四礦三水平軸流式通風機技術研究與應用

王艷紅

摘 要：通過分析四礦三水平通風現狀，闡述了新型風機的技術原理、創新點和使用效果。

關鍵詞：新型風機；軟起動裝置；“一鍵式”倒臺；經濟效益

中圖分類號：TD441 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.074

1 研究內容

四礦為瓦斯突出礦井，原煤生產能力為3.0×106 t/年，三水平設計服務年限20年。經通風網絡計算，三水平最大風量為304 m3/s，最小157 m3/s，最大負壓3 536 Pa，最小2 122.2 Pa。北主扇風機負壓最高達到4 900 Pa，高負壓運行已經對北主扇主通風機的運行和礦井安全構成嚴重威脅。現有主通風機風量已不能滿足三水平煤層開采供風需求。

為解決此問題，四礦有關單位經過充分考察論證，選用北京燕山風機廠生產的型號為FBCDZ-10-№38型風機，配用YBF800M1-10，2×1 200 kW型風機，用高壓隔爆型三相異步電動機，采用NC3S6/250軟啟動柜進行啟動。該風機具有氣動性能優良、效率高、振動小、噪聲低、高效區域廣的優點，最高靜壓效率達85%以上，比同類產品高5%～10%，具有明顯的節能效果。

2 技術原理

在三水平主扇安裝兩臺主通風機型號為FBCDZ-10-№38，配用YBF800M1-10，2×1 200 kW型風機用高壓隔爆型三相異步電動機，使用許繼公司生產的KYN28A-12（Z）鎧裝移開式交流金屬封閉開關柜，采用NC3S6/250軟啟柜進行軟啟動。風機前期效率不低于80%，后期效率不低于85%，且風機調節余量較大，反風量不小于70%.

3 主要指標、優點和特點

3.1 主要指標

主要指標如下：

電機功率：2×1 200 kW；

風量：5 520～34 560 m3/min；

靜壓：1 480～5 840 Pa。

3.2 優點

電動機的優點有：①具有軟起動裝置，氣動性能優良、效率高、振動小、噪聲低；②具有防止誤操作聯鎖裝置，可實現自動倒風門和不停風“一鍵式”操作倒臺，且有自動防水槽通風機的工況及其合理工作段。

3.3 特點

3.3.1 工況點

將網絡風阻特性曲線與通風機特性曲線畫在同一坐標中，兩曲線的交點就是它的工況點。軸流式通風機特性曲線呈馬鞍形，且有駝峰點，工況點需選擇在駝峰的右側，才能保證其穩定性，從經濟性考慮，要求通風機的靜壓效率大于60%，運行工況點的喧雜應不低于最高效率的85%～90%最為經濟。

3.3.2 滿足“五防”要求

啟動柜設有防止誤操作連鎖裝置，滿足“五防”要求：①儀表室門上有提示性的按鈕或KK型轉換開關，以防止誤合、誤分斷路器，手車位置與二次插頭設有連鎖，手車在工作位置，二次插頭被鎖定不能拔出。防止帶負荷分、合隔離開關。斷路器手車在試驗或工作位置時，斷路器才能合分，而且在斷路器合閘之后，斷路器無法移動。②斷路器與接地開關機構連鎖，防止帶電合接地開關。③防止接地開關未分前合斷路器。只有當斷路器手車退出柜體后，接地開關才能合閘，同時手車不能進入柜體，手車在柜內時，接地開關不能合閘。④斷路器在進入柜體之后，下門及后門無法打開，防止了誤入帶電間隔。另外，啟動柜加裝了欠壓脫扣裝置。

3.3.3 設有微機保護裝置

微機保護裝置包括WXH-831D電機保護測控裝置（起動柜）、WXH-832D線路保護測控裝置（電源柜）、WXH-831D電壓互感器監測裝置（PT柜）和WBT-831D備自投裝置（聯絡柜）。

3.3.4 裝置功能

裝置功能主要有：①方向（低壓）過流保護，判別是起動大電流還是短路電流。②加速保護，過流加速投入。③過負荷保護。④零序過流保護，保護系統接地故障。⑤低周減載。系統發生故障，頻率下降過快超過滑差閉鎖值時瞬間閉鎖低頻減載。⑥低壓減載。系統電壓下降過快，超過滑差閉鎖定值時瞬時閉鎖低壓減載。⑦手合同期。合閘條件，開關處于跳位，滿足手合周期條件。⑧裝置故障告警。保護裝置的硬件發生故障，LED可以顯示故障信息，并閉鎖保護的開出回路，同時發中央信號。

4 創新點

創新點在于：①風機主副風門采用百葉窗形式，能夠實現自動或手動開閉。②風機配帶在線監測裝置，能現場監測風機風量、負壓、效率、軸功率、軸承測溫、風機電機定子繞組溫度、電機電流、電壓等參數并打印記錄，同時具有故障自診斷功能。③軟起動具備對電機和軟起動的全面保護，因此在電機軟起動、運行和停止過程中，電機的保護可由軟起動自帶保護功能完成。④風機風道外加裝自動防水槽，使風機內凝聚而成的水自動流入水槽，然后通過管子流入下水道。⑤在風機前刪欄處加裝鋼網，保證了風機的運行安全。⑥該風機安裝較為簡單，對基礎要求不高。⑦采用軟啟動裝置實現平滑啟動。⑧可實現“一鍵式”倒臺、不停風倒臺。

5 經濟效益

根據平煤集團四礦提供的現場試驗數據和三水平主扇風機節能效益計算，維修人員可減少6人，減少工資支出（以人均工資3.5萬元計算）21萬元；三水平正式開采后，按年產6.0×105 t計算，每年創造效益約21 600萬元，經濟效益共計約21 621萬元。

6 社會效益

該風機自2011-11投入使用以來，解決了四礦長期以來制約生產的供風不足、原有主扇高負壓運行等問題，消除了安全隱患，對保證礦井安全生產和可持續發展具有深遠意義。同時，該風機改造提高了設備的可靠性，降低了事故率，而且由于節能效果明顯，有效降低了噸煤成本費用，達到了節支降耗的作用，也方便了司機操作與設備維護，為安全供風奠定了基礎。

7 結束語

隨著礦井開采的不斷延伸，采用軟啟動、“一鍵式”倒臺、不停風倒臺的軸流式通風機在技術改造方面顯得更為迫切和重要。旋軸流式通風機在我國礦山企業中的廣泛應用和自動化產品的不斷成熟為我們充分發揮對旋軸流式通風機的綜合技術優勢提供了更為廣闊的應用前景。

參考文獻

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[3]白銘聲，陳祖蘇.流體機械[M].北京：煤炭工業出版社，1986.

〔編輯：王霞〕