矿井通风机的性能测定研究

何华伟+丁海霞

【摘要】：测定主要通风机装置性能时，测定的内容与主要通风机的工作方式密切相关，本文主要阐述了矿井主要通风机的风速（风量）的测定、静压的测定、通风机输入功率的测定、通风机转速的测定和大气参数的测定等技术问题。

【关键词】：矿井；主要通风机；性能；测定

1引言

通风机出厂时的特性曲线一般是制造厂家按同类风机模型试验的资料按比例定律换算求得的，一般不单独进行测定，因此，一般不可作为个体特性曲线使用。加上风机安装的质量差异、加装扩散器及使用中的磨损和锈蚀等因素，主要通风机的性能会出现变化。为掌握运转条件下通风机的实际性能，安全高效使用好通风机，《煤矿安全规程》规定：新安装的主要通风机在投入使用前。要进行一次通风机性能测定和试运转工作，以后每五年至少进行一次性能测定。测定主要通风机装置性能时，测定的内容与主要通风机的工作方式密切相关，对抽出式主要通风机装置要测定每一个工况点的静压、风速、电动机的功率、通风机的转速和大气参数等；对压入式主要通风机装置要测定每一个工况点的全压、风速、电动机的功率、通风机的转速和大气参数等。

2制定测点布置方案

2.1通风机工况调节的位置与方法

工况调节地点一般设在与风井交接处的风硐口的位置。其方法是在调节地点内安设稳固的框架（用工字钢、木材均可），然后用宽度不等的木板改变进风面积（轴流式通风机启动时要从全放到全闭，离心式通風机启动时要从全闭到全放），也可利用调节闸门进行调节[1]。工况点设节的数目应不少于7个，以保证测得的特性曲线光滑、连续。在轴流式通风机风压曲线的“驼峰”区，测点密些，在稳定区测点可疏些。

2.2静压的测定

静压测点的位置，应在工况调节处与风机入口之间约两倍风硐宽的直线风硐内的风流稳定区段，并尽量靠近通风机。应在通风机集风器口和扩散器入口断面处，分别设两个测压断面，随工况调节，同时测出该两个测压断面的静压值。

2.3风速的测定

（1）测量静压差法

通风机装置性能测定仪配备的静压差测风法是运用伯诺里方程推导出来的一种测风方法。GAF通风机结构利用其整流罩导致的入风侧风流断面的面积差即可采用静压差原理测风。其他类型的通风机，只要风流较稳定并能在入风侧找到两个面积差较大、相距不太远的测风（引压）断面，都能采用该方法测量。此方法测量通风机风量适用在通风机入口有一段平直的风道，并断面收缩均匀。具备这类条件的通风机主要有GAF、BDK系列的通风机装置。

风表测量法

选择在通风机进风口前或出风口风流稳定的直线段，使用多个风速传感器测定出风流断面的平均风速。如KSC系列通风机装置性能测定仪，共配备16只杯式风速传感器，风硐的断面一般为矩形，要按测风断面大小把其分为3×3、3×4或4×4个等面积矩形，使每个矩形断面的面积不超过1～1.5m2，并分别安装九只、十二只或十六只风速传感器以测定此断面的平均风速。

（2）速（动）压测量法

这种方法即皮托管测量风量法。按选定测风断面的大小和流速分布情况，将测风断面等分成几个小面积块（或环），在每个小面积块（或环）的面积中心布置皮托管，测各点速压，求断面的平均风速，算风量。测定时要合理选择测风断面。风量测定精度的高低主要取决于测风断面上的速度分布稳定状况。在使用轴流式通风机时，测风断面选择在集风器与一级叶片之间筒体的平直段的环形断面上。此断面风流稳定、风速较大且分布均匀。

2.4其他测定

其他测定主要包括以下三个内容：（1）通风机轴功率的测定。电动机的输入功率，应采用0.5级的电源表、电压表、功率因素表来测量并加以计算，也可直接用瓦特表测得；（2）通风机转速的测定。通风机的实际转速可用转速表或激光转数测量仪直接测量，也可采用闪影法测量；（3）大气物理条件的测定大气物理条件测定应尽量在测定处测定，测量的主要参数有大气压力、温度和湿度，以便计算空气密度。

3主要通风机性能测定程序

3.1测定步骤

测定前的准备。测定前，首先应根据测定方案进行组织分工和准备仪表、工具、记录表格及速算图表等。登记通风机和电动机的铭牌和技术数据，并测量通风机的有关结构尺寸；测量测压及测风处的风道断面尺寸；在测压地点安设测压管、胶皮管和工况调节框架，并准备足够的用于调节工况的木板；校正各种仪表，并使测定人员熟悉有关仪表的使用方法；在电路中接人电工仪表；安装通讯联络电话或电铃；采取措施堵塞地面漏水；清除风硐内的碎石等杂物和积水；检查通风机、电动机、闸门、绞车的各部件是否完整牢固；划定各测试组位置[3]。

3.2组织分工

通风机性能测定工作由矿总工程师和矿务局测试组共同负责组织。矿通风、机电和救护队等部门参加，下设若干个小组：工况调节组负责调节通风机工况；测风组负责用风表测风及测量大气物理参数；测压组负责测量静压与动压；电气测量组负责测量电流、电压、功率因数、功率和转数；速算组负责利用事先准备好的速算图，根据测定的数值求出风压、风量，并迅速绘制特性曲线草图，以便发现问题及时补救；通讯联络组负责传递信号和测定数据；安全组配带工具及安全设备，现场待机，负责处理可能发生的问题。

3.3测定工作

一切准备工作就绪后，指挥员下令启动通风机，待通风机稳定后（约启动5～10min后）就可正式测定。每测点至少测两次，在每次测定中的读数时间为：专用风表测风，每分钟读一次；测压，每10s或20s读一次；转数和大气物理参数，每分钟读一次；电气参数，每10s或20s读一次。要在各测量地点设置信号，通常采用电铃作为测试信号。

4结语

矿井主要通风机性能测定是中介检测机构的一个技术和管理问题。应根据每一个矿井实际通风系统状况和风硐布置条件，选择更合理的测定断面、更细致的测点布置以及更精确的测定方法.对运行的主要通风机个体特性进行测定，并在矿井通风阻力测定基础上分析研究，提供更准确的主要通风机性能测定数据，为矿井主要通风机工况调节提供更真实的依据，为实现矿井通风系统稳定、长效安全生产和节能降耗的目的。

[参考文献]：

[1]刘茂柏.煤矿主通风机性能测定[J].科技资讯.2007（21）

[2]沈统谦，许学先.矿井主通风机的性能测定[J].矿山机械.2007（09）

[3]侯庆虎，何启林.朱庄煤矿主要通风机性能测定实践研究[J].煤矿机械.2006（10）endprint