礦井通風機的性能測定研究

何華偉+丁海霞

【摘要】：測定主要通風機裝置性能時，測定的內容與主要通風機的工作方式密切相關，本文主要闡述了礦井主要通風機的風速（風量）的測定、靜壓的測定、通風機輸入功率的測定、通風機轉速的測定和大氣參數的測定等技術問題。

【關鍵詞】：礦井；主要通風機；性能；測定

1引言

通風機出廠時的特性曲線一般是制造廠家按同類風機模型試驗的資料按比例定律換算求得的，一般不單獨進行測定，因此，一般不可作為個體特性曲線使用。加上風機安裝的質量差異、加裝擴散器及使用中的磨損和銹蝕等因素，主要通風機的性能會出現變化。為掌握運轉條件下通風機的實際性能，安全高效使用好通風機，《煤礦安全規程》規定：新安裝的主要通風機在投入使用前。要進行一次通風機性能測定和試運轉工作，以后每五年至少進行一次性能測定。測定主要通風機裝置性能時，測定的內容與主要通風機的工作方式密切相關，對抽出式主要通風機裝置要測定每一個工況點的靜壓、風速、電動機的功率、通風機的轉速和大氣參數等；對壓入式主要通風機裝置要測定每一個工況點的全壓、風速、電動機的功率、通風機的轉速和大氣參數等。

2制定測點布置方案

2.1通風機工況調節的位置與方法

工況調節地點一般設在與風井交接處的風硐口的位置。其方法是在調節地點內安設穩固的框架（用工字鋼、木材均可），然后用寬度不等的木板改變進風面積（軸流式通風機啟動時要從全放到全閉，離心式通風機啟動時要從全閉到全放），也可利用調節閘門進行調節[1]。工況點設節的數目應不少于7個，以保證測得的特性曲線光滑、連續。在軸流式通風機風壓曲線的“駝峰”區，測點密些，在穩定區測點可疏些。

2.2靜壓的測定

靜壓測點的位置，應在工況調節處與風機入口之間約兩倍風硐寬的直線風硐內的風流穩定區段，并盡量靠近通風機。應在通風機集風器口和擴散器入口斷面處，分別設兩個測壓斷面，隨工況調節，同時測出該兩個測壓斷面的靜壓值。

2.3風速的測定

（1）測量靜壓差法

通風機裝置性能測定儀配備的靜壓差測風法是運用伯諾里方程推導出來的一種測風方法。GAF通風機結構利用其整流罩導致的入風側風流斷面的面積差即可采用靜壓差原理測風。其他類型的通風機，只要風流較穩定并能在入風側找到兩個面積差較大、相距不太遠的測風（引壓）斷面，都能采用該方法測量。此方法測量通風機風量適用在通風機入口有一段平直的風道，并斷面收縮均勻。具備這類條件的通風機主要有GAF、BDK系列的通風機裝置。

風表測量法

選擇在通風機進風口前或出風口風流穩定的直線段，使用多個風速傳感器測定出風流斷面的平均風速。如KSC系列通風機裝置性能測定儀，共配備16只杯式風速傳感器，風硐的斷面一般為矩形，要按測風斷面大小把其分為3×3、3×4或4×4個等面積矩形，使每個矩形斷面的面積不超過1～1.5m2，并分別安裝九只、十二只或十六只風速傳感器以測定此斷面的平均風速。

（2）速（動）壓測量法

這種方法即皮托管測量風量法。按選定測風斷面的大小和流速分布情況，將測風斷面等分成幾個小面積塊（或環），在每個小面積塊（或環）的面積中心布置皮托管，測各點速壓，求斷面的平均風速，算風量。測定時要合理選擇測風斷面。風量測定精度的高低主要取決于測風斷面上的速度分布穩定狀況。在使用軸流式通風機時，測風斷面選擇在集風器與一級葉片之間筒體的平直段的環形斷面上。此斷面風流穩定、風速較大且分布均勻。

2.4其他測定

其他測定主要包括以下三個內容：（1）通風機軸功率的測定。電動機的輸入功率，應采用0.5級的電源表、電壓表、功率因素表來測量并加以計算，也可直接用瓦特表測得；（2）通風機轉速的測定。通風機的實際轉速可用轉速表或激光轉數測量儀直接測量，也可采用閃影法測量；（3）大氣物理條件的測定大氣物理條件測定應盡量在測定處測定，測量的主要參數有大氣壓力、溫度和濕度，以便計算空氣密度。

3主要通風機性能測定程序

3.1測定步驟

測定前的準備。測定前，首先應根據測定方案進行組織分工和準備儀表、工具、記錄表格及速算圖表等。登記通風機和電動機的銘牌和技術數據，并測量通風機的有關結構尺寸；測量測壓及測風處的風道斷面尺寸；在測壓地點安設測壓管、膠皮管和工況調節框架，并準備足夠的用于調節工況的木板；校正各種儀表，并使測定人員熟悉有關儀表的使用方法；在電路中接人電工儀表；安裝通訊聯絡電話或電鈴；采取措施堵塞地面漏水；清除風硐內的碎石等雜物和積水；檢查通風機、電動機、閘門、絞車的各部件是否完整牢固；劃定各測試組位置[3]。

3.2組織分工

通風機性能測定工作由礦總工程師和礦務局測試組共同負責組織。礦通風、機電和救護隊等部門參加，下設若干個小組：工況調節組負責調節通風機工況；測風組負責用風表測風及測量大氣物理參數；測壓組負責測量靜壓與動壓；電氣測量組負責測量電流、電壓、功率因數、功率和轉數；速算組負責利用事先準備好的速算圖，根據測定的數值求出風壓、風量，并迅速繪制特性曲線草圖，以便發現問題及時補救；通訊聯絡組負責傳遞信號和測定數據；安全組配帶工具及安全設備，現場待機，負責處理可能發生的問題。

3.3測定工作

一切準備工作就緒后，指揮員下令啟動通風機，待通風機穩定后（約啟動5～10min后）就可正式測定。每測點至少測兩次，在每次測定中的讀數時間為：專用風表測風，每分鐘讀一次；測壓，每10s或20s讀一次；轉數和大氣物理參數，每分鐘讀一次；電氣參數，每10s或20s讀一次。要在各測量地點設置信號，通常采用電鈴作為測試信號。

4結語

礦井主要通風機性能測定是中介檢測機構的一個技術和管理問題。應根據每一個礦井實際通風系統狀況和風硐布置條件，選擇更合理的測定斷面、更細致的測點布置以及更精確的測定方法.對運行的主要通風機個體特性進行測定，并在礦井通風阻力測定基礎上分析研究，提供更準確的主要通風機性能測定數據，為礦井主要通風機工況調節提供更真實的依據，為實現礦井通風系統穩定、長效安全生產和節能降耗的目的。

[參考文獻]：

[1]劉茂柏.煤礦主通風機性能測定[J].科技資訊.2007（21）

[2]沈統謙，許學先.礦井主通風機的性能測定[J].礦山機械.2007（09）

[3]侯慶虎，何啟林.朱莊煤礦主要通風機性能測定實踐研究[J].煤礦機械.2006（10）endprint