煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法.docx
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煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法
煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法
MT421—1996
中华人民共和国煤炭工业部1996—12—30批准1997—11—01实施
1主题内容与适用范围
本标准规定了煤矿用主要通风机运行参数测定条件、测定仪表、测定参数。
本标准适用于安装在煤矿的主要通风机（简称通风机），在运行条件下对其性能参数进行测定。
2引用标准
GB／T2888风机和罗茨风机噪声测量方法
GB／T10178通风机现场试验
3测定条件
3．1一般条件：
a．测定前应检查通风机、电动机各零部件是否齐全，装配是否紧固，运行是否正常。
b．通风机进风口或出风口至风量、风压测定断面之间的风道应无明显漏风。
c．引风道、风硐内应无杂物堆积和积水。
d．保障测定人员安全及防止机器受损坏所采取的措施，应对通风机的空气动力性能无任何影响。
3．2风量和风压调节：
3．2．1轴流式通风机：
a．抽出式通风风量调节闸门应设在距通风机入口大于5倍叶轮直径的巷道内。
b．压入式通风风量调节闸门应设在距通风机出口大于10倍叶轮直径的巷道内。
c．风量调节闸门应安装牢固，其强度应能承受大于通风机最大风压1．5倍的压力。
3．2．2离心式风机：
一般利用通风机自身设置的闸门进行风量调节。
若闸门损坏或调节不方便，可参照3．2．1条的规定
设置风量调节闸门。
3．2．3每调节一次风量、风压为通风机的一个工况点，通风机的特性曲线应包含有7个以上工况点。
a．轴流式通风机应采用开路启动，逐渐增阻调节。
b．离心式通风机应采用闭路启动，逐渐降阻调节。
c．特殊情况可不受此限。
3．3安装在煤矿的通风机，有下列情况之一者应进行运行参数测定：
a．连续运转3年；
b．新安装；
c．技术改造前、后；
d．更换了叶片、电动机、改变了动叶、导叶角度。
3．4通风机应由煤炭工业部指定的质检机构进行测量。
4测量仪表
见表1。
表1
序号
仪器名称
测量范围
准确度
数量
只（台）
用途
1
气压计
800～1060hPa
±200Pa
1
测大气压力
2
温度计
0～50℃
0．1℃
2
测温度
3
干湿温度计
－25～+50℃
0．2℃
2
测干、湿温度
4
皮托管
系数0．998～1．004
≥25
测动压、全压
5
全压管
系数0．998～1．004
≥25
测全压
6
附壁静压片或静压管
系数0．998～1．004
≥8
测静压
7
风速传感器、遥测风速计、风速表
0．5～20m／s
±（0．10～0．20）m/s
≥25
测风速
8
压差计
0～6000Pa
±10Pa
≥5
测静压、全压
9
压差计
0～2000Pa
±1.0Pa
≥5
测动压
10
电流互感器
0.2级
2
电气参数测定
11
电压互感器
0.2级
2
电气参数测定
12
功率因数测量仪表
0.5级
2
电气参数测定
13
功率测量仪表
0.5级
2
电气参数测定
14
电压测量仪表
0.5级
2
电气参数测定
15
电流测量仪表
0.5级
2
电气参数测定
16
转速表
±1r/min
1
测风机、电机转速
17
声级计
1型
1
测噪声
18
点温计
0.1℃
1
电机温升
注：
在进行通风机运行参数测定时，可根据具评测定方法选用表1中的测量仪表。
在高原地区测量大气压时，参照表1选用相适应的空盒气压计。
5参数测定
5．1空气密度测定
在距风压测点20m内的巷道中，用气压计测量绝对静压，用干、湿温度计测量干、湿温度。
每调节工况1次测量3次，取其算术平均值按式
（1）计算空气密度：
……………………………
（1）
式中：
ρ——空气密度，kg／m3；
p0——大气压力，Pa；
Φ——空气的相对湿度，％；
psat——温度为t℃时空气的绝对饱和水蒸气压力，Pa；
t——空气的温度，℃。
5．2风量测定
5．2．1选择测定断面的条件
5．2．1．1按GB／T10178中6．2条选择风量测定断面。
5．2．1．2现场条件不能满足5．2．1．1条的要求时可按下列的要求选择：
a．轴流式通风机可选在集风器入口；
b．离心式通风机可选在通风机入风口附近。
5．2．1．3应选两个以上测风断面，断面之间应无漏风。
5．2．2风速测点的布置
5．2．2．1圆形巷道断面：
按GB／T10178中6．4．3．1条的要求布置。
5．2．2．2矩形巷道断面：
按GB／T10178中6．4．3．3条的要求布置。
5．2．2．3扩散器环形断面：
按GB／T10178中6．4．3．2条的要求布置。
5．2．2．4其他形状的巷道断面；
a．面积测定在同一断面上划分成若干个矩形、三角形、半圆形等小块，计算总面积。
b．测点布置用全压管测风量，将全压测点布置在每个小面积块的重心上。
静压测点，根据巷道断面的近似形状布置在巷道壁上。
c．各种断面形状的重心按附录A计算。
5．2．2．5静压测点的布置
a．环形空间（见图1a），测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁和芯筒外缘的交点a、b、c、d、e、f、g、h处；
b．圆形断面（见图1b），测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁的交点d、6、c、d处；
图1静压测点安设位置示意图
c．矩形断面（见图1c），测定布置在高、宽中线与硐壁的交点a、b、c、d处。
5．2．3测定方法
5．2．3．1皮托管测定法：
a．皮托管的安装按5．2．2条的规定，在流速均匀的测定断面安装支撑架和皮托管。
皮托管的测头应超前支撑架100mm，其全压孔应迎风正对气流，允许偏角不大于5°。
b．动压测量用干净、畅通、不漏气的软管，将皮托管的“+”、“－”接头与压差计的“+”、“－”接头对应连接，测量动压。
5．2．3．2全压管、附壁静压片测定法
a．全压管的安装按5．2．2条的规定，在流速不均匀的测定断面或扩散器环形空间、集风器入口安设全压管。
全压管测头应超前支撑架100mm，全压孔迎风正对气流，允许偏角不大于15°。
b．附壁静压片：
按5．2．2．5条图1所示的位置，紧贴壁面安设。
c．全压、静压测定用干净、畅通、不漏气的软管，将全压管、附壁静压片的接头分别与压差计连接，测量全压和静压。
5．2．3．3风速传感器、遥测风速计测定法
按5．2．2条的规定，安设支撑架和风速传感器或遥测风速计。
仪表测头应超前支撑架200～250mm，测量各测点风速。
5．2．4风速计算
5．2．4．1皮托管测定法：
………………………………
（2）
式中：
vi——测风断面第i测点风速，m／s；
ρ——空气密度，kg／m3；
Pdi——第2．测点测得的动压，Pa。
5．2．4．2全压管、附壁静压片测定法
用式
（2）计算测风断面第i测点风速。
………………………………（3）
……………（4）
式中：
Pti——第i测点测得的全压，Pa；
ζti——第i测点全压管系数；
Psi——第i测点测算的静压，Pa；
Lib——i点到静压测点b的距离（见图1），m；
Lab——a、b两静压点的距离，m；
Psa、Psb——a、b静压测点测得的静压，Pa；
ζa、ζb——a、b静压测点附壁静压片的系数。
5．2．4．3风速传感器、遥测风速计测定法
直接测得各测点的风速vi，m／s。
5．2．5风量计算
………………………………（5）
式中：
qvi——通过通风机的风量，m3／s；
n——测点数；
vi——第i测点测得的风速，m／s；
Ai——测风断面第i块的面积，m2。
5．2．6测定误差
在同一工况用同一方法在两个（或多个）断面上所测定的风量，其算术平均值与最大值或最小值的相对差值应不大于2．5％，若大于2．5％应重新测试或重新审定测试方案。
5．3风压测定
5．3．1选择测定断面的条件
5．3．1．1轴流式通风机：
a．抽出式通风测压断面应选定在集风器入口，图2所示Ⅰ—Ⅰ断面处；
b．压入式通风（无引风道）测压断面应选定在扩散器出口，图2所示Ⅱ—Ⅱ断面处；
c．抽压式通风（含专门引风道的压入式通风）测压断面应选定在集风器入口和扩散器出口，图2所示Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ断面处。
图2轴流式通风机测压断面位置图
5．3．1．2离心式通风机：
a．单吸风口离心式通风机，测压断面应选定在控制闸门后尽可能靠近通风机入口，如图3所示Ⅰ—Ⅰ断面处；
图3离心式通风机测压断面位置图
b．双吸风口离心式通风机，测压断面应选定在风道分支处，图3所示Ⅰ—Ⅰ断面处；
c．亦可参照5．3．1．1条相应原则选定。
5．3．1．3根据煤矿生产的实际情况，亦可在其他适宜的位置选定测压断面。
测定结果仅供生产使用。
5．3．2风压测点的布置
根据巷道断面形状，按5．2．2条的有关规定布置测点。
5．3．3测定方法
5．3．3．1皮托管测定法：
a．在5．3．1条选定的测压断面，按5．2．3．1a条的规定安装皮托管；
b．用干净、畅通、不漏气的软管，将皮托管的“+”接头与压差计连接，测量全压。
5．3．3．2全压管测定法：
a．在5．3．1条选定的测压断面，按5．2．3．2a条的规定安装全压管；
b．按5．2．3．2c条的规定，将全压管的接头与压差计连接，测量全压。
5．3．4风压计算
5．3．4．1通风机静压计算：
a．皮托管测定法：
抽出式通风：
………………………………（6）
式中：
Pa——通风机静压，Pa；
Pti——第i测点测得全压，Pa；
ζi——第i测点皮托管系数；
n1——测点数。
b．全压管测定法：
抽出式通风的计算同（6）式。
5．3．4．2通风机全压计算：
a．抽出式通风：
………………………………（7）
…………………………（8）
b．压入式通风：
………………………………（9）
c．抽压式通风：
……………………（10）
式中：
Pt——通风机全压，Pa；
Ps——通风机静压，Pa；
Pd2——通风机扩散器出口测算的速压，Pa；
ρ2——通风机扩散器出口空气密度，kg／m3；
qv2——通风机扩散器出口通过风量，m3／s；
A2——通风机扩散器出口断面积，m2；
Pt1i——通风机入口第i测点全压，Pa；
Pt2j——通风机扩散器出口第了测点全压，Pa；
n2——通风机扩散器出口测点数；
n1——通风机入口测点数。
5．4转速测定
5．4．1电动机转速测定
用转速表测量电动机转速，每调一个工况点测3次，取其算术平均值。
5．4．2通风机转速测定
测定方法同5．4．1条。
通风机与电动机直接传动，只测电动机转速；通风机与电动机以其他方式传动，应分别测通风机、电动机的转速。
5．4．3传动效率
按表2选取。
表2
类别
传动型式
效率η
联轴器
浮动联轴器
0.98
齿轮联轴器
0.99
弹性联轴器
0.99
万向联轴器（α≤3°）
0.97
万向联轴器（α>3°）
0.95
梅花接轴
0.97
液力联轴器（在设计点）
0.93
带式传动
平带无压紧轮的开式传动
0.98
平带有压紧轮的开式传动
0.97
平带交叉传动
0.90
三角带传动
0.96
5．5通风机功率、效率测定
5．5．1电动机输入功率Pe、效率ηm的测定
按GB／T10178中7．3条功率测定方法进行。
5．5．2通风机轴功率计算
………………………………（11）
式中：
Pa——通风机轴功率，kW；
ηtr——机械传动效率；
ηm——电动机效率；
Pe——电动机输入功率，kW。
5．5．3通风机输出功率计算
5．5．3．1通风机全压功率：
………………………………（12）
式中：
Pt——通风机全压功率，kW；
pt——通风机全压，Pa；
qvi——通过通风机风量，m3／s。
5．5．3．2通风机静压功率：
………………………………（13）
式中：
Ps——通风机静压功率，kW；
ps——通风机静压，Pa；
qv1——通过通风机风量，m3／s。
5．5．4通风机效率计算
5．5．4．1通风机全压效率：
………………………………（14）
式中：
ηt——通风机全压效率，％；
Pt、Pa——通风机全压功率、轴功率，kW。
5．5．4．2通风机静压效率：
……………………………………（15）
式中：
ηs——通风机静压效率，％；
Ps、Pa——通风机静压功率、轴功率，kW。
5．5．5测定数值的换算
将测定数值换算成标准空气状况和通风机额定转速条件下的数值。
5．5．5．1换算系数计算：
a．空气密度换算系数：
……………………………………（16）
式中：
kρ——密度换算系数；
ρ1i——某一工况点实测空气密度，kg／m3。
b．通风机转速换算系数：
……………………………………（17）
式中：
kn——转速换算系数；
No——通风机额定转速，r／min；
Ni——某一工况点实测转速，r／min。
5．5．5．2通风机风量换算：
……………………………………（18）
式中：
qvf——换算后的通机风量，m3／s。
5．5．5．3通风机风压换算：
a．全压换算：
……………………………………（19）
b．静压换算：
……………………………………（20）
式中：
ptf——换算后的通风机全压，Pa；
Psf——换算后的通风机静压，Pa。
5．5．5．4通风机功率换算：
a．轴功率换算：
……………………………………（21）
b．输出全压功率换算：
……………………………………（22）
c．输出静压功率换算：
……………………………………（23）
式中：
Paf——换算后的通风机轴功率，kW；
Ptf——换算后的通风机全压功率，kW；
Psf——换算后的通风机静压功率，kW。
5．5．5．5通风机效率计算：
a．全压效率：
………………………………（24）
b．静压效率：
………………………………（25）
c．通风机机组效率：
………………………………（26）
式中：
ηtf、ηst、ηfm——换算后的全压、静压和机组效率，％。
5．6通风机的工序能耗计算
5．6．1单台通风机工序能耗计算
………………………………（27）
式中：
Ef——单台通风机工序能耗（也可按
计算），kwh／Mm3Pa；
n——单台通风机测定次数；
W——单台通风机消耗电量（可按电动机输入功率计算），kwh；
t——统计时间，这里取t＝3600s；
qvfj——第j次测算的通风机风量，m3／s；
Ptfj——第j次测算的通风机全压，Pa。
5．6．2多台通风机工序能耗计算
………………………………（28）
式中：
Efi——第i台通风机工序能耗，kwh／Mm3Pa；
i——第i台通风机；
n——运行的通风机台数。
5．7噪声测量
参照GB／T2888第1．9条规定标准长度，即当主要通风机叶轮直径小于或等于1m时，取标准长度为1m，当叶轮直径大于1m时，取标准长度等于叶轮直径。
按5．2．1．2条在主要通风机扩散器出口45°的水平方向上，测量风机噪声。
5．8反风量测量
通风机及其系统处于反风运行状态，参照5．2条的规定进行测定。
6测定结果的处理
6．1按附录B填写测试记录。
6．2按附录C编写测试报告。
附录A
（补充件）
A1各种几何图形面积和重心的计算方法
附录B
（补充件）
表B1通风机运行参数测定记录
矿井名称：
________________通风机型号：
_________________通风方式：
_________________
年月日
调节风量次数
测定时间
大气参数
测风断面积m2
测风断面平均风速m/s
Ⅰ－Ⅰ测压断面积m2
Ⅱ－Ⅱ测压断面积m2
Ⅰ－Ⅰ测压断面静压Pa
Ⅰ－Ⅰ测压断面全压Pa
Ⅱ－Ⅱ测压断面静压Pa
Ⅱ－Ⅱ测压断面全压Pa
h
min
气压Pa
温度℃
湿度％
测试人：
审核人：
表B2电动机参数测定记录
矿井名称：
________________通风机型号：
_________________电动机型号：
_________________
年月日
调节风量次数
测定时间
电动机转速r/min
通风机转速r/min
传动效率％
电动机
备注
h
min
电压V
电流A
功率因素
cosφ
电动机效率％
输入功率kW
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
表B3噪声的测定记录
矿井名称：
________________通风机型号：
_________________年月日
声级
风量调节次数
测点名称
声级dB（A）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
扩散器出口
附录C
（补充件）
煤矿用主要通风机现场测定报告
报告编号：
____________________
受测单位：
________________________________________
产品名称：
________________________________________
产品型号：
________________________________________
测定类别：
________________________________________
签发日期：
_____________年__________月___________日
1煤矿用主要通风机现场测定基本情况
a．测定的技术依据：
________________________________________
b．测定时间：
_____________年__________月___________日
c．测定条件和要求；
d．测定方案：
2测量仪器
表C1
序号
仪器名称
型号规格
数量
检定有效期
备注
1
2
3
4
3现场测定布置
4现场测定数据整理结果（见表2）
5测定结果结论
a．通风机工序能耗：
kwh／Mm3pa
b．反风量：
m3／min
c．噪声：
dB（A）
d．合理工况区域：
e．绘制p～f（qv）、N～f（qv）曲线：
结论：
测定人员：
______________________________________
测定负责人：
____________________________________
技术负责人：
_____________________________________
（检定单位公章）
_____________年__________月___________日
表2数
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