通風機性能測定實驗1

1、項目 礦用通風機性能測定 任務1測定礦井通風機性能 能力目標： 1、會正確選擇和使用礦井主要通風機和附屬裝置； 2、能組織進行礦井主要通風機性能的測定工作。 知識目標： 1、能概述礦井主要通風機的種類、主要構造、原理； 2、能陳述主要礦井主要通風機的使用規(guī)定和安全要求； 3、能陳述和解釋通風機比例定義的含義； 4、能陳述通風機類型特性曲線的含義； 5、能陳述和解釋抽出式、壓入式通風礦井中通風機風壓與礦井通風阻力之間的關系 6、能根據不同的通風系統合理確定通風機的聯合運轉形式； 項目目標項目一 礦用通風機性能測定 礦用通風機的分類礦用通風機的分類按照其服務范圍和所起的作用分按照其服務范圍和所起的

2、作用分 按照構造和工作原理分按照構造和工作原理分 主主要要通通風風機機輔輔助助通通風風機機 局局部部通通風風機機 離離心心式式通通風風機機 軸軸流流式式通通風風機機 一、礦井主要通風機及其附屬裝置一、礦井主要通風機及其附屬裝置（一）離心式通風機（一）離心式通風機 離心式通風機主要由工作輪、蝸殼體、主軸和電動機等部件構成。 1、離心式通風機的原理、離心式通風機的原理 空氣沿葉輪的軸向進入葉片之間的流道后，隨葉片旋轉獲得離心力，從葉片根部流經葉片端部，進入機殼，再經擴散器沿徑向排出。（軸向進入，徑向流出） 2、主要特點、主要特點： 風壓高，噪音小，運轉平穩(wěn)，造價低，維修方便。但體積較大。圖圖8-1

3、 8-1 離心式通風機的構造離心式通風機的構造4-72系列離心式主要通風機裝置圖系列離心式主要通風機裝置圖(二二)、軸流式通風機、軸流式通風機軸流式通風機主要由進風口、工作輪、整流器、主體風筒、擴散器和傳動軸等部件組成。 1、主要原理 風機運轉時，空氣沿著風機的軸向方向進入葉輪，被葉片擠壓向前推動，經擴散器排出。（軸向進入，軸向流出） 2、主要特點 結構緊湊，便于調節(jié)風量、風壓。但構造復雜，較難維護 圖圖8-2GAF系列軸流式主要通風機裝置圖系列軸流式主要通風機裝置圖2K60系列主要通風機裝置立體圖系列主要通風機裝置立體圖( (三三) )、對旋式通風機、對旋式通風機 對旋式局部通風機也是一種軸

4、流式通風機，和傳統軸流式通風機相比較，具有高效率、高風壓、大風量、性能好、高效區(qū)寬、噪聲低、運行方式多、安裝檢修方便等優(yōu)點。 風機的工作原理是：工作時兩級工作輪分別由兩個等容量、等轉速、旋轉方向相反的電動機驅動，當氣流通過集流器進入第一個工作輪獲得能量后，再經第二級工作輪升壓排出。兩級工作輪互為導葉，第一級后形成的旋轉速度，由第二級反向旋轉消除并形成單一的軸向流動。 圖圖4-2-7BDK65系列對旋式主要通風機裝置圖系列對旋式主要通風機裝置圖二.反風裝置 當礦井在進風井口附近、井筒或井底車場及其附近的進風巷中發(fā)生火災、瓦斯和煤塵爆炸時，為了防止事故蔓延，縮小災情，以便進行災害處理和救護工作，有

5、時需要改變礦井的風流方向。 規(guī)程規(guī)定：生產礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在l0min內改變巷道中的風流方向；當風流方向改變后，主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40。每季度應至少檢查1次反風設施，每年應進行1次反風演習；當礦井通風系統有較大變化時，應進行1次反風演習。 反風方法：反風方法： （1）利用專用反風門和反風道反風。 如：離心式主通風機；部分老式軸流式主通風機。 （2）調節(jié)通風機葉片角度反風。 如：GAF軸流式主通風機（停機、調整葉片角度90度） （3）風機反轉反風。 如：軸流式通風機普遍采用。對旋式主通風機。離心式主通風機利用反風門和旁側反風道反風離心式主通風機利用反風門

6、和旁側反風道反風軸流式主通風機利用反風門與旁側反風道反風軸流式主通風機利用反風門與旁側反風道反風 調節(jié)通風機葉片角度反風調節(jié)通風機葉片角度反風 軸流式通風機的反風裝置軸流式通風機的反風裝置 a、b反風門；反風門；c旁側反風道旁側反風道 1、2電動機電動機 機械式葉輪調節(jié)系統機械式葉輪調節(jié)系統 1葉片；葉片；2蝸桿；蝸桿；3葉柄；葉柄；4渦輪；渦輪； 5小傘齒輪；小傘齒輪；6大傘齒輪；大傘齒輪；7小齒輪小齒輪三、主要通風機的使用及安全要求三、主要通風機的使用及安全要求 為了保證通風機安全可靠的運轉，規(guī)程中規(guī)定： 1.主要通風機必須安裝在地面；裝有通風機的井口必須封閉嚴密，其外部漏風率在無提升設備

7、時不得超過5%，有提升設備時不得超過15%。 2. 必須保證主要通風機連續(xù)運轉。 3. 必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置，其中一套作備用，備用通風機必須能在10min內開動。在建井期間可安裝1套通風機和1部備用電動機。生產礦井現有的2套不同能力的主要通風機，在滿足生產要求時，可繼續(xù)使用。 4.嚴禁采用局部通風機或局部通風機群作為主要通風機使用。 5.裝有主要通風機的出風井口應安裝防爆門，防爆門每6個月檢查維修1次。 6.新安裝的主要通風機投入使用前，必須進行1次通風機性能測定和試運轉工作，以后每5年至少進行1次性能測定。主要通風機至少每月檢查1次。改變通風機轉數或葉片角度時，必須經礦技術負

8、責人批準。 7.主要通風機因檢修、停電或其它原因停止運轉時，必須制訂停風措施。 主要通風機停止運轉時，受停風影響的地點，必須立即停止工作、切斷電源，工作人員撤到進風巷道中，由值班礦長迅速決定全礦井是否停止生產、工作人員是否全部撤出。 主要通風機在停止運轉期間，對由1臺主要通風機擔負全礦井通風的礦井，必須打開井口防爆門和有關風門，利用自然風壓通風；對由多臺主要通風機聯合通風的礦井，必須正確控制風流，防止風流紊亂。（一）通風機的工作參數（一）通風機的工作參數 反映通風機工作特性的基本參數有4個，即通風機的風量Q通、壓力H通、功率N通和效率。 1. 1.通風機的風量通風機的風量Q Q通通： Q通表示

9、單位時間內通過通風機的風量，單位為m3s。 2. 2.通風機的風壓通風機的風壓H H通通 通風機的風壓有通風機全壓(H通全)、靜壓(H通靜)和動壓(h通動)之分。 通風機的全壓包括通風機的靜壓與動壓兩個部分，即： H通全H通靜h通動，Pa 擴散器出口斷面的動壓等于通風機的動壓。 四四、通風機風壓及其特性、通風機風壓及其特性 3. 3.通風機的功率通風機的功率N N 通風機的輸入功率P通入表示通風機軸從電動機得到的功率，單位為KW，通風機的輸入功率可用下式計算：傳電1000cos3UI P通入 KW 通風機的輸出功率P通出也叫有效功率，是指單位時間內通風機對通過的風量為Q的空氣所做的功，即： 1

10、000QH通 P通出 KW 4. 4.通風機的效率通風機的效率 通風機的效率是指通風機輸出功率與輸入功率之比。 通入通全出PP通入通全NQH1000通全 通入通靜出PP通入通靜NQH1000通靜 通風機的效率越高，說明通風機的內部阻力損失越小，性能也越好。 ( (二二) )、通風機的個體特性及合理工作范圍、通風機的個體特性及合理工作范圍 1.個體特性曲線 通風機的風量、風壓、功率和效率這四個基本參數可以反映出通風機的工作特性。 每一臺通風機，在額定轉速的條件下，對應于一定的風量，就有一定的風壓、功率和效率，風量如果變動，其它三者也隨之改變。 表示通風機的風壓、功率和效率隨風量變化而變化的關系曲

11、線，稱為通風機的個體特性曲線。 1）風壓特性曲線 離心式通風機個體特性曲線離心式通風機個體特性曲線 軸流式通風機個體特性曲線軸流式通風機個體特性曲線2）功率曲線 3）效率曲線 2.通風機的工況點及合理工作范圍 當以同樣的比例把礦井總風阻 曲線繪制于通風機個體特性曲 線圖中時，則風阻曲線與風壓 曲線交于A點，此點就是通風機 的工作點。 通風機的工作風壓不應大于 最大風壓的0.9倍，即工作點 應在B點以下。為了經濟，主 通風機的效率不應低于0.6，即 工作點應在C點以上。BC段就是通風機合理的工作范圍。 圖圖8-6 軸流式通風機合理工作范圍軸流式通風機合理工作范圍(三三)、比例定律、比例定律221

12、2212121DDnnHH通通3212121DDnnQQ通通5213212121DDnnNN21對同類型的通風機，當轉數n、葉輪直徑D和空氣密度發(fā)生變化時，通風機的性能也發(fā)生變化。這種變化可應用通風機的比例定律說明其性能變化規(guī)律。 ( (四四) )、通風機風壓與通風阻力的關系、通風機風壓與通風阻力的關系 1.抽出式通風礦井通全自h總h動5 通靜自h總 對于抽出式通風礦井，通風機的全壓與自然風壓都用對于抽出式通風礦井，通風機的全壓與自然風壓都用來克服礦井通風總阻力與風流從擴散器進入地表大氣的來克服礦井通風總阻力與風流從擴散器進入地表大氣的局部阻力；通風機的靜壓與自然風壓都用來克服礦井通局部阻力；

13、通風機的靜壓與自然風壓都用來克服礦井通風總阻力。風總阻力。 圖圖8-8 抽出式通風礦井抽出式通風礦井2.壓入式通風礦井 通全自h總 通靜自h總h動3 壓入式通風礦井，通風機的全壓與自然風壓的代數和是用來克服礦井通風總阻力的。 圖圖8-9 壓入式通風礦井壓入式通風礦井五、五、礦井主要通風機性能測定礦井主要通風機性能測定通風機制造廠提供的通風機特性曲線，是根據不帶擴散器的模型測定獲得的，而實際運行的通風機都裝有擴散器，另外由于安裝質量和運轉磨損等原因，通風機的實際運轉性能往往與廠方提供的性能曲線不相同。因此，通風機在正式運轉之前和運轉幾年后，必須通過測定以測繪其個體特性曲線，以便有效地使用好通風機

14、。 通風機性能試驗的內容是測量通風機的風量、風壓、輸入功率和轉數，并計算通風機的效率，然后繪出通風機實際運轉特性曲線。 主要通風機的性能測定，一般在礦井停產檢修時進行。根據礦井具體情況，可以采用由回風井短路或帶上井下通風網路進行。礦井通風改造、急需了解通風機性能時，也可在礦井不停產條件下，采用備用通風機進行性能試驗，由反風門樓百葉窗短路進風和調節(jié)工況。 抽出式通風礦井，一般測算通風機的靜壓特性曲線、輸入功率曲線和靜壓效率曲線；壓入式通風礦井，一般測算通風機全壓特性曲線、輸入功率曲線和全壓效率曲線。 一、測定前的準備一、測定前的準備 1.制訂試驗方案 制訂試驗方案時，應對回風井、風硐、通風機設備

15、的周圍環(huán)境作系統的周密調查，然后根據本礦的具體情況，確定合理可行的試驗方案。 2.準備儀表、工具和記錄表格 根據通風機性能試驗準備所需要的儀表、工具和基礎記錄表格。3.其它準備工作 (1)記錄通風機和電動機的銘牌技術數據，并檢查通風機和電動機各部件的完好狀況； (2)測量測風地點和安設工況調節(jié)框架處的巷道斷面尺寸； (3)在工況調節(jié)地點安裝調節(jié)框架，并準備足夠的木板。在測風地點安裝皮托管。在電路上接入電工儀表； (4)安裝臨時的聯絡通訊設施； (5) 檢查地面漏風情況，并采取堵漏措施； (6) 清除風硐內碎石等雜物和積水。 4.組織分工 礦總工程師負責組織通風、機電和礦山救護隊等部門成立通風機

16、試驗指揮組，設總指揮一人。同時下設工況調節(jié)組、測風組、測壓組，電氣測量組、通訊聯絡組、安全組和速算組，每組的人數由工作任務而定。主要通風機操作工在測定整個過程中都要參加，了解全部安排，并聽從總指揮的命令。（二）測定方法與步驟（二）測定方法與步驟 通風機性能試驗的布置方式應根據具體情況因地制宜地確定，其總的要求是要選擇風流穩(wěn)定區(qū)為測量風量和風壓的地點，以使測出的數據準確可靠。對于生產礦井，一般都是利用通風機風硐進行試驗，其布置如圖所示。圖圖8-15 通風機性能試驗時的布置通風機性能試驗時的布置 1通風機；通風機；2風硐；風硐；3擴散器；擴散器；4反風道；反風道；5防爆門防爆門在在I-II-I斷面

17、處設框架，用木板來調節(jié)通風機的工況，在斷面處設框架，用木板來調節(jié)通風機的工況，在斷面斷面處設靜壓管，測該斷面的相對靜壓，用風表在處設靜壓管，測該斷面的相對靜壓，用風表在斷面之后測風速，斷面之后測風速，或者在或者在斷面的圓錐形擴散器的環(huán)形空間用皮托管測算風速。斷面的圓錐形擴散器的環(huán)形空間用皮托管測算風速。 1.1.工況調節(jié)的位置和方法工況調節(jié)的位置和方法 通風機性能試驗時，工況調節(jié)地點一般設在與回風井交接處的風硐通風機性能試驗時，工況調節(jié)地點一般設在與回風井交接處的風硐口，如圖口，如圖8-158-15中中I II I斷面位置斷面位置( (當條件不許可時可設在總回風道或利用當條件不許可時可設在總回

18、風道或利用風硐閘門與井口防爆門調節(jié)風硐閘門與井口防爆門調節(jié)) )。其方法是在調節(jié)地點的巷道內安設穩(wěn)固。其方法是在調節(jié)地點的巷道內安設穩(wěn)固的框架的框架( (用工字鋼、木料都可用工字鋼、木料都可) )，如圖，如圖8-168-16所示。所示。 調節(jié)工況點的數目不應少于調節(jié)工況點的數目不應少于8 81010個，以保個，以保證測得的特性曲線光滑、連續(xù)。在軸流式通風證測得的特性曲線光滑、連續(xù)。在軸流式通風機風壓曲線的機風壓曲線的“駝峰駝峰”區(qū)，測點要密些，在穩(wěn)區(qū)，測點要密些，在穩(wěn)定區(qū)測點可疏些。定區(qū)測點可疏些。 圖圖8-16 工礦調節(jié)框架工礦調節(jié)框架離心式通風機一般采用封閉啟動，即網路風阻最大時啟動(又稱

19、關閘門啟動)，然后逐漸提升閘門降阻調節(jié)工況。軸流式通風機一般采用開路啟動，即網路風阻最小時啟動(又稱開閘門啟動)，然后逐漸放下閘門增阻調節(jié)工況。 2.通風機性能參數的測定 ）靜壓的測定 靜壓測量的位置應在工況調節(jié)處與風機入口之間的直線段上，距通風機入風口的2倍葉輪直徑以遠的穩(wěn)定風流中，如圖8-15中斷面處。 為了測出測壓斷面上的平均相對靜壓，可在風硐內設十字形連通管，在連通管上均勻設置靜壓管，然后將總管連接到壓差計上，如圖4-27所示。）風速的測定 (1) 用風表在工況調節(jié)處與通風機入口之間的風流穩(wěn)定區(qū)測平均風速，并計算風量，例如可在圖8-15中斷面附近測風。 (2) 用皮托管和微壓計測量風流

20、動壓，然后換算成平均風速，并計算風量。皮托管可安設在測量靜壓的斷面處，也可以安設在通風機圓錐形擴散器的環(huán)形空間，如圖8-17所示。圖圖8-17 靜壓管的布置靜壓管的布置為了使測量數據準確可靠，在測量斷面上按等面積布置多根(圖中為12根)皮托管。安裝時應將皮托管固定牢靠，務必使頭部正對風流方向。若微壓計臺數充足時，每支皮托管可配一臺微壓計，其連接方法如圖8-17所示，然后求動壓的算術平均值。若微壓計臺數不足時，可采用幾支皮托管并聯于一臺微壓計上，這樣使讀數與計算都較簡便，雖有點誤差，但對測量結果影響不大。 ）電動機功率及其效率的測定 電動機輸入功率可用兩個單相瓦特表或一個三相瓦特表來測量，也可以

21、采用電壓表、電流表和功率因數表測量。電動機的效率可根據制造廠家的特性曲線選取，使用時間較久的電動機可采用間接方法即損耗法測定。）通風機與電動機轉數的測定）通風機與電動機轉數的測定 通風機與電動機的轉數，可用轉數表測定。通風機與通風機與電動機的轉數，可用轉數表測定。通風機與電動機直接聯動時，應測定電動機的轉數。如果用皮帶輪電動機直接聯動時，應測定電動機的轉數。如果用皮帶輪傳動，應分別測定通風機和電動機的轉數。傳動，應分別測定通風機和電動機的轉數。 ）空氣密度的測定）空氣密度的測定 用空盒氣壓計或數字式氣壓計測量風流的大氣壓力，用空盒氣壓計或數字式氣壓計測量風流的大氣壓力，用干濕球溫度計測量風流的

22、干溫度和濕溫度，根據大氣壓用干濕球溫度計測量風流的干溫度和濕溫度，根據大氣壓力和干濕球溫度讀數計算空氣密度。力和干濕球溫度讀數計算空氣密度。 3.操作程序及步驟操作程序及步驟 在工況調節(jié)之前，應先把防爆門打開，使礦井保持自在工況調節(jié)之前，應先把防爆門打開，使礦井保持自然通風。然后再由總指揮發(fā)出信號，啟動通風機，待風流然通風。然后再由總指揮發(fā)出信號，啟動通風機，待風流穩(wěn)定后，即可正式測量。穩(wěn)定后，即可正式測量。 在通風機性能試驗中應注意以下事項：在通風機性能試驗中應注意以下事項： (1)通風機應在低負荷工況下啟動，隨時注意電動機的負荷和各部件的溫升。軸流式通風機在“駝峰”點附近應特別注意。如果發(fā)現