主通风机改造设计方案.pdf

2 0 0 4 年 第3 期 东 媳爰 钟技 1 9 主通凤机 改造设针 方案 枣庄 市留庄煤业有限公司 任安 国 孙忠奎 摘要为了使 主通风机在最高效率点运行 ， 该文详细介绍了主通风机 的技术改造方案和选型， 以及变频调速技术在主通风 机上的应用。 关键词 主通风机改造设计方案 变频技术 留庄煤业有 限公司现实际生产能力 0 ． 6 M t ／ a ， 为低瓦斯 矿井 ， 采用中央并列抽 出式通风方式。通风机房现安装两 台 G 4 7 3 1 1 N O． 2 2 D型离心式通风机 ， 配套 电机 Y 3 5 5 L 一1 0 。 1 6 0 k W， 5 8 0 r ／ m i n ， 3 8 0 V 。两 台风机 一台工作 ， 一 台备用。 目 前 ， 老区三个采煤工作面 、 两个掘进 迎头； 新区六个掘进 迎 头。其通 风参 数 为 主扇 吸风 量 3 8 7 7 m 3 ／ m i n ， 矿井 需 风 量 4 1 0 0m ／ mi n ，矿 井 实 际进 风量 夏 季 为 3 2 0 0 m s ， I I li n ， 冬 季 为 3 5 0 0m 3 ／ mi n ，矿井负压 1 3 6 m m H 2 0 ， 矿井等积孔2 ． 0 r n 2 。 目前的进风量不能满足三个 回采面同时生产的需要 ， 必 须降低产量或提高通风能力方可达到安全生产 的要求 ， 二者 必选其一。经公司研究 ， 确定改造通风系统 ， 提高通风能力 以达到安全规程的要求 。 1 风机选型计算依据 按两个回采工作面， 六个掘进迎头同时生产时正常用风 的需要。矿井总回风量 5 4 ． 2 m 3 I s ； 最大负压 2 2 0 m m H 2 0 。 1 ． 1 通风机所需风量 Ql L ． Q K1 ． 1 0X 5 4 ． 2 5 9 ． 6 2 m 3 ／ s 。 式中I L 一通风设备漏风系数 ， 取 1 ． 1 0 。 1 ． 2 通风机所需全压 前期 H K Ah h 。 2 2 0 1 8 2 0 2 5 8 n m a H 2 0 。 式中} { K 一矿井通风阻力 ； △h 一通风设备阻力损失 ， 取 1 8 n u n O ； l lI 一动压损失 ， 取 2 0 m m H 2 0 。 1 ． 3 通风机选型 根据 该 通 风 机 无 因 次 特 性 曲 线 ， 其 最 佳 工 况 点 0． 2 3， H 0． 4 3 7 ， 9 3 ％ 。 最佳等积孔系数 而 0 ． 2 3 - 0 ． 3 4 8 。 矿瓶小等 积孔 _0 ． 3 8 _0 ． 3 8 1 ． 4 1 n 12 。 式中 } I D 一通风机服务期间需要的最大全压。 最有利的叶轮外径 D B 1 -0 8 √ 1 -0 8 √ 2 ． 17 m 。 通过上述计算 ， G 4 7 3 1 1 N O ． 2 2 D型 下转第 2 1 页 械进行人工直接操作 ， 保证主要设备正常运行。 3 技术经济比较 3 ． 1 功能分层体系 D C S 的层次化体系特点 ， 充分体现了集 中操作管理 ， 分 散控制的思 想 ， 便于运行人员对机组 综合信息 的获得 和操 作， 同时使控制系统的危险分散。 3 ． 2 功能齐全操作方便 D C S 可以提供多种显示画面， 包括操作显示、 成组显示 、 棒状 图显示 、 趋势显示等 ； 并可进行报警提示， 操作指导 、 制 表记录、 历史数据存储和检索， 便 于运行人员对整个生产过 程进行监视和操作 ， D C S强大的软件功能可 以实现复杂 的控 制保护功能 ， 从而保证机组 的安全 、 可靠运行。 3 ． 3 可靠性高 从元件选择电路设计到系统配置软件实现 ， D C S 都具有 很高的可靠性。同时 D C S 还具有软硬件 自检功能 ， 并有报警 提示 ， 故障排除后 ， 可 自动恢复工作。 3 ． 4 扩展方便组态灵活 D 系统是开放的网络结构 、 扩展方便 ， 组态灵活。 3 ． 5自 动调节功能 D C S 采用先进的控制理论 ， 实现了常规仪表无法实现的 复杂的自动调节 ， 使工 艺参数达到最佳运行式况 ， 大大提高 了设备的热效率， 节约能源， 实现经济效益的大幅提高。 3 ． 6 集中控制维修方便 D C S系统实现了机炉电的集 中控制， 减少了控制室的数 量和运行人员数量 ， 同时 D C S 系统现场检修简便、 快捷 、 不需 要大量备件和检测仪表。 作者简介阮方男 ， 1 9 7 1 一 ， 1 9 9 2年毕业于中国矿业 大学热动专业 ， 学士学位， 现任龙矿集 团热电厂调度室主任。 维普资讯 2 0 0 4 年 第3 期 童 堪晨 舛枝 2 1 变形的共同作用下， 冻结管极易发生断裂。 4 结束语 1 冻结管发生断裂的主要原因， 是 因掘砌施工速度过 快及空帮高度过 大所致 ， 在 以后的深井冻结 施工 中。 应协调 好冻结与掘砌之间的关系， 在确保冻结壁达到设计值时， 才 能进行掘砌施工。 2 加强冻结钻孔质量的监督， 冻结孔 的偏斜及下管质 量一定要符合技术规范及设计要求。 3 加强冻结壁变形的监测 ， 发现变形值超过规范要求 ， 应采取措施， 决不能存在侥幸心理， 盲目追求施工进度。 4 深井冻结在进行方案设计时， 应在保证施工可行性 的前提下进行技术优化 ， 不能盲 目冒进。 作者简介沈华军男 ， 1 9 7 4 年 5月 8日出生 ， 本科学历 ， 助 理工程师， 主要从事冻结工程的设计、 施工及管理工作。 上接第 1 9页 通风机能够满足要求 ， 但电机转速需增加到 7 3 0 r ／ mi n 。 1 ． 4 确定通风机的运转工况点 通风机叶轮的切线速度 v v 8 4． 1 I I l ， s 。 ’一 6 o 一 6 o 一 “ 。 滟 翥 萄 l87。 全 压 系 数 百 导 o ．3 。 矿井等积孔系数 o ． 3 4 。 矿井 网路无因次特性曲线 ‘ 百 去 1． 8 ．6 。 用上述公式在 G d 一 7 3 1 1 通风机无 因次特性曲线 图上 作出通风网路特性 曲线 ， 其 曲线与通风机特性 曲线的交点就 是运转工况点。 见表 1 。 表 1 运转工况点 ＼工况 点 调 节 门 调 节 门 调 节 门 调 节 门 ＼ 项 目＼ ＼ 开启 o 。 开启 1 5 。 开启 3 0 。 开启 4 5 。 Q 0 、 2 2 6 O ． 2 2 0 ． 2 1 3 0 ． 1 9 5 Q m 3 ／ s 7 2 、 2 7 0 ． 3 6 8 6 2 ． 3 H 0． 4 4 0． 4 2 0． 3 8 5 0． 3 2 5 H m m I O 3 8 o 3 6 2 3 3 2 2 8 0 “ ％ 9 3 ％ 9 0 ％ 8 7 ％ 8 2 ％ N k W 3 2 5 3 1 1 2 8 5 2 3 4 Q 哥D 2 V ； H 垣 ； N 1 ． 1 x0 _Q 9H 根据上述计算结果及 运转 工况点 ， 需选用 2 5 0 k W 电机 ， 并且必须将主扇调节门开启到 4 5 。 运行。 另外 ， 为了确保扇风机在调节门为 0 o 时的最高效率点的 运行 ， 必须采用变频调速。由风机调速性能 曲线可知 在满 足风量、 静压 的情况下 ， 扇风 机电机 的转 速 为额定 转速 的 8 6 ％ 。 即 6 2 8 r ／ mi n 。 2 技术改造方案 1 用 Y 3 5 5 L 一8 电机两 台， 2 5 0 k W， 转速 7 3 0 r ／ m i n 。 2 应用 两台变频调 速器， 其额定 电流 5 2 0 A ， 功率 2 8 0 k W， 或一台变频调速器 、 一台自耦减压启动器。 3 新增设两趟 w 一 31 5 0 n m a 2 供电电缆及 电机电缆， 并将原两趟 w 一 3 1 2 O 衄 电缆分别与 1 5 0 n m a 2 电缆并用。 4 各配电柜更换 6 块电流表及 6 个电流互感器。 5 主扇风机更换改造型叶轮、 调节门装置、 联轴器及风 筒外壳。 6 对 主轴进行 x光探伤测试。 两种启动方式的优缺点比较见表 2 。 表 2 两种供电系统启动方案对 比 ＼＼方案 孵 ＼ 方 案 一 方 案 二 1 、 两 台变频器 一台工 1 、 可采用变频器工作， 作 、 一 台备用 ， 安全可 自耦减压柜作备用， 确 靠性高。 保安全可靠 。 供 电 安 全 2 、 使用变频器 ， 其 启动 2 、 自耦 减压柜启 动不 加速平稳 ， 减小对电动 平稳， 对电动机及低压 可靠性 机及低压 电网的冲击， 电网冲击较大， 影响其 对设备有利。 他设备的安全运行。 3 、 变频柜出现故 障。 难 3 、 自耦 减压柜 出现故 以维修。 障， 便于维修。 1 、 调节门开启 o 。 。 通风 网路的效率最高， 使用 1 、 使用变频器工作， 节 变 频器 在 6 2 8 r ／ ra i n的 能效果相同， 使用 自耦 低转速下 。 满足通风要 减压柜， 则需调风 门至 求 ， 较工频状态下节能 4 5 。 满足通 风 要求， 则 约 2 0 ％， 每年节能效益 阻力增加 ， 浪费电能。 经济性 可观。 2 、 选 用一台变频 器约 2 、 选用两台变频器 。 设 1 5 万元 。 自耦减压启动 备投入约 3 o 万元。 柜 4万元。 3 、 采用 变频调速 器服 3 、 需增加 2台配电柜 务 期间能根据实际需 装备具有 电气闭锁的 要调整电机转速 。 确保 4台 6 0 0 A空开关和母 排 。费用 2 万元。 主扇在高效区运行 。 由以上比较优先选用方案一。 3 改造后 的效果 按 1 6 2 采区一个回采面， 1 2 4采区一个 回采面 ， 1 2 3 采 区 一 个备用采面、 六个掘进头考虑， 经北大巷扩巷和人行下山 改造为回风巷后 ， 其 计算通 风参 数为 矿井需 要 总回风量 3 3 5 2 ／ m i n 5 4 ． 2 m 3 ， s ， 矿 井 负 压 2 2 0 m m H 2 0 ， 矿 井 等 积孔 1 ． 41 1-1 1 2 。其通风参数完全符合 煤矿安全规程 及 一通三防 实施细则 的要求。 维普资讯