淺談動(dòng)液可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)在高河礦應(yīng)用

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1、淺談動(dòng)液可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)在高河礦應(yīng)用摘要：文章介紹了動(dòng)液可調(diào)式礦井軸流風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，分析了軸流風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)工作原理、技術(shù)性能、耗能分析。并且根據(jù)在高河礦井的實(shí)際應(yīng)用效果，肯定了使用其的成功性，并對(duì)其技術(shù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行的可行性分析，指出了動(dòng)液可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：動(dòng)液可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)高瓦斯礦井煤礦通風(fēng)安全生產(chǎn)煤礦用風(fēng)機(jī)是煤炭安全生產(chǎn)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一。因?yàn)榈V井下含有瓦斯等易燃易爆氣體，只能依靠風(fēng)機(jī)抽出和送入外界空氣來(lái)降低其濃度，所以煤礦安全規(guī)程規(guī)定“以風(fēng)定產(chǎn)”，即根據(jù)礦井通風(fēng)量的多少來(lái)決定煤炭的開(kāi)采

2、量，從而保證煤礦安全長(zhǎng)周期穩(wěn)定生產(chǎn)。目前礦井主要通風(fēng)設(shè)備，通常使用離心式和軸流式兩大類(lèi)。離心式通風(fēng)機(jī)因以離心式離心力形成風(fēng)壓而得名；軸流式通風(fēng)機(jī)因氣流沿軸向流動(dòng)而得名；故一般來(lái)講離心式通風(fēng)機(jī)因適用于小流量、壓力場(chǎng)所，而軸流式通風(fēng)機(jī)則常用于大流量、低壓力情況,并且各有不同特點(diǎn)。高河礦井屬高瓦斯礦井，礦井采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)方式為抽出式，由主、副立井和小莊進(jìn)風(fēng)立井進(jìn)風(fēng)，中央回風(fēng)立井和小莊回風(fēng)立井回風(fēng)。中央風(fēng)井采用2臺(tái)ANN-3392/1600B型礦用軸流式通風(fēng)機(jī),1臺(tái)工作，1臺(tái)備用。每臺(tái)通風(fēng)機(jī)配1臺(tái)Y800-6型高壓三相異

3、步電動(dòng)機(jī)(3600kW.10kV、990r/min)□小莊風(fēng)井配備風(fēng)機(jī)與中央風(fēng)井風(fēng)機(jī)相同。1、結(jié)構(gòu)分析(1)動(dòng)液可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的作用機(jī)理。高河礦所用風(fēng)機(jī)為ANN-3392/1600B型動(dòng)液可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，各技術(shù)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)均基于保障風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性和質(zhì)量要求。如圖2所示：風(fēng)機(jī)動(dòng)液可調(diào)裝置由液壓缸、旋轉(zhuǎn)油封、調(diào)節(jié)盤(pán)、調(diào)節(jié)臂、平衡塊、葉片軸、輪轂和葉片等組成。其中，葉片由合金鋁鑄造而成，其應(yīng)力分配關(guān)系經(jīng)有限元計(jì)算如圖1所示。由此可見(jiàn)，其根部為應(yīng)力集中部位，所以輪轂采用B型，即其結(jié)構(gòu)比普通型根部更為厚實(shí)，且可同時(shí)用于鋁葉片和球墨鑄鐵葉

4、片，如圖3輪轂實(shí)際圖所示。此外，葉片平衡臂可100%平衡葉片本身在開(kāi)和關(guān)二個(gè)方向的離心力。由此，通過(guò)液壓缸和旋轉(zhuǎn)油封及調(diào)節(jié)盤(pán)和調(diào)節(jié)臂的協(xié)同作用來(lái)調(diào)節(jié)葉片張開(kāi)角度，從而產(chǎn)生所需的風(fēng)量和壓力來(lái)滿足通風(fēng)的實(shí)際需求。(2)風(fēng)機(jī)靜止部件穩(wěn)定可靠，葉輪機(jī)殼與葉片頂端之間的間隙很小，可保證較高的效率。葉輪經(jīng)過(guò)仔細(xì)選材和部件設(shè)計(jì)，可確保壽命長(zhǎng)、運(yùn)行可靠。為達(dá)到設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)的可靠性，軸承組是按前面描述的順時(shí)針?lè)较蛟O(shè)計(jì)的。風(fēng)機(jī)固有頻率已經(jīng)調(diào)整，以免因風(fēng)機(jī)殘余不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)達(dá)到共振的危險(xiǎn)。葉輪的動(dòng)平衡滿足規(guī)定的平衡要求。(1)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定

5、，但在運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片角可以由液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)，因此風(fēng)機(jī)的負(fù)荷量可根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的具體要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)性能是基于礦井負(fù)荷通過(guò)總控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的?？刂葡到y(tǒng)將設(shè)定點(diǎn)的調(diào)節(jié)信號(hào)直接傳給安裝在風(fēng)機(jī)外的電動(dòng)調(diào)節(jié)執(zhí)行器上。電動(dòng)調(diào)節(jié)執(zhí)行器將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成擴(kuò)散筒外調(diào)節(jié)臂的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)臂帶動(dòng)風(fēng)機(jī)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)裝置，從而驅(qū)動(dòng)了連接在驅(qū)動(dòng)裝置處的液壓裝置，這樣就改變了葉片角度。各風(fēng)機(jī)部件都是通過(guò)PI邏輯圖上所示的傳感器和儀表來(lái)控制的。2、性能分析(1)不同工況點(diǎn)下壓力與流量的關(guān)系。如圖4所示，風(fēng)機(jī)的性能可從工況點(diǎn)的電機(jī)功率富裕系數(shù)上來(lái)作初步

6、的分析:初期為3,后期為1.9；葉片角度儲(chǔ)備:初期為10。，后期為9°，大于5。；通風(fēng)機(jī)工況區(qū)最高效率為88%,根據(jù)《通風(fēng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》計(jì)算，該類(lèi)型節(jié)能通風(fēng)機(jī)效率應(yīng)達(dá)到的最低保證值為69%,所以該風(fēng)機(jī)屬節(jié)能通風(fēng)機(jī);通風(fēng)機(jī)不設(shè)反風(fēng)道，采用電機(jī)反轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行反風(fēng)，初、后期反風(fēng)風(fēng)量均不小于正常風(fēng)量的40%；反風(fēng)功率：初期為720.lkW,后期為1297.9kW,均小于風(fēng)機(jī)額定功率；反風(fēng)時(shí)間小于lOmin；滿足有關(guān)規(guī)程的要求。(2)風(fēng)機(jī)葉片調(diào)節(jié)方式為動(dòng)葉可調(diào)，可在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)風(fēng)量、負(fù)壓，以適應(yīng)不同時(shí)期礦井通風(fēng)的需

7、要，最大限度的節(jié)約能耗，可以在最短的時(shí)間內(nèi)測(cè)試風(fēng)機(jī)性能曲線，大大減少了因測(cè)試停產(chǎn)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。另外實(shí)現(xiàn)動(dòng)液可調(diào)還有啟動(dòng)力矩小、防喘振、風(fēng)量調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。3、能耗分析3.1中央回風(fēng)立井通風(fēng)設(shè)備計(jì)算依據(jù)。根據(jù)《煤礦在用主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》AQ1011-2005.《煤礦在用主通風(fēng)機(jī)裝置節(jié)能監(jiān)測(cè)方法和判定規(guī)則》，可進(jìn)行如下計(jì)算：已知參數(shù):采用2臺(tái)ANN-3392/1600B型礦用軸流式通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率3600kW,轉(zhuǎn)速990r/mino3.2小莊回風(fēng)立井通風(fēng)設(shè)備計(jì)算依據(jù)。根據(jù)《煤礦在用主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安全檢測(cè)檢驗(yàn)規(guī)范》A

8、Q1011-2005.《煤礦在用主通風(fēng)機(jī)裝置節(jié)能監(jiān)測(cè)方法和判定規(guī)則》，可進(jìn)行如下計(jì)算分析：已知參數(shù):采用2臺(tái)ANN-3392/1600B型礦用軸流式通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率3600kW,轉(zhuǎn)速990r/mino3.3能耗總結(jié)經(jīng)計(jì)算中央回風(fēng)立井和小莊回風(fēng)立井所選用風(fēng)機(jī)的工序能耗，符合《煤礦在用主通風(fēng)機(jī)裝置節(jié)能監(jiān)測(cè)方