煤矿主通风机技术改造方案的选择与分析.pdf

煤矿 主通风机技 术改造方案 的选择 与分析 煤 矿 主通 风 机技 术改造 方案 的选 择 与 分析 Sel ec t i o n ＆ An al ys i s o f Tec h ni ca l I m pr o vemen t Pl a n o f M ai n Fan f or CoaI M i n e 【 摘要】 结合 实例 ， 介 绍 了矿 用 主 通 风 机 技 术 改 造 的 方案 。 从 技 术和经济方 面对各种方案进行 了比较和 分析 ， 确 定 出最佳方案 ， 并 总结 了方案的特 点 ， 提 出 了风 机 技 术 改 造 要 注 意 的 问题 。 关键词 主通风机改造方法分析 A ‘d n i n g t h e e x a mp l e s - t e c h _c a l 1 p ∞v e r I 蛐 t口 l a n o f ma L n f a n f o r c c 日 l mi n e i s n D d 1 l o e d W i 出 t h e r e s p e c t s f t e c } 1 m 1 0 a n d e c o n o my-o 。 s 。 n a n d a I 1 豳a r e t a m ed o u t o n v a r i o u s p l a n s ． o p d mu m p l a n i s e sta b l is I d ． Th e c h a r a c t e r i s ti c s f t h e p l a n ．塔 S I m 【 1 I 1 【1 a z e d a n d h e p d e n e x i s t e d t e c _h mc a l ． [ 。 臣 n既 1 t ff a ni s p u t f 嗍r d ． 1 f a n h I 咖忸I 蛐 t Me t h o d A I 蛐 一 、引言 随着煤矿服务年限的增加， 开采范围的增大和 通风战线的拉长 ， 往往会出现风机的供风量不能满 足井下生产需要 的情况 ， 须对 风机进行 技术改 造 以 满足矿井生产 的需要 。本文 以某煤矿 的主通风机改 造为例 ， 对此进行 了阐述 。 二、 技术条件 某煤矿 年生产 能力为 6 0万 吨 ， 立井提升 ， 通风 方式 为中央边界抽 出式通风 ， 风井安装了两 台 4 7 2 1 1 N Q 2 0 B型离心式通风机， 配有额定功率 1 3 0 k W 的电动 机 ， 电动机 的额 定 转速 n e 7 2 0 r ／ mi n ， 额定 电流 2 1 8 ． 4 A， 电压 3 8 0 V。采用输 送带传动， 风机转速 1 5 6 0 r ／ m in ， 风机主轴皮带轮 直径 Dr 7 8 0 mm， 电动 机皮带 轮直径 Da 6 2 0 mm， 由于矿井延 伸 ， 采 掘范 围增大 ， 通风 战线拉长 ， 通风 2 0 0 3年 3月 1 7日收到泰 安市2 “ 7 1 0 2 1 侯 印浩山东科 技大 学 机 的供风量 已不 能满足井 下生 产需 要。2 O O 2年 l 1 月对通风机装置进 行了性 能测试 ， 实测 通 风机供 风 量为 Ql 2 5 0 0 m3 ／ rai n ， 经过 计算 ， 井下 正 常生产 时 所需供 风量 为 2 6 7 0 r n 3 ／ mi n ， 若满 足矿 井 生产 ， 尚缺 1 7 0 m3 ／ rai n风 量 。 三、 技术改造方案 根据矿用离 心式通 风机 的性质 ， 通 常是采 用如 下几种主要 方案来 调节风 机 的风量 1 风阻 调节 ； 2 节流调节 ； 3 转 速调节 ； 4 重 新 选 型。通过对 此进行 的技术和经济 比较确定 出了最佳方案 。 1 方案一 主要减少 矿井 阻力 ， 该 风 机调节 闸 门已近全开 ， 若想减少矿井 网络阻力 ， 须对井下通风 系统进行技术改造 。本 矿是老矿井 ， 生产线 路长 ， 网 络复杂 ， 投资大 ， 时间长。由网络特性 曲线可知 风阻 减少 ， 风机效率会降低 ， 不宜采用 。 2 方案二 主要是强 化对 风 门的管理 ， 提 高风 门和 闸门周边的密闭性、 以减少外 部漏风 ， 方案简单 易行 ， 不需投资 ， 但 由于增加 风量较 少 ， 不 能满 足矿 井 生产需要 。 3 方案三 投 资大 ， 安装工期 长 ， 矿井剩下 的服 务年限较短 ， 产量逐年减少 ， 亦不宜采用 。 4 方案 四 只需 更换皮 带轮 ， 时 间短 ， 投 资 少 ， 两 台风机轮流改造 ， 不影响正常生产 ； 而且供风调节 范围较大 ， 因此决定采 用转 速调节法 对 风机进 行技 术改造 。 四、 方案 的实施 转速调节法 首先要 对风机装 置 进行性 能测试 。 获得有关的技术参数， 再通过理论计算分析 ， 确定皮 带轮直径 ， 最后更换皮带轮 。 一 1 7 维普资讯 口 设 计试 验 风机技术 2 0 0 3 年第5 期 1 ． 测试 的技术数据 电机功率 因数 ∞ 0 ． 8 2 ， 工作 电流 J 1 7 5 A， 电源 电 压 U 3 8 0 V， 通 风 机 实 际 供 风 量 Ql 2 5 0 0 m3 ／ rai n 。风机主轴皮带 轮直径 o s 7 8 0 mm， 电 动机 皮带轮直径 6 2 0 r n mo 2 ． 理论计 算及 分析 电机输 出功率 N k w 按如下公式计算 N ul r x s x3 8 0 x1 7 5x0． 8 29 4． 5 由于 N9 4 ． 5 k W 小 于 电机 的额定 功率 1 姗， 可知 电机 在运 行 中并未 达 到其 额定 功 率 。 假设 电机为满载运行 ， 根 据如下公式可求 得风机在 电机满载条件下的供风量 Q2 。 盟 一f 1 ’ N ＼ Ql 7 式 中 电动机额定功率 ， k W Q1 - j 百风机实 际供风量 ， m s ／ mi n 3 厂 Q2 x Ql 2 7 8 0 Q2 Ql ， 说 明电机在 满载运行情况下 ， 通风机 供 风量能够满足生产所需 ， 理论上 已证 明采取更换 皮带轮的方案是可行的。 3 ． 确定皮带轮 的尺 寸 电动机满载运行时风机转速 2 r ／ mi n 可 由下 面公式求 出 ， z 2 ， z l 5 6 06 2 2． 7 2 l x 式 中n l 风机转速 ， r ／ mi n 皮带轮传 动 比 可 由下面公式求 出 f 6 2 2 7 1 ． 1 5 ‘ 7l 。 ． 上 上J 式 中 电动机额定转速 ， r ／ mi n 1 风机主轴皮带轮直径不变 ， 则电动机皮带 轮的直径 为 Dd i 6 7 8 式 中 D广风机主轴皮带轮直径 ， l -n l n 即， 若 将 电动 机 皮带 轮 直径 由原 来 的 6 2 0 mm 增加到 6 7 8 mm， 那 么就 可 满 足 矿井 生产 风 量 的要 求 。 一 1 8 一 2 若 电动机轴皮带轮直径不变 ， 则通风机主 轴皮带轮的直径为 DaOsx 6 2 0 x1 ． 1 57 1 3 式 中 电动机轴皮带轮直径 ， l - n l n 即 ， 若 将 通 风 机 主 轴 皮 带 轮 直 径 由 原 来 的 7 8 0 mm减少到 7 1 3 mm， 那么就可满足矿井生产 风量 的要求 。 五 、 总结 该矿利用转速调节法对 风机 进行 了技术改 造 ， 其它设备不变， 只是将 电动机皮带轮直径增大 ， 电 动机 由轻载运行变为满 载运行 ， 这 样风机 风量 就得 以增大 ， 从而 可满 足矿井 生产 的要 求 ， 这 样技 术 改 造就获得了成功 。总结 本次风机 技术改 造过程 ， 有 如下几个特点 1 技术改造工艺简单 ， 投资少 ， 不影响生产， 适合本矿的实际； 2 通过 风机 性 能测试 ， 表 明改 造后 的风机 处 在高效、 稳定合理的工作范 围之 内， 且风机效率 比 改造前有明显的提高 ， 证 明技术改造是成 功的 ； 3 为相似矿井风机的技术改造提供了可借鉴 的经验。 需注意如下几个 问题 。 1 改 造前要 对通 风机 装 置进 行性 能 测试 ， 确 定有关的技术参数 ， 为技术改造提供理论依据。 2 用该技术方案改造 矿井 主通 风机时应 考虑 如下两个条件 ①电机实际运行功率并未达到其额 定功率 ； ②理论计算 电机 满负荷情况 下 的风机风 量 应大于风机实际供风量 ， Q2 Ql ， 如满足 上述两 条 方可采用此技术方案改造风机 。 3 通 过增加 风机 转 速来 提高通 风 机 的风 量 ， 前提是不能超过通风机允许的最大转速。 参考文献 1 侯印浩． 煤矿采掘机械． 中国矿业大学出版社 ， 1 9 9 3 ． 2 李 纪等 ． 矿 山设 备性 能测 定 与状 态 诊 断技 术 ． 煤 炭工 业 出版 社 ， 1 9 9 6． 3 张也影 ． 流体 力学 ． 高 等教育 出版社 ， 1 9 8 8． 维普资讯