gaf型礦用軸流式主通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)性能測(cè)試

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1、GAF型礦用軸流式主通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)性能測(cè)試皖北煤電集團(tuán)公司任樓煤礦姚金林1、引言GAF主通風(fēng)機(jī)是上海鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)德國TLT公司先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的適合礦山使用的高效風(fēng)機(jī)，其風(fēng)機(jī)葉片角度調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)范圍大，具有高負(fù)壓、大風(fēng)量、運(yùn)行效率高等特點(diǎn)，在我國礦山應(yīng)用較為廣泛的一種通風(fēng)機(jī)。礦井主通風(fēng)機(jī)是礦山大型固定設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著向井下輸送充足的新鮮空氣、確保礦井安全生產(chǎn)的重任，同時(shí)由于它連續(xù)不間斷運(yùn)行，它也是礦井的能耗大戶?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：礦井必須按實(shí)際供風(fēng)量核定礦井產(chǎn)量，礦井主通風(fēng)機(jī)每5年必須進(jìn)行一次性能鑒定。因此，為實(shí)現(xiàn)礦井主通風(fēng)機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證礦井的安全高效生產(chǎn)，必須

2、掌握主通風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行性能曲線。主通風(fēng)機(jī)性能測(cè)試是日常通風(fēng)管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，掌握礦井主通風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行性能是實(shí)現(xiàn)礦井安全管理和風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。測(cè)試方法的選擇對(duì)掌握主通風(fēng)機(jī)的實(shí)際性能是十分重要的；不同類型主通風(fēng)機(jī)的布置是有差異的，應(yīng)根據(jù)礦井主通風(fēng)機(jī)的布置來優(yōu)化選擇礦井主通風(fēng)機(jī)的測(cè)試方案。2、GAF主通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其裝置布置特征圖1是生產(chǎn)礦井GAF主通風(fēng)機(jī)典型的安裝布置示意圖。對(duì)生產(chǎn)礦井來說，GAF型軸流式主通風(fēng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：（1）按設(shè)計(jì)要求，風(fēng)機(jī)入口整流部件（也稱集流器，Ⅰ斷面至導(dǎo)流葉片）的全長大于1倍的動(dòng)輪直徑，集流器為橢圓錐形，入口Ⅰ斷面為空心圓，平直段Ⅱ斷面

3、為圓環(huán)形，兩斷面斷面積變化較大，且距離較短（小于3m）。在風(fēng)流穩(wěn)定前提條件下，可以利用兩斷面靜壓力變化測(cè)量風(fēng)機(jī)的過風(fēng)量[1，2]。（2）GAF型風(fēng)機(jī)采用調(diào)整風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片角（αR調(diào)至116°～124°）來實(shí)現(xiàn)反風(fēng)的（見圖2），一般在葉片角124°時(shí)，反風(fēng)量約為70%；在反風(fēng)角度范圍內(nèi)，反風(fēng)量隨αR的增大而減小，隨αR的減小而增大，因而反風(fēng)量總是可以達(dá)到60%以至更大，只受到電機(jī)功率的限制[3]。反風(fēng)量在設(shè)計(jì)風(fēng)量60%以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率一般不會(huì)過載。由于采用調(diào)整葉片角反風(fēng)，無需增加任何機(jī)構(gòu)。這也決定了該類型風(fēng)機(jī)布置不具備不停產(chǎn)測(cè)試條件，只能在礦井停產(chǎn)檢修時(shí)進(jìn)行性能測(cè)試。（3

4、）按設(shè)計(jì)要求，進(jìn)風(fēng)立閘門前設(shè)置5倍葉輪直徑的直線段風(fēng)硐，而對(duì)進(jìn)風(fēng)立閘門后段的直線段長度未作要求[4]，實(shí)際使用中的GAF型風(fēng)機(jī)該平直段長度均小于2倍風(fēng)道直徑。故設(shè)置在測(cè)度風(fēng)機(jī)立閘門與風(fēng)機(jī)入口之間的靜壓測(cè)點(diǎn)只有當(dāng)該立閘門全開時(shí)才能采集到可靠穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。3.1測(cè)試內(nèi)容測(cè)試1號(hào)主通風(fēng)機(jī)-10°、-5°、0°、+5°和2號(hào)主通風(fēng)機(jī)-10°、-5°、0°、+2.5°不同角度條件下風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓--風(fēng)量、功率--風(fēng)量和效率--風(fēng)量曲線。測(cè)定的主要參數(shù)有不同工況條件下：(1)主通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量；(2)主通風(fēng)機(jī)裝置靜壓；(3)電動(dòng)機(jī)的輸入功率；(4)大氣參數(shù)；(5)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率。3.2工況調(diào)

5、節(jié)方法選擇礦井通風(fēng)機(jī)的性能測(cè)定,是通過調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的方法來獲得通風(fēng)機(jī)的不同工況點(diǎn),然后根據(jù)各工況點(diǎn)的參數(shù)繪制其特性曲線。其要求是測(cè)定從低負(fù)壓至風(fēng)機(jī)最高負(fù)壓段的完整風(fēng)機(jī)性能曲線。因此,工況調(diào)節(jié)方法的選取和調(diào)節(jié)位置的確定是保證測(cè)定工作能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。根據(jù)風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)裝置及風(fēng)峒布置形式（見圖1），由于風(fēng)門C的入風(fēng)斷面只有0.8m2，風(fēng)門D的入風(fēng)斷面0.5m2，地面無其它入風(fēng)口，故考慮大風(fēng)量工況打開備用風(fēng)機(jī)立閘門，利用備用風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器進(jìn)風(fēng)；為了測(cè)定小風(fēng)量工況，在風(fēng)機(jī)測(cè)試前，在礦井總回風(fēng)道預(yù)先設(shè)置調(diào)節(jié)門框，并備好風(fēng)門，待風(fēng)機(jī)測(cè)試前停風(fēng)機(jī)并將地面風(fēng)門全打開（防止風(fēng)機(jī)在駝

6、峰不穩(wěn)定區(qū)運(yùn)行）時(shí)安裝該風(fēng)門，控制井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量，確保風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全并能測(cè)試完整風(fēng)機(jī)特性曲線。經(jīng)研究改變測(cè)定風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的方法為：1號(hào)風(fēng)機(jī)測(cè)定時(shí)（2號(hào)風(fēng)機(jī)停開）：軸流式風(fēng)機(jī)采用全開啟動(dòng)，即測(cè)試開始時(shí)，全部打開1號(hào)風(fēng)機(jī)前的立閘門A，2號(hào)風(fēng)機(jī)前的立閘門B打開1/3～1/2(控制擴(kuò)散器的進(jìn)風(fēng)風(fēng)速不至于過大)，打開風(fēng)硐公共段的風(fēng)門C1、C2及東風(fēng)井的安全出口風(fēng)門D，風(fēng)流由①東風(fēng)井安全出口風(fēng)門D、側(cè)風(fēng)門C1、C2，②井下通風(fēng)系統(tǒng)，③備用風(fēng)機(jī)的擴(kuò)散器進(jìn)入→備用風(fēng)機(jī)，分三條路線進(jìn)入風(fēng)硐→1號(hào)測(cè)試風(fēng)機(jī)立閘門A→1號(hào)風(fēng)機(jī)→1號(hào)風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器→地面大氣。1號(hào)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，先測(cè)一個(gè)工況，然后根據(jù)

7、測(cè)試速算結(jié)果確定下一工況調(diào)節(jié)位置，依次調(diào)節(jié)東風(fēng)井安全出口風(fēng)門D和側(cè)風(fēng)門C1、C2（關(guān)閉）、2號(hào)風(fēng)機(jī)前的立閘門B，改變測(cè)定風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻，以達(dá)到調(diào)節(jié)工況點(diǎn)的目的；當(dāng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定的駝峰區(qū)時(shí)，立即退回，以確保風(fēng)機(jī)的安全，以達(dá)到測(cè)定風(fēng)機(jī)的全程曲線。每一角度條件下的曲線測(cè)試8～10個(gè)工況點(diǎn)。用類似的工況調(diào)節(jié)方法對(duì)2號(hào)風(fēng)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。3.3測(cè)風(fēng)、測(cè)壓斷面選擇圖3GAF26.6-15.84-1主通風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)性能曲線（n=1000r/min）-10°-5°0°+2.5°風(fēng)機(jī)綜合效率η/%風(fēng)機(jī)裝置靜壓Hsd×10/Pa電機(jī)輸入功率P/kW-10°-5°0°+