第十章通風(fēng)機的選型計算

1、第十章 通風(fēng)設(shè)備的選型計算 第一節(jié) 選型設(shè)計的任務(wù)和原始資料第二節(jié) 軸流式通風(fēng)機的選型設(shè)計第三節(jié) 離心式通風(fēng)機選型設(shè)計本章小 結(jié)第一節(jié) 選型設(shè)計的任務(wù)和原始資料一、選型設(shè)計的任務(wù)和要求(一)選型設(shè)計的任務(wù)1.選擇通風(fēng)機；2.通風(fēng)機初、末期運行工況確定與驗算；3.確定通風(fēng)機性能調(diào)節(jié)方法；4.選擇通風(fēng)機的拖動電動機；5.進行通風(fēng)設(shè)備運行經(jīng)濟性核算；6.設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟性論證；7.選擇通風(fēng)機的電氣控制設(shè)備；8.通風(fēng)機附屬設(shè)備的設(shè)計(1)反風(fēng)裝置 (2)消音器 (3)擴散器(5)防爆門(6)控制風(fēng)門及其啟、閉絞車 9.確定設(shè)備組合方案；10.通風(fēng)機房機電設(shè)備布置要求及簡圖。(二)選型設(shè)計的要求(1)

2、主要通風(fēng)系統(tǒng)必須裝置兩套同等能力的通風(fēng)機(包括電動機)，其中一套工作，一套備用。備用通風(fēng)機必須能在lOmin內(nèi)開動。(2)在一個井筒中應(yīng)盡量采用單一通風(fēng)機工作制。如因規(guī)格限制，設(shè)備供應(yīng)困難，或在所需風(fēng)量較大，網(wǎng)路阻力較小的礦井，可考慮兩臺同等能力的通風(fēng)機(包括電動機)并聯(lián)運轉(zhuǎn)，另備用一臺相同規(guī)格的通風(fēng)機，但必須校驗通風(fēng)機工作的穩(wěn)定性,并作出并聯(lián)運轉(zhuǎn)的特性曲線。(3)所選通風(fēng)機應(yīng)滿足第一水平各個時期的負壓變化，并適當(dāng)照顧下一水平的通風(fēng)要求。當(dāng)負壓變化較大時，可考慮分期選擇電動機，但初裝電動機的使用年限不宜少于10年。(二)選型設(shè)計的要求 (4)所選用的通風(fēng)機在整個服務(wù)年限內(nèi)，不但能供給礦井所需風(fēng)

3、量，還應(yīng)使其在較高效率下經(jīng)濟運轉(zhuǎn)，并有一定的余量。軸流式通風(fēng)機在最大設(shè)計負壓和風(fēng)量時，葉片安裝角一般至少比允許范圍小 ；離心式通風(fēng)機的設(shè)計轉(zhuǎn)速一般應(yīng)小于允許最大轉(zhuǎn)速的90%。05(5)通風(fēng)設(shè)備(包括風(fēng)道、風(fēng)門)的漏風(fēng)損失，當(dāng)風(fēng)井不作提升用途時，按需風(fēng)量的10%15%計算；以箕斗井回風(fēng)時，按15%20%計算；以罐籠井回風(fēng)時，按25%30%計算。通風(fēng)設(shè)備各部阻力之和一般取100200Pa。采用無風(fēng)機式空氣加熱裝置時，應(yīng)計入該裝置的負壓損失。軸流式通風(fēng)機采用消聲裝置后，應(yīng)將風(fēng)阻值增加5080 Pa。cc(6)電動機的備用能力依軸功率的大小而異。當(dāng)軸功率在150kw以下時，宜采用1.2倍計；當(dāng)軸功率在

4、150kW以上時，宜采用1.1倍計。在計算電動機容量時，還需計入機械傳動效率(2K60型通風(fēng)機例外)，當(dāng)用聯(lián)軸器直聯(lián)時，0.98，0.95。(二)選型設(shè)計的要求用三角皮帶傳動時，(1)礦井沼氣等級；(2)礦井年產(chǎn)量；(3)當(dāng)?shù)厝隁夂驕囟雀艣r(是否需要加裝空氣加熱裝置)；(4)礦井通風(fēng)系統(tǒng)；(5)井通風(fēng)機工作方式(壓入式、抽出式)；(6)礦井各通風(fēng)井初、末期所需風(fēng)量和風(fēng)壓；(7)礦井供電電壓等級及電價；(8)可供選擇的機電設(shè)備產(chǎn)品樣本；(9)預(yù)定安裝通風(fēng)機的井口地面情況；(10)礦井其它特殊要求。(三)選型設(shè)計必須原始資料一、中央式通風(fēng)系統(tǒng)中通風(fēng)機的選型設(shè)計1通風(fēng)機必須提供的風(fēng)量的估算若已知礦

5、井所需風(fēng)量為kQ，則通風(fēng)機必須產(chǎn)生的風(fēng)量為Q=KkQ式中 k通風(fēng)設(shè)備的漏風(fēng)系數(shù)。當(dāng)風(fēng)井不作提升井時，k1.11.15；兼作箕斗提升井時，k1.151.20；兼作罐籠提升井時，k1.251.30。2通風(fēng)機必須提供的風(fēng)壓估算軸流式通風(fēng)機必須產(chǎn)生的靜壓為maxjHmaxhh=+ hhHjminmin 第二節(jié) 軸流式通風(fēng)機的選型設(shè)計3預(yù)選通風(fēng)機maxjHminjHQ根據(jù)、和，從通風(fēng)機產(chǎn)品樣本中預(yù)選出較為合適的通風(fēng)機。如同時有幾種通風(fēng)機都能滿足要求，則應(yīng)作方案比較。4確定通風(fēng)機的工況點maxjR2maxQHj = minjR2minQHj= maxjRmaxjR由和，可以確定出礦井開采末期與初期的網(wǎng)路特

6、性曲線方程式分別為末期 maxjHmaxjRQ =2 初期 minjHminjRQ=2 5功率的計算(1)在開采初期和末期，通風(fēng)機的軸功率為 初期 1000minminQHPj 末期 jjQHP 1000maxmax (2)在開采初期和末期，電動機的輸出功率為初期 cdPPminmin 末期 cdPPmaxmax (3)電動機容量的確定 mindPmax minddPP=(1.1-1.2) 初期 maxdPmax dP末期 =(1.1-1.2) 6年電耗量的計算通風(fēng)機的平均年電耗按下式計算dddPPW2max min36524 7噸煤通風(fēng)電耗量計算AWWdm 二、兩翼對角系統(tǒng)中通風(fēng)機的選型設(shè)計

7、1選擇通風(fēng)機(1)計算通風(fēng)機必須提供的風(fēng)量11kkQQ 22kkQQ (2)算通風(fēng)機必須提供的風(fēng)壓 初期 21min1min1hhhhHko21min2min2hhhhHko 21max1max1hhhhHko21max2max2hhhhHko末期 通風(fēng)網(wǎng)路特性方程221）（kkooQQhR2121min1min1kkQhhhR公用段 #支路 初期 末期 2121max1max1kkQhhhR#支路 初期 2221min2min2kkQhhhR 末期 2221max2max2kkQhhhR 2QRhoo2min1min1QRh2min2min2QRh()通風(fēng)網(wǎng)路特性方程初期 2QRhoo2ma

8、x1max1QRh2max2max2QRh末期 3確定通風(fēng)機的運行工況(1)同一坐標系下分別繪制兩通風(fēng)機初、末期特性曲線；(2)網(wǎng)路持性曲線按初、末期分別繪制于通風(fēng)機初、末期特性曲線圖；(3)按兩翼系統(tǒng)中通風(fēng)機工況點確定方法求出該系統(tǒng)中風(fēng)機初、末期工況； (4)記錄相關(guān)工況參數(shù)。參數(shù)風(fēng) 量(m3/s) 風(fēng) 壓(Pa)功 率(KW)轉(zhuǎn) 速(r/min)效 率時間井號初期1號風(fēng)井2號風(fēng)井末期1號風(fēng)井2號風(fēng)井min1min1min1min11000hQPmax1max1max1min11000hQPmin2min2min2min21000hQPmax2max2max2max21000hQP5 選擇電

9、動機(1)計算礦井開采初、末期通風(fēng)機的軸功率 #風(fēng)井 初期： #風(fēng)井 初期： 末期 末期： cdPkPmin1min1cdPkPmax1max1cdPkPmin2min2cdPkPmax2max2(2)計算礦井開采初、末期拖動電動機的軸功率 #風(fēng)井 初期： #風(fēng)井 初期 末期 末期 #cdPkPmin1min1cdPkPmax1max1cdPkPmin2min2cdPkPmax2max2(2)計算礦井開采初、末期拖動電動機的軸功率 風(fēng)井 初期： 末期 #風(fēng)井 初期 末期 maxmin6 . 0ddNNmaxmindddPPP 21ddPP 、(1)擇電動機型號 按末期功率選擇電動機，否則按下式

10、計算結(jié)果選擇電動機 根據(jù)上述計算的功率及礦井供電電壓等級、風(fēng)機要求轉(zhuǎn)速、性能調(diào)節(jié)特點、查電動機產(chǎn)品樣本、選擇合適的電動機、優(yōu)先選擇同步電動機、其次鼠籠電動機、繞線機。當(dāng)時，#365242max1min11wdddPPW365242max2min22wdddPPW21WWW通風(fēng)機運轉(zhuǎn)經(jīng)濟性校核 風(fēng)井 #風(fēng)井 礦井通風(fēng)總電耗 ()年通風(fēng)平均電耗： ()噸煤通風(fēng)電耗： AWWdm 實用性可替代性先進性等人員工資、勞保、福利檢修維護費設(shè)備折舊費電費設(shè)備運行電費及輔助用運行費用基建成本安裝成本設(shè)備成本初期投資7設(shè)計方案論證 （2）經(jīng)濟性（1）技術(shù)合理性第三節(jié) 離心式通風(fēng)機選型設(shè)計kkQQ 按類型特性曲線

11、選擇離心式通風(fēng)機1通風(fēng)機風(fēng)量的估算若已知礦井所需風(fēng)量Qk，則通風(fēng)機應(yīng)產(chǎn)生的風(fēng)量按公式計算，即 maxHqzhhhmaxminHqzhhhmin2通風(fēng)機風(fēng)壓的估算=因國產(chǎn)離心式通風(fēng)機，制造廠不供應(yīng)擴散器，且產(chǎn)品樣本上提供的是全壓特性曲線，所以在選型設(shè)計中應(yīng)作出擴散器設(shè)計，同時考慮增設(shè)擴散器后的損失。因此，離心式通風(fēng)機必須產(chǎn)生的最大全壓和最小全壓為=hhmaxhhmin2)(2SQhkqz一個設(shè)計合理的離心式通風(fēng)機的擴散器，其阻力損失入一般不大于通風(fēng)機全壓的10。根據(jù)1.1()和可初步確定通風(fēng)機的類型和機號，找出該通風(fēng)機的出口面積(即擴散器的入口面積)，然后按下式計算出擴散器的阻力損失。 1.1(

12、)，3確定葉輪的外圓周速度MHhumax通風(fēng)機葉輪的外圓周速度為4確定通風(fēng)機葉輪直徑 MQuQD4通風(fēng)機葉輪的直徑為 由上式計算得到葉輪直徑后，再按通風(fēng)機性能規(guī)格表選取標準通風(fēng)機的葉輪直徑D，但必須注意所選的通風(fēng)機應(yīng)與前面預(yù)選的機號一致。如不一致，則通風(fēng)機的出口面積S與前述不同，因而使通風(fēng)機的出口速度和擴散器的損失均有所變化。5確定通風(fēng)機的工況點 由于使用的是通風(fēng)機的類型特性曲線，故需先求得無因次網(wǎng)路特性曲線，然后才能求得工況點。 42maxmax)4(DRR2maxmaxQRH同理 42minmin)4(DRR2minminQRH6通風(fēng)機轉(zhuǎn)速的計算AAHHumaxAuyu所求得的葉輪外圓周速度應(yīng)小于所選通風(fēng)機最大允許速度的0.9倍。 1000maxmaxQHP1000minminQHP7功率的計算B點 對應(yīng)于工況點A和B的通風(fēng)機軸功率分別為A點ecdQHPP 1000maxmaxmax ecdQHPP1000minminmin對應(yīng)于末期工況點A和初期工況點B的