整理固定设备管理.docx

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整理固定设备管理

第一章矿井主通风机基本知识

一、大气压力、静压、动压与全压

1、大气压力：

每一立方米的空气在标准状态下的重量为l.29千克，它对地面产生的压力叫大气压力。

1标准大气压力＝760毫米水银柱

1标准大气压力＝13.6×760=10.3米水柱

1MPa=106Pa≈10kg/cm2

1mm水柱≈10Pa

通风机的压力就是用水柱高度来表示的。

2、静压：

静压是气流对巷道壁面单位面积上所施加的压力，用hs表示。

可以用盛水的U型玻璃管内的水柱高度来反映。

3、动压：

气流在流动时有一定的速度，这个速度要消耗掉一部分压力，这一部分压头就叫动压。

用hd表示。

4、全压：

就是气流所具有的全部能量，用h表示。

对于压入式通风系统，全压是静压与动压之和。

即：

h＝hs+hd

对于抽出式通风系统，全压是静压与动压之差。

即：

h＝hs－hd或hs=h＋hd

二、通风机的主要技术参数

1、风量：

通风机单位时间内通过的风量，单位为m3/min,m3/s。

铭牌上一般给出一个范围。

2、静压：

轴流式通风机的风压用静压来表示，单位为Pa或mmH2O，铭牌上一般给出一个范围。

1mmH2O≈9.81Pa≈10Pa

3、效率：

通风机有效功率与轴功率之比的百分数。

4、功率：

指通风机要求输入的功率，或称轴功率。

单位为kW。

5、转速：

用n表示，单位为r.p.m（转/分钟）。

三、通风机的分类与结构组成

1、离心式通风机的结构组成：

主要由机壳、叶轮、轴承及传动装置组成。

No16、20大多采用滚动轴承、皮带传动。

叶轮是由十个后弯式机翼型叶片和前盘、后盘组成。

2、轴流式通风机的结构组成：

①叶轮：

由叶片和轮毂组成，是造成空气压力的回转部件。

叶片由钢板弯曲压制成中空机翼型，或用铸铝制成。

叶片在轮毂上的安装角度可以调节。

注意：

叶片的安装角是叶片弦线与旋转方向的夹角。

②整流器：

是由导叶组成的固定圆筒。

矿用风机一般由中导叶与后导叶组成，有的还有前导叶。

其作用是改变前一级气流方向，把动压转变为静压。

③进风口：

最先接受来自风道气体的部分。

由集风器和流线体组成。

④扩散器：

装在通风机出口末段，是一个断面逐渐扩大的筒体，分外筒与芯筒。

其作用是将动压的一部分转变成静压，减少空气动压损失，提高通风机效率。

⑤传动装置：

主要由轴承、传动轴、主轴和联轴节四部分组成。

轴承一般用双列调心滚子轴承，同时在后端还装有径向推力轴承；传动轴一般为内部中空结构；主轴一般为实心、优质碳素钢制成；联轴节型式有齿轮联轴节、可调心齿轮联轴节和弹性棒销联轴节。

3、对旋式通风机的工作原理及特点

对旋式通风机工作时，两级叶轮分别由两个等容量、等转速、旋转相反的电动机驱动（防爆型电机安装在主风筒中的密闭罩内），气流通过集流器进入第一级叶轮获得能量后，再经第二级叶轮升压排出。

机翼形叶片的扭曲方向也相反，两级叶片安装角一般相差3º，两级叶轮互为导叶，风流经第一级叶轮形成的旋转速度，由第二级叶轮反向旋转消除并形成单一的轴向流动。

两个叶轮所产生的理论全压各为通风机理论全压的1/2，不仅使通过两级叶轮的气流平衡，有利于提高风机的全压效率，而且使前后级叶轮的负载分配比较合理，不会造成各级电机的超功和过载现象。

对旋式通风机有以下几方面特点：

（1）可实现三种运转方式，第一级、第二级和两级同时运行，既节省了电能消耗，又可以互为备用。

（2）通风机内耗少、阻力损失低，最高效率可达85%以上。

（3）性能好，高效区宽，驼峰区风压平稳、风流稳定。

（4）安装检修更加方便。

四、通风机型号的含义

1、离心式通风机4-72-11No20B

4----最高效率点的全压系数为0.4，乘10；

72----最高效率点的比转速；

1----单侧吸入；

1----设计序号为第一次；

20----机号、叶轮直径2000mm；

B----传动方式（有A、B、C、D四种方式）。

2、轴流通风机2K60－1No24

2----双级叶轮；

K----矿井通风机；

60----轮毅比0.6，乘100倍；

1----设计序号为第一次；

24----机号，叶轮直径为2400mm。

3、对旋风机

FBCDZ-6-No18

F---风机；

B---防爆型；

C----抽出式；

D----对旋；

Z----主通风机;

6----6极电机；

No18----机号18，叶轮直径1800mm。

五、轴流式通风机的特性曲线

1、风压曲线：

即风量-风压特性曲线（Q-P）。

其特点是随着风量增大，风压逐渐减小，而且比较陡峭，同时还带有驼峰。

2、功率曲线：

即风量-功率特性曲线（Q-N）。

其特点是随着风量的增大而增大，然后又随着风量的增大而下降。

3、效率曲线：

即风量-效率特性曲线（Q-n）。

效率曲线不便于表示，一般被分成几个区域。

六、拖动与控制

1、对于大型通风机，通常采用同步电动机拖动，中、小容量则大部分采用异步电动机拖动，且以绕线式电动机居多。

2、采用同步电动机拖动时，一般用异步降压起动法起动，广泛使用可控硅励磁装置，如KGLFll系列。

如：

KGLFll--300/110表示：

K--可控；G--硅整流；L--励磁用；F--强迫风冷；1--同步电动机专用代号；1--系统特征代号，1为全压或降压起动，恒定励磁，2为全压或降压起动，按负荷调节励磁，可动力制动；300--额定励磁电流300A；110--额定励磁电压110V。

3、采用绕线电动机拖动时，则一般采用串频敏变阻器进行起动。

4、通风机变频调速原理

H=RQ2

七、通风系统反风的要求与反风方法

1、反风的目的

当矿井进风巷道内（区域）发生火灾时，为避免火灾所产生的高温烟气流随进风流侵入各作业场所，危及井下作业人员安全，需采取反风措施，将高温烟气流直接由进风井筒排出。

2、通风系统反风的要求（《规程》122条）

生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40％。

每季度应至少检查1次反风设施，每年应进行1次反风演习；矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。

3、反风的方法

反转反风法、地道反风法。

第二章矿用离心式水泵基本知识

一、离心泵的工作原理

离心式水泵是利用旋转的物体会产生离心力的道理来进行排水的。

当离心泵叶轮旋转时，叶轮流道内的水在离心力的作用下被甩向泵壳的四周并形成一定的压力。

水从泵壳四周再汇集到泵的出口处，速度逐步减低，压力逐渐增加。

这样泵壳内的高压水被压到排水管中而排出地面。

二、离心泵的主要性能参数与型号意义：

1、离心泵的主要性能参数

①流量：

指水泵在单位时间内排出液体的数量。

用Q表示，单位一般用m3/h或m3/min来表示。

②扬程：

指单位重量的液体通过泵后所获得的能量，又称总扬程，用H表示，单位是米水柱。

水泵铭牌上标出的扬程，一般是指这台泵最高效率点的扬程。

③转速：

是指水泵轴每分钟的转数，用n表示，单位一般为r.p.m。

④功率：

分轴功率和有效功率。

轴功率是指水泵输入的功率。

有效功率是在单位时间内对流经水泵内的水所做的有效功的大小，为水泵流量、扬程和重度的乘积。

⑥效率：

水泵的效率为有效功率与轴功率的比值，用η来表示。

2、离心泵的型号意义：

①4DA--8×9；4--吸水口直径4英寸；DA--单吸多级分段式；8--比转数被10除的数；9--叶轮级数。

②200D--43×8；200--吸水口直径；D--单吸多级分段式；43--单级扬程；8--叶轮级数。

③D450-60×5；D--单吸多级分段式；450--泵每小时排量；60--单级扬程；5--叶轮级数。

④MD280-43×5；M--耐磨；D--单吸多级分段式；280--泵每小时排量；43--单级扬程；5--叶轮级数。

三、水泵的主要组成部件

1、叶轮：

由前、后盘及叶片组成。

叶片向后弯曲（以叶轮旋转方向为向前），通常用铸铁制成，也有用青铜或不锈钢的。

2、泵轴：

一般用碳素钢制成，在穿过泵壳的一段装有轴套。

3、泵壳：

一般用铸铁制成，其作用是把吸水管来的水引导入叶轮，并汇集由叶轮甩出来的水，沿泵壳通道减速升压，压入排水管。

4、密封环：

又称口环，用铸铁制成，作用是对出口侧和吸入侧之间进行密封。

5、填料箱：

又称盘根箱，设置在泵轴伸出泵体处，作为密封轴与泵体间隙用，防止水泵起动时吸入空气。

填料箱内装有填料环（或水封环）。

水泵工作时将高压水引入填料环，使之冷却、润滑填料，并且防止填料箱漏气。

6、平衡盘：

四、离心泵的特性曲线与水泵工况点

离心泵的特性曲线如下图所示。

1、扬程曲线：

即流量--扬程特性曲线（Q-H）。

其特点是流量小则扬程比较高随着流量的增大，扬程逐渐减小。

2、功率曲线：

即流量--功率特性曲线（Q-N）。

功率是随着流量增大而增大的，近似成线性关系。

3、效率曲线：

即流量--效率特性曲线（Q-η）。

其特点是随着流量增加，效率逐渐增高，但流量增加到某一程度，效率达到最高值，流量再增加，效率反而下降。

4、水泵工况点：

水在管子中流动，需要克服管路中水流与管壁的摩擦损失和局部阻力损失，即要损失一部分扬程。

随着流量的增加，损失的扬程也增加。

将这一关系在水泵扬程的曲线图上表示出来，两者的交点M，就是水泵的工况点。

管路特性曲线

H=H1＋RQ2

五、排水系统中三阀的作用

1、底阀：

其作用是使灌入吸水管中的引水和停泵后管路中的存水不致漏掉，底阀安装在吸水管的下端。

2、闸阀：

安装在水泵排水口上方的管路上，在逆止阀的下方。

闸阀的作用是在水泵起动时将它关闭，以降低电动机的起动负荷，其次是调节水泵的流量和扬程。

3、逆止阀：

安装在闸阀上方，其作用是当水泵突然停运时或未关闭闸阀停泵时，能自动关闭而切断水流，使水泵不致于受到排水管路中的回水冲击而产生水锤现象，以致发生损坏水泵的事故。

六、拖动与控制

1、水泵电动机一般均采用隔爆型鼠笼电动机拖动，大部分为4极，即同步转速为15O0r.p.m（实际转速约为1470～1485r.p.m）。

其特点是起动比较方便。

2、电动机一般采用两种方法起动：

①直接起动：

常用于630kW及以下，主要应考虑起动时的电压降。

②降压起动：

一般采用串电抗器起动。

起动时串入电抗器，以电流继电器自动控制起动时间，当起动电流降至整定值时，以高压交流接触器来短接电抗器，电动机进入正常运行。

需要注意，电抗器一般要求每6小时之连续起动时间为1分钟（有的为2分钟），因此，电动机一般不能多次连续起动。

七、对排水系统的要求（《规程》278条）

1、水泵：

必须有工作、备用和检修的水泵。

工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。

备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。

工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。

水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。

2、水管：

必须有工作和备用的水管。

工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。

工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

3、配电设备：

应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵。

4、水仓：

正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。

八、离心泵的操作

1、水泵的起动

①首先向泵内灌水（用排水管路内回水或用射流阀抽真空），并将放气闸门打开，直到放气孔将气排尽并开始冒水为止，再关闭放气孔。

②关闭排水系统闸阀。

③按起动按钮。

根据所采用电动机的类型，按其起动方法起动电动机。

④徐徐打开闸阀。

⑤注意电流表、电压表、真空表的指示，观察起动是否正。

2、水泵的停止

①慢慢关闭闸阀。

②按停止按钮，停止电动机。

③将电动机及起动设备的手柄恢复到停车位置。

第三章空气压缩机简介

一、空压机的型号与工作参数

1、型号：

常用的有4L-40/8、L5.5-40/8等。

①4L--40/8其中：

4--序号；L--气缸排列形式代号，主要有L型、V型、W型等；40--排气量（m3/min）；8--排气压力（MPa）。

②L5.5--40/8其中：

L--气缸排列为L型；5.5--活塞推力为5500N；40--排气量；8--排气压力。

2、工作参数：

①排气量：

指空压机最末一级在单位时间内排出的压力气体体积，再换算到吸气状态下的空气容积量。

单位一般为m3/min。

②排气压力：

指空压机最末一级排出的气体压力，单位一般为MPa，原用kg/cm2。

③比功率：

是空压机的一个经济指标，表示生产lr／毗n空气所需耗用的功率。

其单位为KW/r／耐n。

显然，比功率越小越经济。

④转速：

指空压机曲轴每分钟的转数。

单位为r.p.m。

二、空压机的分类、工作原理与工作过程

（一）空气压缩机的分类

1、活塞式空气压缩机

2、螺杆式空气压缩机：

又分为双螺杆压缩机、单螺杆压缩机

（二）活塞式空压机的工作原理

1、动作原理：

是靠气缸内做往复运动的活塞改变气缸的容积，从而实现吸气和排气功能的。

2、工作过程：

①吸气过程一，②压缩过程一，③排气过程一，④膨胀过程。

（三）双螺杆空气压缩机的工作原理

（三）单螺杆空气压缩机的工作原理

1、基本结构和工作原理

单螺杆空压机是一个螺杆与两个星轮组成啮合副，装在机壳内

。

螺杆一般有6个蜗槽，由两个星轮将螺杆沿水平面分隔成上下两个工作空间，各自实现吸气、压缩和排气过程，因此，单螺杆压缩机相当于一台六缸双作用的活塞压缩机。

其工作过程如图所示。

a、吸气过程：

螺杆吸气端的齿槽均与吸气腔相通，这时各齿槽均处于吸气过程，当螺杆转到一定位置时，齿槽空间被与之啮合的星轮凸齿遮住，与吸气腔断开，吸气过程结束。

b、压缩过程：

吸气过程结束后，螺杆继续回转，随着星轮凸齿沿螺杆齿槽的推进，基元容积开始缩小，实现气体的压缩过程，将压缩后具有一定压力的气体送至排气接管。

c、排气过程：

当基元容积与排气孔口相连通后，由于螺杆的继续回转，进行气体的排出过程，将压缩后具有一定压力的气体送至排气接管。

2、单螺杆压缩机的特点

除具有回转压缩机的结构简单、体积小和无气阀组件等特点外，还具有独特的优点。

（1）结构合理，具有理想的力平衡性。

由于星轮在螺杆两侧对称配置，作用于螺杆上的径向气体互相抵消，同时作用于螺槽内的气体轴向负荷也互相抵消，另外在螺杆的两端面间有引气通道，故作用在螺杆两端面上的气体力也自行抵消。

因

此螺杆不承受任何径向或轴向气体力。

双螺杆压缩机如图气体的径向负荷无法平衡，而轴向负载则可附加平衡活塞加以平衡，但增加了压缩机结构的复杂性。

因此。

双螺杆压缩机排气压力一般低于2.8MPa，而单螺杆压缩机可达5.6MPa。

（2）无余隙容积，高效节能。

单螺杆压缩机工作时，蜗杆每转一周，每一蜗槽均工作两次，使蜗槽空间得以充分利用，与其它回转式压缩机相比，其结构尺寸要小，此外蜗杆的蜗槽深度随压缩腔压力的增大而变浅，在排气结束时为零，在理论上不存在余隙容积，其容积效率高。

（3）噪声低、振动小。

单螺杆压缩机力的平衡性好，因此振动小，对基础无特殊要求，特别是星轮材料采用特殊定制的高分子复合材料，工作腔喷有润滑油，又无增速齿轮，故运行噪声低。

螺杆带动星轮转动仅需克服数值很小的轴承摩擦力，螺杆转速通常均在3000r/min以上，从根本上解决星轮齿磨损的问题。

三、气缸内余隙的作用

①留有余隙，可避免活塞头与气缸盖撞击；②余隙容积中空气的膨胀作用，能使吸气阀开启较平稳；③吸、排气阀与气缸之间的通道上亦留有余隙，可缓和空气对吸、排气阀的冲击作用；④由于装配和调节的需要，缸盖与活塞之间，亦必须留有一定余隙。

余隙过小不能完成上述作用，过大则影响吸入气量，所以在一般情况下，余隙容积应为气缸容积的3～8％。

四、空压机的冷却系统及其作用：

空压机一般采用水冷却系统，由三部分组成：

①气缸冷却水套：

作用是吸收在压缩过程中由气缸壁放出的热量，降低气缸温度，保证活塞、气缸的正常润滑，防止活塞环烧伤。

②中间冷却器：

作用是将一级气缸压缩后的高温空气冷却到要求的温度，然后进入二级气缸进行压缩。

可节省压缩功，分离压缩空气中的水分和油质物，从冷却器放出。

（一）环境影响经济损益分析概述③后冷却器：

作用是冷却由空压机排出的高温压缩空气，使油质物和水分进一步分离，再进人风包。

五、空压机的润滑系统：

一般可分成两大系统：

①气缸润滑系统：

由柱塞泵通过输油管、止逆阀，往气缸内部注油，以润滑气缸摩擦面。

由于气缸内部温度很高，油液一般为13＃、19＃压缩机油，其闪点不低于215℃。

②运动机构的润滑系统：

由与曲轴相连的齿轮泵排油，对主轴承、连杆轴瓦、曲柄销、十字头销等处进行润滑。

油液一般用30＃、40＃、50＃机械油。

六、空气压缩机的保护

（一）活塞式空气压缩机的保护装置

（三）环境影响评价的原则

（2）建设项目周围环境的现状。

7.作出评价结论

（二）螺杆式空气压缩机的保护装置

2.环境影响评价技术导则

1、空压机超压保护，具有压力控制阀、压力表、安全阀三重保护。

2）间接使用价值。

间接使用价值（IUV）包括从环境所提供的用来支持目前的生产和消费活动的各种功能中间接获得的效益。

2、油压低（断油）保护

3、超温自动停机保护

3）迁移。

4、配有空气滤芯保护指示器

以森林为例，木材、药品、休闲娱乐、植物基因、教育、人类住区等都是森林的直接使用价值。

5、电器保护具有失压、短路、过载和断相、相序保护。

7.作出评价结论六、其它

1、安全阀：

其作用是保护空压机在额定压力下安全工作的。

一旦系统中工作压力上升超过整定值，安全阀即启开，释放压力，以防止空压机压力继续上升而导致事故。

安全阀一般装设在中间冷却器、排气管路和风包上。

安全阀的动作压力，规定不超过空压机额定工作压力的10％。

2、释压阀：

其作用是当空压机万一发生爆炸时，迅速缓解高温高压气流产生的冲击波，以减小事故损失。

（4）预防或者减轻不良环境影响的对策和措施的合理性和有效性；3、风包：

其作用有：

①缓和活塞排气的不连续性而引起的压力波动，使供气均匀；②储藏压缩空气，供空气消耗量大时之用；③分离压缩空气中的油和水；④使输气管内压力均匀，减少摩擦阻力损失。