礦井主要通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)

1、礦井主要通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)礦井主要通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)礦井主要通風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要固定設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著向井下輸送新鮮空氣、排除有害有毒氣體、創(chuàng)造良好生產(chǎn)環(huán)境，確保礦井安全生產(chǎn)的重任。選型設(shè)計(jì)當(dāng)否，對(duì)保證礦井正常通風(fēng)，確保礦井安全生產(chǎn)，具有決定性意義。選型設(shè)計(jì)的主要任務(wù)，就是根據(jù)給定的原始資料，在已有的風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品中，選擇適合礦井需要的風(fēng)機(jī)類別及型號(hào)，以及與之配套的電動(dòng)機(jī)。主通風(fēng)機(jī)功率大，耗能多，除要求其可靠之外，還應(yīng)有較高的經(jīng)濟(jì)性。一、原始資料1.通風(fēng)系統(tǒng)：中央邊界式（進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，出風(fēng)井位于井田上部邊界）。2.通風(fēng)方式：抽出式。3.礦井所需風(fēng)量Q=89 m3/s 。4.礦井通風(fēng)阻力h:初期（投

2、產(chǎn)時(shí)）最小負(fù)壓：hmin =2650 Pa。末期（達(dá)產(chǎn)時(shí)）最大負(fù)壓：hmox =3650 Pa 。5.沼氣等級(jí)：低詔氣礦井。6.供電電壓：6000V.（或1140V、660V、380V）。7.服務(wù)年限：50年。8.進(jìn)出風(fēng)井口標(biāo)高基本相同，自然風(fēng)壓忽略不計(jì)。9.風(fēng)井不作提升之用。二、設(shè)計(jì)步驟選型設(shè)計(jì)時(shí)，按照如下步驟，進(jìn)行各方案計(jì)算；1.計(jì)算通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的風(fēng)量和負(fù)壓；2.選擇通風(fēng)機(jī)的類型和型號(hào)；3.求實(shí)際工況點(diǎn)及工況參數(shù)；4.計(jì)算電動(dòng)機(jī)的必須容量并選擇電動(dòng)機(jī)；5.計(jì)算耗電量；6.篩選并確定方案。三、計(jì)算風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量和負(fù)壓原始資料僅提供礦井通風(fēng)的風(fēng)量和負(fù)壓，并不包括通風(fēng)設(shè)備中風(fēng)源以外的風(fēng)道及

3、裝置漏風(fēng)和阻力損失。因此，應(yīng)求出風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量和負(fù)壓。1.風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量按下式計(jì)算：Qy=KQ=1.189=102.35 m3/s式中：Q礦井所需風(fēng)量（m3/s）K設(shè)備漏風(fēng)系數(shù)。風(fēng)井不作提升用途，K取1.15；2.風(fēng)源必須產(chǎn)生的負(fù)壓在通風(fēng)容易時(shí)期：Hy.st=hmin+=2800Pa在通風(fēng)困難時(shí)期：Hy.st=hmax+=3800Pa式中：hmin和hmax通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期礦井負(fù)壓（Pa）；和通風(fēng)設(shè)備中，除風(fēng)源以外的風(fēng)道和輔助裝置中風(fēng)壓損失。作為估計(jì)，、都取150Pa 。四、選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù)根據(jù)計(jì)算得到的通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的風(fēng)量，以及通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期

4、的風(fēng)壓，在通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本中選擇合適的通風(fēng)機(jī)。利用風(fēng)源個(gè)別特性進(jìn)行選型時(shí)，僅需根據(jù)前面計(jì)算的設(shè)計(jì)工況K(Qy, Hy.st)和K（Qy, Hy.st）直接在特性曲線中查找即可。查找時(shí)，必須遵循以下兩條原則：兩個(gè)設(shè)計(jì)工況點(diǎn)K（通風(fēng)容易時(shí)期的工況點(diǎn)）和K（通風(fēng)困難時(shí)期的工況點(diǎn)）均應(yīng)落在工業(yè)利用區(qū)內(nèi)，即效率70，通風(fēng)困難時(shí)期的最大靜壓Hy st應(yīng)小于風(fēng)源裝置最大靜壓Hy st max的90；通風(fēng)困難時(shí)期使用的葉片安裝角應(yīng)比葉片的最大安裝角小35。新型礦井優(yōu)先選擇軸流式通風(fēng)機(jī)，并根據(jù)以上原則，確定兩種風(fēng)機(jī)選擇方案：方案一：選用2K60-4-24軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為750r/mi

5、n。方案二：選用FBCDZ-8-26C軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為740r/min四、求實(shí)際工況點(diǎn)及工況參數(shù)實(shí)際工況點(diǎn)為等效網(wǎng)路靜壓特性曲線與風(fēng)機(jī)裝置靜壓特性曲線的交點(diǎn)。風(fēng)機(jī)裝置靜壓特性曲線是風(fēng)機(jī)廠家提供的特性曲線，是已知曲線。等效網(wǎng)路靜壓特性曲線是根據(jù)礦井的通風(fēng)參數(shù)需要求作的曲線，求作方法如下：1.計(jì)算等效網(wǎng)路靜壓阻力系數(shù)RR=式中: Hy.st礦井負(fù)壓，在兩曲線的交點(diǎn)處，等于風(fēng)源必須產(chǎn)生的靜壓（Pa）；Qy網(wǎng)路風(fēng)量，在兩曲線的交點(diǎn)處，等于風(fēng)源必須產(chǎn)生的風(fēng)量（m3/s）。將通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的靜壓和風(fēng)量分別代入，即可得出不同時(shí)期的等效網(wǎng)路阻力系數(shù)R和R。R=2800

6、/102.35=0.2673 R=3800/102.35=0.36272.求等效網(wǎng)路靜壓特性方程等效網(wǎng)路靜壓特性方程如下：通風(fēng)容易時(shí)期：h=RQ =0.2673 Q (Pa)；通風(fēng)困難時(shí)期：h=RQ= 0.3627Q (Pa)。3.作等效網(wǎng)路靜壓特性曲線以適當(dāng)?shù)腝y值分別代入上二式，將h=RQ和h=RQ曲線繪于上述兩方案的風(fēng)機(jī)特性曲線圖上，和分別為通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的工況點(diǎn)，求出等效網(wǎng)路靜壓特性曲線上各坐標(biāo)的參數(shù)，然后求點(diǎn)描跡，即可求出通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的等效網(wǎng)路靜壓特性曲線。工況點(diǎn)曲線圖繪制說明：根據(jù)公式h=RQ和h=RQ分別取不同風(fēng)量作為通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線、。通風(fēng)容易時(shí)期：

7、0.267340=427.68Pa0.267360=962Pa0.267380=1710Pa0.2673102.35=2800Pa0.2673120=3849Pa0.2673140=5239Pa 通風(fēng)困難時(shí)期： =0.362740=580Pa =0.362760=1306Pa =0.362780=2321Pa =0.3627102.35=3800Pa =0.3627120=5223Pa =0.3627140=7108Pa該兩條曲線與風(fēng)機(jī)靜壓特性曲的交點(diǎn)，即為實(shí)際工況點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的參數(shù)即為實(shí)際工況點(diǎn)參數(shù)。上述兩方案的工況點(diǎn)都位于工業(yè)利用區(qū)內(nèi)，選型都是正確的。 五、確定調(diào)節(jié)方法對(duì)軸流式通風(fēng)機(jī)，均

8、采用改變?nèi)~片安裝角度的方法對(duì)工況進(jìn)行調(diào)節(jié)。初期安裝角運(yùn)行一定時(shí)期后，隨著井下巷道的延伸，通風(fēng)阻力會(huì)逐漸增大，風(fēng)量會(huì)逐漸減小，當(dāng)風(fēng)量減小到不能滿足通風(fēng)要求時(shí)，就必須將風(fēng)機(jī)葉片的角度向大一擋的方向調(diào)整。FBCDZ系列，初期安裝角若為“0”度，則應(yīng)調(diào)至“3”，對(duì)2K60系列，初期安裝角若為25，則應(yīng)調(diào)至30。六、選擇電動(dòng)機(jī)在通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期，電動(dòng)機(jī)必須輸出的功率分別為：通風(fēng)容易時(shí)期：N（kW）通風(fēng)困難時(shí)期：N（kW）式中：y.st和y.st通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的風(fēng)機(jī)效率；c電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間的傳動(dòng)效率;FBCDZ系列為直接傳動(dòng)，c1；其余系列均為聯(lián)軸器傳動(dòng). c0.98。方案一工況參數(shù)表

9、如下：時(shí)期葉片安裝角度/()通風(fēng)容易時(shí)期27102.35280036778通風(fēng)困難時(shí)期32.5102.353800481.682.4方案二工況參數(shù)表如下：時(shí)期葉片安裝角度/()通風(fēng)容易時(shí)期35102.35280034583通風(fēng)困難時(shí)期38102.353800457.685方案一電機(jī)選擇：Nd=1.2N=1.2481.6=578kW根據(jù)計(jì)算選用主通風(fēng)機(jī)配套電機(jī)型號(hào)為：TB350S2-8，功率為：2355kW方案二電機(jī)選擇：Nd=1.2N=1.2457.6=559kW根據(jù)計(jì)算選用主通風(fēng)機(jī)配套電機(jī)型號(hào)為：YBFe450M2-8，功率為：2315kW七平均年電耗由于通風(fēng)網(wǎng)路阻力系數(shù)隨著開采工作的推移而

10、變化，工況點(diǎn)和電耗也隨之而變。因此，難以非常精確地計(jì)算能耗。對(duì)于通風(fēng)網(wǎng)路阻力系數(shù)變化不大，而且中期無需進(jìn)行調(diào)節(jié)的通風(fēng)機(jī)，可按下式計(jì)算電耗： E=rT (kWh)式中：d電機(jī)效率；取0.95.w電網(wǎng)效率；取0.85.r每天工作小時(shí)數(shù)；取24.T每年工作晝夜數(shù)。取365方案一平均年電耗：E=rT=4380（367481.6）/(0.950.85)=4602932.5 kWh方案二平均年電耗：E=rT=4380（345457.6）/(0.950.85)=4353421.7 kWh八、方案的比較與確定進(jìn)行方案比較時(shí)，可從安全可靠和經(jīng)濟(jì)性兩方面進(jìn)行比較，安全可靠的主要指標(biāo)是角度余量和風(fēng)壓余量，即在通風(fēng)困難時(shí)期使用的葉片安裝角度是否滿足比最大安裝角小35和使用的風(fēng)壓是否小于最大風(fēng)壓的90。經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)是平均效率，最低效率和平均年電耗。顯而易見：在保證安全可靠的前提下，效率越高，年電耗越小，方案就越合理。經(jīng)過上述兩方案的安全可靠性、效率、年平均電耗分析比較后，確定方案二為最佳方案。九、風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)數(shù)量的確定選用FBCDZ-8-26C軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為740r/min，主通風(fēng)機(jī)配套電機(jī)型號(hào)為：YBFe450M2-8，功率為：2315kW。參考資料：1.煤炭工業(yè)設(shè)備手冊(cè)上冊(cè)，中國礦業(yè)大學(xué)出版社1992。2.