通風(fēng)機(jī)性能測定實驗

通風(fēng)機(jī)性能測定實驗第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二能力目標(biāo)：

1、會正確選擇和使用礦井主要通風(fēng)機(jī)和附屬裝置；2、能組織進(jìn)行礦井主要通風(fēng)機(jī)性能的測定工作。知識目標(biāo)：1、能概述礦井主要通風(fēng)機(jī)的種類、主要構(gòu)造、原理；2、能陳述主要礦井主要通風(fēng)機(jī)的使用規(guī)定和安全要求；3、能陳述和解釋通風(fēng)機(jī)比例定義的含義；4、能陳述通風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)的聯(lián)合運轉(zhuǎn)形式；項目目標(biāo)第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二項目一礦用通風(fēng)機(jī)性能測定

礦用通風(fēng)機(jī)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(jī)輔助通風(fēng)機(jī)

局部通風(fēng)機(jī)

離心式通風(fēng)機(jī)

軸流式通風(fēng)機(jī)

一、礦井主要通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二（一）離心式通風(fēng)機(jī)

離心式通風(fēng)機(jī)主要由工作輪、蝸殼體、主軸和電動機(jī)等部件構(gòu)成。

第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二1、離心式通風(fēng)機(jī)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(jī)殼，再經(jīng)擴(kuò)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，2023年，2月20日，星期二圖8-1離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二4-72系列離心式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二(二)、軸流式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)主要由進(jìn)風(fēng)口、工作輪、整流器、主體風(fēng)筒、擴(kuò)散器和傳動軸等部件組成。

1、主要原理風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)時，空氣沿著風(fēng)機(jī)的軸向方向進(jìn)入葉輪，被葉片擠壓向前推動，經(jīng)擴(kuò)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，2023年，2月20日，星期二圖8-2第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二GAF系列軸流式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二2K60系列主要通風(fēng)機(jī)裝置立體圖第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二(三)、對旋式通風(fēng)機(jī)

對旋式局部通風(fēng)機(jī)也是一種軸流式通風(fēng)機(jī)，和傳統(tǒng)軸流式通風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二BDK65系列對旋式主要通風(fēng)機(jī)裝置圖第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二二.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(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二反風(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(jī)；部分老式軸流式主通風(fēng)機(jī)。（2）調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)葉片角度反風(fēng)。如：GAF軸流式主通風(fēng)機(jī)（停機(jī)、調(diào)整葉片角度90度）（3）風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)。如：軸流式通風(fēng)機(jī)普遍采用。對旋式主通風(fēng)機(jī)。第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二離心式主通風(fēng)機(jī)利用反風(fēng)門和旁側(cè)反風(fēng)道反風(fēng)第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二軸流式主通風(fēng)機(jī)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(jī)葉片角度反風(fēng)

軸流式通風(fēng)機(jī)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(jī)

機(jī)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，2023年，2月20日，星期二三、主要通風(fēng)機(jī)的使用及安全要求

為了保證通風(fēng)機(jī)安全可靠的運轉(zhuǎn)，《規(guī)程》中規(guī)定：

1.主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面；裝有通風(fēng)機(jī)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(jī)連續(xù)運轉(zhuǎn)。

3.必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，其中一套作備用，備用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開動。在建井期間可安裝1套通風(fēng)機(jī)和1部備用電動機(jī)。生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的2套不同能力的主要通風(fēng)機(jī)，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(jī)或局部通風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)使用。

5.裝有主要通風(fēng)機(jī)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，2023年，2月20日，星期二

6.新安裝的主要通風(fēng)機(jī)投入使用前，必須進(jìn)行1次通風(fēng)機(jī)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(jī)至少每月檢查1次。改變通風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)在停止運轉(zhuǎn)期間，對由1臺主要通風(fēng)機(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二（一）通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)

反映通風(fēng)機(jī)工作特性的基本參數(shù)有4個，即通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q通、壓力H通、功率N通和效率η。1.通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q通：

Q通表示單位時間內(nèi)通過通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，單位為m3／s。2.通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓H通通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓有通風(fēng)機(jī)全壓(H通全)、靜壓(H通靜)和動壓(h通動)之分。

通風(fēng)機(jī)的全壓包括通風(fēng)機(jī)的靜壓與動壓兩個部分，即：

H通全＝H通靜＋h通動，Pa

擴(kuò)散器出口斷面的動壓等于通風(fēng)機(jī)的動壓。

四、通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓及其特性第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二

3.通風(fēng)機(jī)的功率N

通風(fēng)機(jī)的輸入功率P通入表示通風(fēng)機(jī)軸從電動機(jī)得到的功率，單位為KW，通風(fēng)機(jī)的輸入功率可用下式計算：

P通入＝

KW

通風(fēng)機(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二4.通風(fēng)機(jī)的效率η

通風(fēng)機(jī)的效率是指通風(fēng)機(jī)輸出功率與輸入功率之比。通全

通靜

通風(fēng)機(jī)的效率越高，說明通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部阻力損失越小，性能也越好。第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二(二)、通風(fēng)機(jī)的個體特性及合理工作范圍

1.個體特性曲線通風(fēng)機(jī)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(jī)的工作特性。每一臺通風(fēng)機(jī)，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(jī)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(jī)的個體特性曲線。第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二1）風(fēng)壓特性曲線

離心式通風(fēng)機(jī)個體特性曲線

軸流式通風(fēng)機(jī)個體特性曲線2）功率曲線3）效率曲線第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二2.通風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)的工作點。

通風(fēng)機(jī)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(jì)，主通風(fēng)機(jī)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(jī)合理的工作范圍。圖8-6軸流式通風(fēng)機(jī)合理工作范圍第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二(三)、比例定律對同類型的通風(fēng)機(jī)，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(jī)的性能也發(fā)生變化。這種變化可應(yīng)用通風(fēng)機(jī)的比例定律說明其性能變化規(guī)律。第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二(四)、通風(fēng)機(jī)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(jī)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(kuò)散器進(jìn)入地表大氣的局部阻力；通風(fēng)機(jī)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，2023年，2月20日，星期二2.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(jī)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，2023年，2月20日，星期二五、礦井主要通風(fēng)機(jī)性能測定通風(fēng)機(jī)制造廠提供的通風(fēng)機(jī)特性曲線，是根據(jù)不帶擴(kuò)散器的模型測定獲得的，而實際運行的通風(fēng)機(jī)都裝有擴(kuò)散器，另外由于安裝質(zhì)量和運轉(zhuǎn)磨損等原因，通風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)。通風(fēng)機(jī)性能試驗的內(nèi)容是測量通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、輸入功率和轉(zhuǎn)數(shù)，并計算通風(fēng)機(jī)的效率，然后繪出通風(fēng)機(jī)實際運轉(zhuǎn)特性曲線。第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二主要通風(fēng)機(jī)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(jī)性能時，也可在礦井不停產(chǎn)條件下，采用備用通風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二一、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(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二3.其它準(zhǔn)備工作(1)記錄通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的銘牌技術(shù)數(shù)據(jù)，并檢查通風(fēng)機(jī)和電動機(jī)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，2023年，2月20日，星期二4.組織分工礦總工程師負(fù)責(zé)組織通風(fēng)、機(jī)電和礦山救護(hù)隊等部門成立通風(fēng)機(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二（二）測定方法與步驟

通風(fēng)機(jī)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(jī)風(fēng)硐進(jìn)行試驗，其布置如圖所示。圖8-15通風(fēng)機(jī)性能試驗時的布置1－通風(fēng)機(jī)；2－風(fēng)硐；3－擴(kuò)散器；4－反風(fēng)道；5－防爆門第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期二在I-I斷面處設(shè)框架，用木板來調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)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(kuò)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(jī)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(jī)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，2023年，2月20日，星期二離心式通風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)入口之間的直線段上，距通風(fēng)機(jī)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，2023年，2月20日，星期二２）風(fēng)速的測定(1)用風(fēng)表在工況調(diào)節(jié)處與通風(fēng)機(jī)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(jī)圓錐形擴(kuò)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，2023年，2月20日，星期二為了使測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，在測量斷面上按等