多風(fēng)機(jī)風(fēng)壓平衡變頻技術(shù)分析

1、多風(fēng)機(jī)風(fēng)壓平衡變頻技術(shù)分析多風(fēng)機(jī)風(fēng)壓平衡變頻技術(shù)分析 本文關(guān)鍵詞：風(fēng)壓，風(fēng)機(jī)，變頻，平衡，分析 多風(fēng)機(jī)風(fēng)壓平衡變頻技術(shù)分析 本文簡介：摘要冬瓜山銅礦深部通風(fēng)系統(tǒng)多風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)存在風(fēng)壓不平衡、相互干擾等問題，風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況不正常。為解決多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行風(fēng)壓平衡等問題，應(yīng)分析多風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)合成曲線的通風(fēng)阻力、風(fēng)量等因素。通過采用變頻技術(shù)控制原理，對多風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)變化的規(guī)律進(jìn)行研究，確定頻率與風(fēng)量和風(fēng)壓之間的關(guān)系。在多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行滿足通風(fēng) 多風(fēng)機(jī)風(fēng)壓平衡變頻技術(shù)分析 本文內(nèi)容： 摘要冬瓜山銅礦深部通風(fēng)系統(tǒng)多風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)存在風(fēng)壓不平衡、相互干擾等問題，風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況不正常。為解決多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行風(fēng)壓平衡等問

2、題，應(yīng)分析多風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)合成曲線的通風(fēng)阻力、風(fēng)量等因素。通過采用變頻技術(shù)控制原理，對多風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)變化的規(guī)律進(jìn)行研究，確定頻率與風(fēng)量和風(fēng)壓之間的關(guān)系。在多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行滿足通風(fēng)排塵要求的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率，使串、并聯(lián)風(fēng)機(jī)能夠在工況合理的范圍內(nèi)運(yùn)行。研究方案在現(xiàn)場實(shí)施后，多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行總風(fēng)量從原來的140.4m3/s增加到166.5m3/s，而總實(shí)耗功率降低了88.1kW，風(fēng)機(jī)在正常性能曲線范圍內(nèi)運(yùn)行的基礎(chǔ)上性能得到較大提升。變頻技術(shù)調(diào)節(jié)風(fēng)壓平衡具有操作方便、安全可靠、風(fēng)機(jī)性能最優(yōu)、通風(fēng)能耗較低等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞多風(fēng)機(jī)；聯(lián)合運(yùn)行；相互影響；變頻控制；風(fēng)壓平衡 隨著國外內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對礦產(chǎn)資源的需求量增

3、加，礦山開采深度及規(guī)模不斷增加，使礦井總需風(fēng)量也隨之增大，采用多機(jī)站串、并聯(lián)回風(fēng)的礦井也越來越多1。目前，冬瓜山銅礦礦井采用多機(jī)站通風(fēng)方式，多機(jī)站風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)行能夠解決礦井逐步增大的總需風(fēng)量問題2，但隨著風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)數(shù)量的增加，風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，各風(fēng)機(jī)之間相互影響，造成風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)不正常，出現(xiàn)風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)等問題3。因此，如何分析風(fēng)機(jī)性能曲線、合理利用變頻技術(shù)控制對多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，避免風(fēng)機(jī)相互干擾的問題不僅能夠有效地降低礦山通風(fēng)能耗，也是礦山保持可持續(xù)發(fā)展的基本技術(shù)。 1通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀 冬瓜山深部礦床60線以南正在開采，礦體最低開采中段為-850m，60線以北-790m水平至-100m

4、水平的處于開拓階段。冬瓜山銅礦深部礦段通風(fēng)系統(tǒng)目前采用多機(jī)站通風(fēng)方式，以冬瓜山副井、團(tuán)山副井和進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)井回風(fēng)。-850m水平為回風(fēng)水平，共設(shè)置2個(gè)回風(fēng)機(jī)站，風(fēng)機(jī)均配備變頻器。具體風(fēng)機(jī)布置及風(fēng)機(jī)參數(shù)見表1。 2通風(fēng)現(xiàn)狀分析 冬瓜山銅礦深部礦段2017年生產(chǎn)計(jì)劃60線以南資源已不能維持10000t/d產(chǎn)量要求，60線北產(chǎn)量任務(wù)重，安全生產(chǎn)壓力大。根據(jù)2017年初步設(shè)計(jì)要求在-850m水平60線北安裝1臺DK62-8-26風(fēng)機(jī)，增加60線北回風(fēng)量。-850m回風(fēng)水平共2個(gè)回風(fēng)機(jī)站3臺風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)設(shè)置，具體布置圖見圖1。 2.1檢測數(shù)據(jù) 風(fēng)機(jī)安裝試運(yùn)行后，對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測。檢測數(shù)據(jù)見表2。

5、2.2存在問題 DK62-8-26、K45-6-19作為不同型號風(fēng)機(jī)，其各自的性能曲線各不相同，風(fēng)機(jī)性能曲線分別為和，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)為N，曲線圖見圖2。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率相同的情況下，并聯(lián)運(yùn)行會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不平衡等問題。由圖2可知，風(fēng)機(jī)在滿負(fù)荷運(yùn)行下DK62-8-26風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)性能曲線內(nèi)運(yùn)行，對K45-6-19風(fēng)機(jī)形成通風(fēng)阻力，造成K45-6-19風(fēng)機(jī)運(yùn)行不正常，風(fēng)機(jī)工況在性能曲線以外運(yùn)行。更換-850m水平60線南200kW風(fēng)機(jī)來滿足2×355kW風(fēng)機(jī)風(fēng)壓平衡要求，工程成本較高且風(fēng)機(jī)更換過程中影響冬瓜山深部礦段正常通風(fēng)需求。 3多風(fēng)機(jī)運(yùn)行變頻技術(shù)研究 3.1多風(fēng)機(jī)運(yùn)行影響分析 回風(fēng)機(jī)站風(fēng)機(jī)

6、運(yùn)行主要采用串、并聯(lián)結(jié)合方式。多風(fēng)機(jī)運(yùn)行不同于單臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)之間存在風(fēng)壓、風(fēng)量平衡等因素。在3臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行的基礎(chǔ)上分析多風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)運(yùn)行的實(shí)際性能曲線和效果，保證多風(fēng)機(jī)能夠在穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。風(fēng)機(jī)串聯(lián)工況分析。1#回風(fēng)機(jī)站串聯(lián)2臺K45-6-19風(fēng)機(jī)為同型號風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)曲線，為合成特性曲線，R為通風(fēng)阻力曲線。N和N為風(fēng)機(jī)串聯(lián)工況點(diǎn)和單臺風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)，曲線圖見圖3。風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行時(shí)風(fēng)量不變，風(fēng)壓等于2臺風(fēng)機(jī)風(fēng)壓之和。計(jì)算可以得到串聯(lián)2臺K45-6-19風(fēng)機(jī)的合成風(fēng)壓及風(fēng)量范圍見表3。風(fēng)機(jī)并聯(lián)工況分析。串聯(lián)2臺K45-6-19和1臺DK62-8-26風(fēng)機(jī)并聯(lián)設(shè)置。K45-6-19曲線為，D

7、K62-8-26曲線為，為風(fēng)機(jī)并聯(lián)合成性能曲線。N1、N2和N為單臺風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)和并聯(lián)工況點(diǎn)。曲線圖見圖4，由圖4可知，當(dāng)Q=Q-Q2>0時(shí),即工況點(diǎn)N位于DK62-8-26風(fēng)機(jī)曲線和合成曲線之間，并聯(lián)有效。當(dāng)Q=Q-Q23.2變頻技術(shù)研究 （1）變頻技術(shù)原理。風(fēng)機(jī)風(fēng)量及風(fēng)壓控制過去多采用調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)葉片角度來實(shí)現(xiàn)，這種控制方法需在風(fēng)機(jī)檢修狀態(tài)下進(jìn)行，影響正常生產(chǎn)且操作復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差。依據(jù)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的工作性能，采用變頻技術(shù)對風(fēng)機(jī)調(diào)速來控制風(fēng)量及風(fēng)壓是目前最常用的技術(shù)4。（2）多風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)分析。根據(jù)變頻技術(shù)原理可知，風(fēng)機(jī)變頻后風(fēng)機(jī)性能曲線也會隨之變化，風(fēng)機(jī)滿頻性能曲線為，變頻后風(fēng)機(jī)性能曲線為。變

8、化曲線圖見圖5。 3.3現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用 通過風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)控制研究，計(jì)算得出DK62-8-26風(fēng)機(jī)最大運(yùn)行頻率為46.99Hz，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際通風(fēng)及頻率運(yùn)行情況，將冬瓜山銅礦-850m水平60線北DK62-8-26風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率調(diào)低至46Hz,風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行后對風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測，檢測數(shù)據(jù)見表5根據(jù)表2、表5可知，-850m60線南、北不同型號風(fēng)機(jī)進(jìn)行串、并聯(lián)設(shè)置，滿負(fù)荷運(yùn)行實(shí)耗功率達(dá)到935.2kW，總風(fēng)量為140.4m3/s，風(fēng)機(jī)性能偏低。通過變頻技術(shù)控制研究將DK62-8-26風(fēng)機(jī)頻率調(diào)至46Hz，風(fēng)機(jī)總實(shí)耗功率降低至847.1kW，總風(fēng)量提高到166.5m3/s，風(fēng)機(jī)均在性能曲線范圍內(nèi)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)效率得

9、到較大提升。 4結(jié)論 （1）多風(fēng)機(jī)串、并聯(lián)設(shè)置時(shí)由于風(fēng)機(jī)性能曲線不同，在聯(lián)合運(yùn)行時(shí)應(yīng)對各風(fēng)機(jī)性能曲線進(jìn)行合成，確定多風(fēng)機(jī)合成性能曲線，避免風(fēng)機(jī)在性能曲線范圍外運(yùn)行，既能提高礦井總風(fēng)量，又能降低總實(shí)耗功率，保證了多風(fēng)機(jī)高效、穩(wěn)定運(yùn)行。（2）結(jié)合冬瓜山銅礦多機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)情況，風(fēng)機(jī)均配備變頻器，通過變頻器調(diào)節(jié)頻率降低轉(zhuǎn)速的技術(shù)，利用流體力學(xué)風(fēng)壓、風(fēng)量與頻率之間的關(guān)系，間接調(diào)節(jié)風(fēng)壓的公式簡單易懂，為現(xiàn)場通風(fēng)技術(shù)人員調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓平衡提供了理論性知識。（3）風(fēng)壓平衡變頻技術(shù)研究通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)頻率達(dá)到降低風(fēng)壓的方法，改變了通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)葉片角度、更換風(fēng)機(jī)等降低風(fēng)壓的傳統(tǒng)方法，該方法能夠快速、有效地調(diào)節(jié)風(fēng)壓平衡，確保通風(fēng)系統(tǒng)多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)風(fēng)機(jī)性能能夠相互匹配，不造成相互干擾等問題。（4）冬瓜山銅礦隨著礦山企業(yè)的深部開采和擴(kuò)能需要，采用多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行布置時(shí)存在新舊風(fēng)機(jī)型號不匹配、風(fēng)機(jī)性能降低