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文檔簡介
通風(fēng)機性能測定實驗?zāi)芰δ繕?biāo):
1、會正確選擇和使用礦井主要通風(fēng)機和附屬裝置;2、能組織進(jìn)行礦井主要通風(fēng)機性能的測定工作。知識目標(biāo):1、能概述礦井主要通風(fēng)機的種類、主要構(gòu)造、原理;2、能陳述主要礦井主要通風(fēng)機的使用規(guī)定和安全要求;3、能陳述和解釋通風(fēng)機比例定義的含義;4、能陳述通風(fēng)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(fēng)礦井中通風(fēng)機風(fēng)壓與礦井通風(fēng)阻力之間的關(guān)系6、能根據(jù)不同的通風(fēng)系統(tǒng)合理確定通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)形式;項目目標(biāo)第2頁,共40頁,2024年2月25日,星期天項目一礦用通風(fēng)機性能測定
礦用通風(fēng)機的分類按照其服務(wù)范圍和所起的作用分
按照構(gòu)造和工作原理分
主要通風(fēng)機輔助通風(fēng)機
局部通風(fēng)機
離心式通風(fēng)機
軸流式通風(fēng)機
一、礦井主要通風(fēng)機及其附屬裝置第3頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(一)離心式通風(fēng)機
離心式通風(fēng)機主要由工作輪、蝸殼體、主軸和電動機等部件構(gòu)成。
第4頁,共40頁,2024年2月25日,星期天1、離心式通風(fēng)機的原理空氣沿葉輪的軸向進(jìn)入葉片之間的流道后,隨葉片旋轉(zhuǎn)獲得離心力,從葉片根部流經(jīng)葉片端部,進(jìn)入機殼,再經(jīng)擴散器沿徑向排出。(軸向進(jìn)入,徑向流出)2、主要特點:風(fēng)壓高,噪音小,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),造價低,維修方便。但體積較大。第5頁,共40頁,2024年2月25日,星期天圖8-1離心式通風(fēng)機的構(gòu)造第6頁,共40頁,2024年2月25日,星期天4-72系列離心式主要通風(fēng)機裝置圖第7頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(二)、軸流式通風(fēng)機軸流式通風(fēng)機主要由進(jìn)風(fēng)口、工作輪、整流器、主體風(fēng)筒、擴散器和傳動軸等部件組成。
1、主要原理風(fēng)機運轉(zhuǎn)時,空氣沿著風(fēng)機的軸向方向進(jìn)入葉輪,被葉片擠壓向前推動,經(jīng)擴散器排出。(軸向進(jìn)入,軸向流出)2、主要特點結(jié)構(gòu)緊湊,便于調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)壓。但構(gòu)造復(fù)雜,較難維護(hù)第8頁,共40頁,2024年2月25日,星期天圖8-2第9頁,共40頁,2024年2月25日,星期天GAF系列軸流式主要通風(fēng)機裝置圖第10頁,共40頁,2024年2月25日,星期天2K60系列主要通風(fēng)機裝置立體圖第11頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(三)、對旋式通風(fēng)機
對旋式局部通風(fēng)機也是一種軸流式通風(fēng)機,和傳統(tǒng)軸流式通風(fēng)機相比較,具有高效率、高風(fēng)壓、大風(fēng)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(fēng)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(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向相反的電動機驅(qū)動,當(dāng)氣流通過集流器進(jìn)入第一個工作輪獲得能量后,再經(jīng)第二級工作輪升壓排出。兩級工作輪互為導(dǎo)葉,第一級后形成的旋轉(zhuǎn)速度,由第二級反向旋轉(zhuǎn)消除并形成單一的軸向流動。
圖4-2-7第12頁,共40頁,2024年2月25日,星期天BDK65系列對旋式主要通風(fēng)機裝置圖第13頁,共40頁,2024年2月25日,星期天二.反風(fēng)裝置
當(dāng)?shù)V井在進(jìn)風(fēng)井口附近、井筒或井底車場及其附近的進(jìn)風(fēng)巷中發(fā)生火災(zāi)、瓦斯和煤塵爆炸時,為了防止事故蔓延,縮小災(zāi)情,以便進(jìn)行災(zāi)害處理和救護(hù)工作,有時需要改變礦井的風(fēng)流方向。
《規(guī)程》規(guī)定:生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機必須裝有反風(fēng)設(shè)施,并能在l0min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向;當(dāng)風(fēng)流方向改變后,主要通風(fēng)機的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40%。每季度應(yīng)至少檢查1次反風(fēng)設(shè)施,每年應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí);當(dāng)?shù)V井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時,應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)。第14頁,共40頁,2024年2月25日,星期天反風(fēng)方法:(1)利用專用反風(fēng)門和反風(fēng)道反風(fēng)。如:離心式主通風(fēng)機;部分老式軸流式主通風(fēng)機。(2)調(diào)節(jié)通風(fēng)機葉片角度反風(fēng)。如:GAF軸流式主通風(fēng)機(停機、調(diào)整葉片角度90度)(3)風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng)。如:軸流式通風(fēng)機普遍采用。對旋式主通風(fēng)機。第15頁,共40頁,2024年2月25日,星期天離心式主通風(fēng)機利用反風(fēng)門和旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)第16頁,共40頁,2024年2月25日,星期天軸流式主通風(fēng)機利用反風(fēng)門與旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)調(diào)節(jié)通風(fēng)機葉片角度反風(fēng)
軸流式通風(fēng)機的反風(fēng)裝置a、b—反風(fēng)門;c—旁側(cè)反風(fēng)道1、2—電動機
機械式葉輪調(diào)節(jié)系統(tǒng)1-葉片;2-蝸桿;3-葉柄;4-渦輪;5-小傘齒輪;6-大傘齒輪;7-小齒輪第17頁,共40頁,2024年2月25日,星期天三、主要通風(fēng)機的使用及安全要求
為了保證通風(fēng)機安全可靠的運轉(zhuǎn),《規(guī)程》中規(guī)定:
1.主要通風(fēng)機必須安裝在地面;裝有通風(fēng)機的井口必須封閉嚴(yán)密,其外部漏風(fēng)率在無提升設(shè)備時不得超過5%,有提升設(shè)備時不得超過15%。
2.必須保證主要通風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn)。
3.必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機裝置,其中一套作備用,備用通風(fēng)機必須能在10min內(nèi)開動。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機和1部備用電動機。生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的2套不同能力的主要通風(fēng)機,在滿足生產(chǎn)要求時,可繼續(xù)使用。
4.嚴(yán)禁采用局部通風(fēng)機或局部通風(fēng)機群作為主要通風(fēng)機使用。
5.裝有主要通風(fēng)機的出風(fēng)井口應(yīng)安裝防爆門,防爆門每6個月檢查維修1次。
第18頁,共40頁,2024年2月25日,星期天
6.新安裝的主要通風(fēng)機投入使用前,必須進(jìn)行1次通風(fēng)機性能測定和試運轉(zhuǎn)工作,以后每5年至少進(jìn)行1次性能測定。主要通風(fēng)機至少每月檢查1次。改變通風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)或葉片角度時,必須經(jīng)礦技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。
7.主要通風(fēng)機因檢修、停電或其它原因停止運轉(zhuǎn)時,必須制訂停風(fēng)措施。主要通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時,受停風(fēng)影響的地點,必須立即停止工作、切斷電源,工作人員撤到進(jìn)風(fēng)巷道中,由值班礦長迅速決定全礦井是否停止生產(chǎn)、工作人員是否全部撤出。主要通風(fēng)機在停止運轉(zhuǎn)期間,對由1臺主要通風(fēng)機擔(dān)負(fù)全礦井通風(fēng)的礦井,必須打開井口防爆門和有關(guān)風(fēng)門,利用自然風(fēng)壓通風(fēng);對由多臺主要通風(fēng)機聯(lián)合通風(fēng)的礦井,必須正確控制風(fēng)流,防止風(fēng)流紊亂。第19頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(一)通風(fēng)機的工作參數(shù)
反映通風(fēng)機工作特性的基本參數(shù)有4個,即通風(fēng)機的風(fēng)量Q通、壓力H通、功率N通和效率η。1.通風(fēng)機的風(fēng)量Q通:
Q通表示單位時間內(nèi)通過通風(fēng)機的風(fēng)量,單位為m3/s。2.通風(fēng)機的風(fēng)壓H通通風(fēng)機的風(fēng)壓有通風(fēng)機全壓(H通全)、靜壓(H通靜)和動壓(h通動)之分。
通風(fēng)機的全壓包括通風(fēng)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(fēng)機的動壓。
四、通風(fēng)機風(fēng)壓及其特性第20頁,共40頁,2024年2月25日,星期天
3.通風(fēng)機的功率N
通風(fēng)機的輸入功率P通入表示通風(fēng)機軸從電動機得到的功率,單位為KW,通風(fēng)機的輸入功率可用下式計算:
P通入=
KW
通風(fēng)機的輸出功率P通出也叫有效功率,是指單位時間內(nèi)通風(fēng)機對通過的風(fēng)量為Q的空氣所做的功,即:
P通出
=
KW第21頁,共40頁,2024年2月25日,星期天4.通風(fēng)機的效率η
通風(fēng)機的效率是指通風(fēng)機輸出功率與輸入功率之比。通全
通靜
通風(fēng)機的效率越高,說明通風(fēng)機的內(nèi)部阻力損失越小,性能也越好。第22頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(二)、通風(fēng)機的個體特性及合理工作范圍
1.個體特性曲線通風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和效率這四個基本參數(shù)可以反映出通風(fēng)機的工作特性。每一臺通風(fēng)機,在額定轉(zhuǎn)速的條件下,對應(yīng)于一定的風(fēng)量,就有一定的風(fēng)壓、功率和效率,風(fēng)量如果變動,其它三者也隨之改變。表示通風(fēng)機的風(fēng)壓、功率和效率隨風(fēng)量變化而變化的關(guān)系曲線,稱為通風(fēng)機的個體特性曲線。第23頁,共40頁,2024年2月25日,星期天1)風(fēng)壓特性曲線
離心式通風(fēng)機個體特性曲線
軸流式通風(fēng)機個體特性曲線2)功率曲線3)效率曲線第24頁,共40頁,2024年2月25日,星期天2.通風(fēng)機的工況點及合理工作范圍
當(dāng)以同樣的比例把礦井總風(fēng)阻曲線繪制于通風(fēng)機個體特性曲線圖中時,則風(fēng)阻曲線與風(fēng)壓曲線交于A點,此點就是通風(fēng)機的工作點。
通風(fēng)機的工作風(fēng)壓不應(yīng)大于最大風(fēng)壓的0.9倍,即工作點應(yīng)在B點以下。為了經(jīng)濟,主通風(fēng)機的效率不應(yīng)低于0.6,即工作點應(yīng)在C點以上。BC段就是通風(fēng)機合理的工作范圍。圖8-6軸流式通風(fēng)機合理工作范圍第25頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(三)、比例定律對同類型的通風(fēng)機,當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)n、葉輪直徑D和空氣密度ρ發(fā)生變化時,通風(fēng)機的性能也發(fā)生變化。這種變化可應(yīng)用通風(fēng)機的比例定律說明其性能變化規(guī)律。第26頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(四)、通風(fēng)機風(fēng)壓與通風(fēng)阻力的關(guān)系
1.抽出式通風(fēng)礦井
H通全±H自=h總+h動5
H通靜±H自=h總
對于抽出式通風(fēng)礦井,通風(fēng)機的全壓與自然風(fēng)壓都用來克服礦井通風(fēng)總阻力與風(fēng)流從擴散器進(jìn)入地表大氣的局部阻力;通風(fēng)機的靜壓與自然風(fēng)壓都用來克服礦井通風(fēng)總阻力。圖8-8抽出式通風(fēng)礦井第27頁,共40頁,2024年2月25日,星期天2.壓入式通風(fēng)礦井H通全±H自=h總
H通靜±H自=h總-h(huán)動3
壓入式通風(fēng)礦井,通風(fēng)機的全壓與自然風(fēng)壓的代數(shù)和是用來克服礦井通風(fēng)總阻力的。圖8-9壓入式通風(fēng)礦井第28頁,共40頁,2024年2月25日,星期天五、礦井主要通風(fēng)機性能測定通風(fēng)機制造廠提供的通風(fēng)機特性曲線,是根據(jù)不帶擴散器的模型測定獲得的,而實際運行的通風(fēng)機都裝有擴散器,另外由于安裝質(zhì)量和運轉(zhuǎn)磨損等原因,通風(fēng)機的實際運轉(zhuǎn)性能往往與廠方提供的性能曲線不相同。因此,通風(fēng)機在正式運轉(zhuǎn)之前和運轉(zhuǎn)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(fēng)機。通風(fēng)機性能試驗的內(nèi)容是測量通風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓、輸入功率和轉(zhuǎn)數(shù),并計算通風(fēng)機的效率,然后繪出通風(fēng)機實際運轉(zhuǎn)特性曲線。第29頁,共40頁,2024年2月25日,星期天主要通風(fēng)機的性能測定,一般在礦井停產(chǎn)檢修時進(jìn)行。根據(jù)礦井具體情況,可以采用由回風(fēng)井短路或帶上井下通風(fēng)網(wǎng)路進(jìn)行。礦井通風(fēng)改造、急需了解通風(fēng)機性能時,也可在礦井不停產(chǎn)條件下,采用備用通風(fēng)機進(jìn)行性能試驗,由反風(fēng)門樓百葉窗短路進(jìn)風(fēng)和調(diào)節(jié)工況。抽出式通風(fēng)礦井,一般測算通風(fēng)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(fēng)礦井,一般測算通風(fēng)機全壓特性曲線、輸入功率曲線和全壓效率曲線。
第30頁,共40頁,2024年2月25日,星期天一、測定前的準(zhǔn)備
1.制訂試驗方案制訂試驗方案時,應(yīng)對回風(fēng)井、風(fēng)硐、通風(fēng)機設(shè)備的周圍環(huán)境作系統(tǒng)的周密調(diào)查,然后根據(jù)本礦的具體情況,確定合理可行的試驗方案。
2.準(zhǔn)備儀表、工具和記錄表格根據(jù)通風(fēng)機性能試驗準(zhǔn)備所需要的儀表、工具和基礎(chǔ)記錄表格。第31頁,共40頁,2024年2月25日,星期天3.其它準(zhǔn)備工作(1)記錄通風(fēng)機和電動機的銘牌技術(shù)數(shù)據(jù),并檢查通風(fēng)機和電動機各部件的完好狀況;(2)測量測風(fēng)地點和安設(shè)工況調(diào)節(jié)框架處的巷道斷面尺寸;(3)在工況調(diào)節(jié)地點安裝調(diào)節(jié)框架,并準(zhǔn)備足夠的木板。在測風(fēng)地點安裝皮托管。在電路上接入電工儀表;(4)安裝臨時的聯(lián)絡(luò)通訊設(shè)施;(5)檢查地面漏風(fēng)情況,并采取堵漏措施;(6)清除風(fēng)硐內(nèi)碎石等雜物和積水。
第32頁,共40頁,2024年2月25日,星期天4.組織分工礦總工程師負(fù)責(zé)組織通風(fēng)、機電和礦山救護(hù)隊等部門成立通風(fēng)機試驗指揮組,設(shè)總指揮一人。同時下設(shè)工況調(diào)節(jié)組、測風(fēng)組、測壓組,電氣測量組、通訊聯(lián)絡(luò)組、安全組和速算組,每組的人數(shù)由工作任務(wù)而定。主要通風(fēng)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。第33頁,共40頁,2024年2月25日,星期天(二)測定方法與步驟
通風(fēng)機性能試驗的布置方式應(yīng)根據(jù)具體情況因地制宜地確定,其總的要求是要選擇風(fēng)流穩(wěn)定區(qū)為測量風(fēng)量和風(fēng)壓的地點,以使測出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。對于生產(chǎn)礦井,一般都是利用通風(fēng)機風(fēng)硐進(jìn)行試驗,其布置如圖所示。圖8-15通風(fēng)機性能試驗時的布置1-通風(fēng)機;2-風(fēng)硐;3-擴散器;4-反風(fēng)道;5-防爆門第34頁,共40頁,2024年2月25日,星期天在I-I斷面處設(shè)框架,用木板來調(diào)節(jié)通風(fēng)機的工況,在Ⅱ—Ⅱ斷面處設(shè)靜壓管,測該斷面的相對靜壓,用風(fēng)表在Ⅱ—Ⅱ斷面之后測風(fēng)速,或者在Ⅲ—Ⅲ斷面的圓錐形擴散器的環(huán)形空間用皮托管測算風(fēng)速。1.工況調(diào)節(jié)的位置和方法通風(fēng)機性能試驗時,工況調(diào)節(jié)地點一般設(shè)在與回風(fēng)井交接處的風(fēng)硐口,如圖8-15中I—I斷面位置(當(dāng)條件不許可時可設(shè)在總回風(fēng)道或利用風(fēng)硐閘門與井口防爆門調(diào)節(jié))。其方法是在調(diào)節(jié)地點的巷道內(nèi)安設(shè)穩(wěn)固的框架(用工字鋼、木料都可),如圖8-16所示。
調(diào)節(jié)工況點的數(shù)目不應(yīng)少于8~10個,以保證測得的特性曲線光滑、連續(xù)。在軸流式通風(fēng)機風(fēng)壓曲線的“駝峰”區(qū),測點要密些,在穩(wěn)定區(qū)測點可疏些。
圖8-16工礦調(diào)節(jié)框架第35頁,共40頁,2024年2月25日,星期天離心式通風(fēng)機一般采用封閉啟動,即網(wǎng)路風(fēng)阻最大時啟動(又稱關(guān)閘門啟動),然后逐漸提升閘門降阻調(diào)節(jié)工況。軸流式通風(fēng)機一般采用開路啟動,即網(wǎng)路風(fēng)阻最小時啟動(又稱開閘門啟動),然后逐漸放下閘門增阻調(diào)節(jié)工況。2.通風(fēng)機性能參數(shù)的測定1)靜壓的測定靜壓測量的位置應(yīng)在工況調(diào)節(jié)處與風(fēng)機入口之間的直線段上,距通風(fēng)機入風(fēng)口的2倍葉輪直徑以遠(yuǎn)的穩(wěn)定風(fēng)流中,如圖8-15中Ⅱ—Ⅱ斷面處。為了測出測壓斷面上的平均相對靜壓,可在風(fēng)硐內(nèi)設(shè)十字形連通管,在連通管上均勻設(shè)置靜壓管,然后將總管連接到壓差計上,如圖4-27所示。第36頁,共40頁,2024年2月25日,星期天2)風(fēng)速的測定(1)用風(fēng)表在工況調(diào)節(jié)處與通風(fēng)機入口之間的風(fēng)流穩(wěn)定區(qū)測平均風(fēng)速,并計算風(fēng)量,例如可在圖8-15中Ⅱ—Ⅱ斷面附近測風(fēng)。(2)用皮托管和微壓計測量風(fēng)流動壓,然后換算成平均風(fēng)速,并計算風(fēng)量。皮托管可安設(shè)在測量靜壓的Ⅱ—Ⅱ斷面處,也可以安設(shè)在通風(fēng)機圓錐形擴散器的環(huán)形空間,如圖8-17所示。圖8-17靜壓管的布置第37頁,共40頁,2024年2月25日,星期天為了使測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,
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