计算空气密度 t pp sat     273 377. 0 10484. 3 0 3  1 式中ρ空气密度，kg／m3； p0大气压力，Pa； Φ空气的相对湿度，％； psat温度为 t℃时空气的绝对饱和水蒸气压力，Pa； t空气的温度，℃。 5．2风量测定 5．2．1选择测定断面的条件 5．2．1．1按 GB／T 10178 中 6．2 条选择风量测定断面。 5．2．1．2现场条件不能满足 5．2．1．1 条的要求时可按下列的要求选择 a．轴流式通风机可选在集风器入口； b．离心式通风机可选在通风机入风口附近。 5．2．1．3应选两个以上测风断面，断面之间应无漏风。 5．2．2风速测点的布置 5．2．2．1圆形巷道断面 按 GB／T 10178 中 6．4．3．1 条的要求布置。 5．2．2．2矩形巷道断面 按 GB／T 10178 中 6．4．3．3 条的要求布置。 5．2．2．3扩散器环形断面 按 GB／T10178 中 6．4．3．2 条的要求布置。 5．2．2．4其他形状的巷道断面； a．面积测定在同一断面上划分成若干个矩形、三角形、半圆形等小块，计算总面 积。 LQS b．测点布置用全压管测风量，将全压测点布置在每个小面积块的重心上。静压测 点，根据巷道断面的近似形状布置在巷道壁上。 c．各种断面形状的重心按附录 A 计算。 5．2．2．5静压测点的布置 a．环形空间见图 1a，测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁和芯筒外缘的交点 a、b、c、d、e、f、g、h 处； b．圆形断面见图 1b，测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁的交点 d、6、c、d 处； 图图 1静压测点安设位置示意图静压测点安设位置示意图 c．矩形断面见图 1c，测定布置在高、宽中线与硐壁的交点 a、b、c、d 处。 5．2．3测定方法 5．2．3．1皮托管测定法 a．皮托管的安装按 5．2．2 条的规定，在流速均匀的测定断面安装支撑架和皮托 管。皮托管的测头应超前支撑架 100mm，其全压孔应迎风正对气流，允许偏角不大于 5。 b．动压测量用干净、畅通、不漏气的软管，将皮托管的“” 、 “－”接头与压差 计的“” 、 “－”接头对应连接，测量动压。 5．2．3．2全压管、附壁静压片测定法 a．全压管的安装按 5．2．2 条的规定，在流速不均匀的测定断面或扩散器环形空 间、集风器入口安设全压管。全压管测头应超前支撑架 100mm，全压孔迎风正对气流，允 许偏角不大于 15。 b．附壁静压片按 5．2．2．5 条图 1 所示的位置，紧贴壁面安设。 c．全压、静压测定用干净、畅通、不漏气的软管，将全压管、附壁静压片的接头 分别与压差计连接，测量全压和静压。 5．2．3．3风速传感器、遥测风速计测定法 按 5．2．2 条的规定，安设支撑架和风速传感器或遥测风速计。仪表测头应超前支撑架 200～250mm，测量各测点风速。 5．2．4风速计算 5．2．4．1皮托管测定法  di i p v 2  2 式中vi测风断面第 i 测点风速，m／s； ρ空气密度，kg／m3； Pdi第 2．测点测得的动压，Pa。 5．2．4．2全压管、附壁静压片测定法 用式2计算测风断面第 i 测点风速。 sititidi ppp 3 sbbsbbsaa ab ib si ppp L L p 4 式中Pti第 i 测点测得的全压，Pa； LQS ζti第 i 测点全压管系数； Psi第 i 测点测算的静压，Pa； Libi 点到静压测点 b 的距离见图 1，m； Laba、b 两静压点的距离，m； Psa、Psba、b 静压测点测得的静压，Pa； ζa、ζba、b 静压测点附壁静压片的系数。 5．2．4．3风速传感器、遥测风速计测定法 直接测得各测点的风速 vi，m／s。 5．2．5风量计算    n i iiV Avq i 1 5 式中qvi通过通风机的风量，m3／s； n测点数； vi第 i 测点测得的风速，m／s； Ai测风断面第 i 块的面积，m2。 5．2．6测定误差 在同一工况用同一方法在两个或多个断面上所测定的风量，其算术平均值与最大值或 最小值的相对差值应不大于 2．5％，若大于 2．5％应重新测试或重新审定测试方案。 5．3风压测定 5．3．1选择测定断面的条件 5．3．1．1轴流式通风机 a．抽出式通风测压断面应选定在集风器入口，图 2 所示ⅠⅠ断面处； b．压入式通风无引风道测压断面应选定在扩散器出口，图 2 所示ⅡⅡ断面处； c．抽压式通风含专门引风道的压入式通风测压断面应选定在集风器入口和扩散 器出口，图 2 所示ⅠⅠ、ⅡⅡ断面处。 图图 2轴流式通风机测压断面位置图轴流式通风机测压断面位置图 5．3．1．2离心式通风机 a．单吸风口离心式通风机，测压断面应选定在控制闸门后尽可能靠近通风机入口， 如图 3 所示ⅠⅠ断面处； LQS 图图 3离心式通风机测压断面位置图离心式通风机测压断面位置图 b．双吸风口离心式通风机，测压断面应选定在风道分支处，图 3 所示ⅠⅠ断面处； c．亦可参照 5．3．1．1 条相应原则选定。 5．3．1．3根据煤矿生产的实际情况，亦可在其他适宜的位置选定测压断面。测定结果仅 供生产使用。 5．3．2风压测点的布置 根据巷道断面形状，按 5．2．2 条的有关规定布置测点。 5．3．3测定方法 5．3．3．1皮托管测定法 a．在 5．3．1 条选定的测压断面，按 5．2．3．1a 条的规定安装皮托管； b．用干净、畅通、不漏气的软管，将皮托管的“”接头与压差计连接，测量全压。 5．3．3．2全压管测定法 a．在 5．3．1 条选定的测压断面，按 5．2．3．2a 条的规定安装全压管； b．按 5．2．3．2c 条的规定，将全压管的接头与压差计连接，测量全压。 5．3．4风压计算 5．3．4．1通风机静压计算 a．皮托管测定法 抽出式通风 1 1 n p p n i tii a     6 式中Pa通风机静压，Pa； Pti第 i 测点测得全压，Pa； ζi第 i 测点皮托管系数； n1测点数。 b．全压管测定法 抽出式通风的计算同6式。 5．3．4．2通风机全压计算 a．抽出式通风 2dst ppp 7 2 2 22 2 1 2 A q p v d  8 b．压入式通风 1 1 1 n p p n i ti t    9 c．抽压式通风 LQS 1 1 2 1 1 2 n p n p p n i ti n j tj t     10 式中Pt通风机全压，Pa； Ps通风机静压，Pa； Pd2通风机扩散器出口测算的速压，Pa； ρ2通风机扩散器出口空气密度，kg／m3； qv2通风机扩散器出口通过风量，m3／s； A2通风机扩散器出口断面积，m2； Pt1i通风机入口第 i 测点全压，Pa； Pt2j通风机扩散器出口第了测点全压，Pa； n2通风机扩散器出口测点数； n1通风机入口测点数。 5．4转速测定 5．4．1电动机转速测定 用转速表测量电动机转速，每调一个工况点测 3 次，取其算术平均值。 5．4．2通风机转速测定 测定方法同 5．4．1 条。通风机与电动机直接传动，只测电动机转速；通风机与电动机 以其他方式传动，应分别测通风机、电动机的转速。 5．4．3传动效率 按表 2 选取。 表表 2 类别传动型式效率η 浮动联轴器0.98 齿轮联轴器0.99 弹性联轴器0.99 万向联轴器α≤30.97 万向联轴器α30.95 梅花接轴0.97 联轴器 液力联轴器在设计点0.93 平带无压紧轮的开式传动0.98 平带有压紧轮的开式传动0.97 平带交叉传动0.90 带式传动 三角带传动0.96 5．5通风机功率、效率测定 5．5．1电动机输入功率 Pe、效率ηm 的测定 按 GB／T 10178 中 7．3 条功率测定方法进行。 5．5．2通风机轴功率计算 emtra PP 11 式中Pa通风机轴功率，kW； ηtr机械传动效率； ηm电动机效率； Pe电动机输入功率，kW。 5．5．3通风机输出功率计算 LQS 5．5．3．1通风机全压功率 1000 i vt t qp P  12 式中Pt通风机全压功率，kW； pt通风机全压，Pa； qvi通过通风机风量，m3／s。 5．5．3．2通风机静压功率 1000 1 vs s qp P  13 式中Ps通风机静压功率，kW； ps通风机静压，Pa； qv1通过通风机风量，m3／s。 5．5．4通风机效率计算 5．5．4．1通风机全压效率 100 a t t P P  14 式中ηt通风机全压效率，％； Pt、Pa通风机全压功率、轴功率，kW。 5．5．4．2通风机静压效率 100 a s s P P  15 式中ηs通风机静压效率，％； Ps、Pa通风机静压功率、轴功率，kW。 5．5．5测定数值的换算 将测定数值换算成标准空气状况和通风机额定转速条件下的数值。 5．5．5．1换算系数计算 a．空气密度换算系数 i k 1 2 . 1    16 式中kρ密度换算系数； ρ1i某一工况点实测空气密度，kg／m3。 b．通风机转速换算系数 i n N N k 0  17 式中kn转速换算系数； No通风机额定转速，r／min； Ni某一工况点实测转速，r／min。 5．5．5．2通风机风量换算 Vnvf qkq 18 式中qvf换算后的通机风量，m3／s。 5．5．5．3通风机风压换算 a．全压换算 tntf pkkp 2  19 b．静压换算 snsf pkkp 2  20 式中ptf换算后的通风机全压，Pa； Psf换算后的通风机静压，Pa。 LQS 5．5．5．4通风机功率换算 a．轴功率换算 anaf PkkP 3  21 b．输出全压功率换算 tntf PkkP 3  22 c．输出静压功率换算 snsf PkkP 3  23 式中Paf换算后的通风机轴功率，kW； Ptf换算后的通风机全压功率，kW； Psf换算后的通风机静压功率，kW。 5．5．5．5通风机效率计算 a．全压效率 100 af tf tf P P  24 b．静压效率 100 af st st P P  25 c．通风机机组效率 100 e tf fm P P  26 式中ηtf、ηst、ηfm换算后的全压、静压和机组效率，％。 5．6通风机的工序能耗计算 5．6．1单台通风机工序能耗计算 6 1 10   n j tfjV f pqt nW E fj 27 式中Ef单台通风机工序能耗也可按 fm 6 . 3 1 计算，kwh／Mm3Pa； n单台通风机测定次数； W单台通风机消耗电量可按电动机输入功率计算，kwh； t统计时间，这里取 t＝3 600s； qvfj第 j 次测算的通风机风量，m3／s； Ptfj第 j 次测算的通风机全压，Pa。 5．6．2多台通风机工序能耗计算 n E E n i fi mf    1 28 式中Efi第 i 台通风机工序能耗，kwh／Mm3Pa； i第 i 台通风机； n运行的通风机台数。 5．7噪声测量 参照 GB／T 2888 第 1．9 条规定标准长度，即当主要通风机叶轮直径小于或等于 1 m 时，取标准长度为 1 m，当叶轮直径大于 1 m 时，取标准长度等于叶轮直径。按 5．2．1．2 条在主要通风机扩散器出口 45的水平方向上，测量风机噪声。 5．8反风量测量 LQS 通风机及其系统处于反风运行状态，参照 5．2 条的规定进行测定。 6测定结果的处理测定结果的处理 6．1按附录 B 填写测试记录。 6．2按附录 C 编写测试报告。 附录附录 A （（补充件补充件）） A1各种几何图形面积和重心的计算方法各种几何图形面积和重心的计算方法 LQS 附录附录 B （（补充件补充件）） 表表 B1通风机运行参数测定记录通风机运行参数测定记录 矿井名称________________通风机型号_________________通风方式_________________ 年月日 测定时间大气参数 调节风 量次数hmin气压 Pa温度℃湿度％ 测风断 面积 m2 测风断 面平均 风速 m/s Ⅰ－Ⅰ 测压断 面积 m2 Ⅱ－Ⅱ 测压断 面积 m2 Ⅰ－Ⅰ 测压断 面静压 Pa Ⅰ－Ⅰ 测压断 面全压 Pa Ⅱ－Ⅱ 测压断 面静压 Pa Ⅱ－Ⅱ 测压断 面全压 Pa 测试人 审核人 表表 B2电动机参数测定记录电动机参数测定记录 矿井名称________________通风机型号_________________电动机型号_________________ 年月日 调节风量测定时间电动机转通风机转传动效率电动机备注 LQS 次数 hmin 速 r/min速 r/min％ 电压 V电流 A 功率因素 cosφ 电动机效 率％ 输入功率 kW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 表表 B3噪声的测定记录噪声的测定记录 矿井名称________________通风机型号_________________年月日 声级dBA声级 风量调节次数 测点名称 123456789101112 扩散器出口 LQS LQS 附附录录C 补充件补充件 煤矿用主要通风机现场测定报告煤矿用主要通风机现场测定报告 报告编号____________________ 受测单位________________________________________ 产品名称________________________________________ 产品型号________________________________________ 测定类别________________________________________ 签发日期_____________年__________月___________日 1煤矿用主要通风机现场测定基本情况煤矿用主要通风机现场测定基本情况 a．测定的技术依据________________________________________ b．测定时间_____________年__________月___________日 c．测定条件和要求； d．测定方案 2测量仪器测量仪器 表表 C1 序号仪器名称型号规格数量检定有效期备注 1 2 3 4 3现场测定布置现场测定布置 4现场测定数据整理结果现场测定数据整理结果见表见表 2 5测定结果结论测定结果结论 a．通风机工序能耗kwh／Mm3pa b．反风量m3／min c．噪声dBA d．合理工况区域 e．绘制 p～fqv、N～fqv曲线 结论 测定人员______________________________________ 测定负责人____________________________________ 技术负责人_____________________________________ 检定单位公章 _____________年__________月___________日 LQS 表表 2数数据整理结果表据整理结果表 矿井名称 __________________________通风机型号 __________________________通风方 式__________________________年月日 现场实测值 通风机转 速换算系 数 换算后的数值 工 况 点 qv m3 /s pt P a p s P a Pa k W Pt k W Ps k W η t η s 空 气 密 度 换 算 系 数 k ρ k n 2 n k 3 n k qvf m3 /s pt f P a p sf P a Pa f k W Pt f k W Ps f k W η tf η sf 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 附加说明附加说明 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会提出。 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会通风及设备分技术委员会归口。 本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草和负责解释。 本标准主要起草人胡宗雄、叶汝陵。 LQS