煤矿用主通风机的改造及选型设计

赵坤

摘 要：当前，国内多数中大型矿井在进行主通风机的改造及选型时，为了尽可能的保证通风安全，一般在设计风量、负压时数值偏大，从而导致主通风机能力过大的问题。从某种程度上来说，只要能够满足煤矿安全生产的条件，合理的选用主通风机不但能够为煤矿事业带来明显的经济效益，而且对于减弱噪声污染、节能降耗也具有重要的作用。对此，文章就煤矿用主通风机的改造及选型设计进行简单的分析，并提出一些可供参考的意见与措施。

关键词：煤矿；主通风机；改造；选型

1 主通风机选型

科学合理的进行主通风机改造及选型不但可以提高煤矿的经济效益，同时也为节能降耗、减弱噪声污染等问题带来有效改善，为煤矿事业带来极大的便利，因此在改造和选型主通风机的过程中必须要达到以下两点要求。一是确保主通风机能够满足煤矿通风系统中的风量及风压要求；二是主通风机的实际工况点应在80%的高效区内工作运行，只有这样才能够达到节能降耗的目的。

1.1 主通风机改造的原则

就一般情况而言，需要进行更新改造的矿用主通风机往往具有以下五个方面的特征：（1）难以满足煤矿正常工作运行的风量、风压等其他参数要求；（2）难以满足反风要求；（3）矿用主通风机的叶片调整之后其装机功率偏低；（4）矿用主通风机的设计工况点偏离高效区较为严重；（5）矿用主通风机设备过于落后或濒临淘汰，耗能巨大、效率极低。

综合以上情况，矿用主通风机改造时应该让煤矿生产单位根据实际工作当中的风量、风压等治疗对后期的风量、风压、负压等指标进行估算，并精确的计算出主通风机的装机功率，最后再按照产品样本进行主通风机的选型或参考同类参数的主通风机进行选型，条件允许的情况下还以邀请主通风机厂家参与到选型中来，提高选型的科学性、准确性。

1.2 主通风机选型的原则

1.2.1 高效节能

由于煤矿的系统、整体性要求较高，煤矿用主通风机的装机功率较大，因此在主通风机选型时要注重其高效性及节能性。

1.2.2 控制噪音

煤矿的工作环境一般在村落附近、主通风机一般也靠近办公区，因此在主通风机选型时要考虑到噪音问题，而要想有效降低噪音那么就必须选用运作效率较高、叶轮圆周速度较低的主通风机。

1.2.3 综合考虑，提高性能

煤矿竹筒风机的选型要着重了解当前我国国内主通风机行业的产品质量、生产现状及新产品推广情况，尽量选择振动小、效率高、噪音弱、风量大的高效矿用主通风机。而对于新建煤矿的主通风机选型，则应该根据煤矿的地形地势、生产能力等条件，准确的计算出矿井所需风量及风压，然后计算出煤矿主通风机的装机功率，最后进行矿用主通风机的选型。而对于旧矿井的主通风机也是如此，条件允许的情况下可以对矿用旧主通风机机进行更新改造选型。

2 选型方式

矿用主通风机的选型通常有如下5种形式，分别为：（1）无因次特性曲线选型；（2）有因此特性曲线选型；（3）对数坐标轴曲线选型；（4）变型选型；（5）管网阻力选型。

其实，在具体的选型过程中当中并不复杂，较为常见的做法是首先对煤矿所需风量、风压、风阻进行确定，然后再根据主通风机产品样本划定出在标准状态下的静压特性曲线，并找到横坐标、纵坐标的焦点，即为工况点，从而结合等效曲线对运转效率加以确定。一般的，如果在多个能够满足煤矿所需风力和压力的风机当中选择工作效率高的风机，那么，选择的工况点最好处于高效圈附近，而不能盲目的选择工况点接近最大、最小安装角的风机，通常在中线选择安装角为宜。其次，在对应的功率曲线及刘向上找出最高功率点来确定风机的装机功率，而要想准确的得出装机功率则应该依照下式进行选型：

N=P×Q×1.2/1000×？兹风×？兹电

上式中：

N-电机功率（KW）；

P-风机压力（Pa）；

Q-风机流量（m3/s）；

？兹风-风机效率；

？兹电-电机效率。

另外，分析煤矿的具体情况按照上述内容进行选型之外，还应该尽量对风机直径加以确定，以按照管网阻力加以确定为宜。由于计算煤矿的出风量较为简便，只要有足够的压力客服管网阻力就能够得出。而管网总阻力即为矿井的阻力，管网阻力（P=K×Q2）其实就是风机需要达到的压力值。在矿井内的通风系统确定好了之后，管网阻力系数（K）也得以确定。总之，按照管网阻力系数（K）与转速（n）、叶轮直径（D）之间的关系得出下面二式：

n=K■n■Q/5.54（r/min）

D=149.7/K1/4？籽1/2？棕1/2

上述二式中：

n-叶轮转速；

K-管网阻力系数；

Q-流量；

ns-转速比；

D-叶轮直径；

？籽-空气密度；

？棕-风机压力系数。

最后，在计算风机转速（n）、叶轮直径（D）及叶轮圆周速度（v）之后，参考矿用主通风机样本进行比较，合理选型。

值得一提的是，在矿用主通风机调节方式上采用不停机调节叶片角度的方式也能够取得一定的节能效果，这一调节方式实际上是液压控制叶式结构，利用泵缸和液压集成模块对叶柄的联动加以控制。从某种程度上来说，就目前煤矿用主通风机来说，其电机和叶轮是直连结构，如果盲目的采用叶片调节的方式，轮毂宽度和重量、转动惯量必然会得到大幅提升，从而给及时刹车、反风带来极为不利的影响。不仅如此，调整叶轮结构会降低电机轴的轴伸长度，从而叶轮重量由于径向力的加大，其前轴承的正常使用寿命也会下降。正因如此，煤矿主通风机的改造及选型设计当中必须要在前后进行多种方案的比较之后合理选择。

3 结束语

总而言之，煤矿主通风机的改造及选型设计是将新工艺、新产品、新技术综合运用到煤矿生产中的一个螺旋式的上升过程。煤矿主通风机的改造必须要在严格遵循上述几个原则的基础上根据实际工作当中的具体指标进行选型。而煤矿主通风机的选型设计则应结合具体情况进行分析，选择合理、适用的主通风机应用到煤矿事业中。矿用主通风机的成功改造、成功选型将会为我国的煤矿事业节省大量的能源资源，并提供安全、可靠的煤矿生产保证，这对于提高我国煤矿事业在市场环境中的实力无疑具有巨大的促进作用，同时也为我国实现能源资源节约型社会、社会经济可持续发展奠定了良好的基础。

参考文献

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