风机性能测定报告.docx
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风机性能测定报告
贵州松河煤业发展有限责任公司
矿井主要通风机性能测定报告
通风部
2012年1月25日
贵州松河煤业发展有限责任公司主要通风机性能测定报告
一、事由
由于通风机制造厂提供的通风机特性曲线,是根据不带扩散器的模型测定获得的,另外由于安装质量和运转磨损等原因,通风机的实际运转性能与厂家提供的曲线不同,因此,特对我矿主要通风机进行性能测定,并通过测定绘制其个性特性曲线,以便有效的使用好通风机。
二、测定方法
通风机性能测定的内容包括通风机的风量、风压、输入功率、和转速,并计算通风机的效率,然后绘制通风机实际运转特性曲线。
利用矿井检修期间的时间进行主要通风机性能测定。
采用开路启动,即网络风阻最小时启动(又称开闸门启动),然后逐渐放下闸门增阻调节工况。
通风机性能试验时的布置图
1-通风机;2-风硐;3-扩散器;4-反风道;5-防爆门
在I-I断面处设框架,用木板来调节通风机的工况,在Ⅱ—Ⅱ断面处设静压管,测该断面的相对静压,用风表在Ⅱ—Ⅱ断面之后测风速,或者在Ⅲ—Ⅲ断面的圆锥形扩散器的环形空间用皮托管测算风速。
通风机性能试验时,工况调节地点一般设在与回风井交接处的风硐口,如图中I—I断面位置(当条件不许可时可设在总回风道或利用风硐闸门与井口防爆门调节)。
其方法是在调节地点的巷道内安设稳固的框架(用工字钢、木料都可),如图1-2所示。
调节工况点的数目不应少于8~10个,以保证测得的特性曲线光滑、连续。
在轴流式通风机风压曲线的“驼峰”区,测点要密些,在稳定区测点可疏些。
三、通风机性能参数测定
1、静压测定
静压测量的位置选择在工况调节处与风机入口之间的直线段上,距通风机入风口的2倍叶轮直径外的稳定风流中,如图1-3中的断面图Ⅱ-Ⅱ所示:
为了测出测压断面上的平均相对静压,在风硐内设置十字形连通管,在连通管上均匀设置静压管,然后将总管连接到压差计上,如图1-3中的断面图Ⅱ-Ⅱ所示:
2、风速测定
1)用风表在工况调节处与通风机入口之间的风流稳定区域测平均风速,并计算风量,在图1-1中(1-1)断面附件测风。
2)用皮托管和微压计测量风流动压,然后换算成平均风速,并计算风量。
皮托管可安设在测量静压的(1-1)断面处,也可以安设在通风机圆锥形扩散器的环形空间,如图1-1所示。
3)为了使测量数据准确可靠,在测量断面上按等面积布置多根(图中为12根)皮托管。
安装时应将皮托管固定牢靠,务必使头部正对风流方向。
每支皮托管配备一台微压计,然后求动压的算术平均值。
3、电动机功率及效率的测定
电动机输入功率的测定采用电压表、电流表和功率因数表测量。
电动机的效率根据制造厂家的特性曲线选取。
4、通风机与电动机转数的测定
通风机与电动机的转数,用转数表进行测定。
通风机与电动机直接联动时测定电动机的转数。
用皮带轮传动时分别测定通风机和电动机的转数。
5、空气密度的测定
空气密度的测定用空盒气压计测量风流中得大气压力,用干湿球温度计测量风流的干湿度和温湿度,根据大气压力和干湿球温度读数计算空气密度。
四、操作程序及步骤
在工况调节之前,先把防爆门打开,使矿井保持自然通风,然后再由总指挥发出信号启动通风机,待风流稳定后,即可正式测量。
通风机性能测试试验中要注意以下事项:
1、通风机必须在低负荷工况下启动,并随时注意电动机的负荷和各部件的温升。
通风机在“驼峰”点附近时要特别注意。
如果发现吵负荷或其他异常现象,必须立即关掉电动机进行处理。
2、同一工况的各个参数尽可能同时测定,测量数据波动较大时,采取取平均值。
3、测定过程中,由于工况改变会引起井下风量变小,因此必须密切注意井下瓦斯变化情况,必要时组织矿山救护队员在井下巡视,以应付紧急情况。
4、进入风硐内的工作人员,务必注意安全,工作时精力必须集中,不可粗心大意。
5、通风机性能测定在停产检修日进行,试验期间必须停止提升与运输工作,不能开闭井下巷道中得风门,以免引起压力波动,影响试验的精确程度。
五、数据整理与特性曲线绘制
一)测定数据的整理
2.静压值的测量
由于条件限制,在现场往往不易找到理想的测压断面。
为了减少测量误差,则选择适当位置的断面上,安装多测孔并联,如下图所示,其中差压计指示hs系n个测点静压的算术平均值,即hs=
式中hsi——第i个测孔的静压(mmH20);
n——测孔数目。
hs采1=(200+203+208+198+196+194)/6=199.83(mmH20)
=1958.3pa
hs采2=(164+168+168+164+162+160)/6=164.33(mmH20)
=1610.1pa
hs采3=(210+213+216+208+204+206)/6=209.5(mmH20)
=2053.1pa
2.动压测量
测量动压值必须测出某风硐断面的平均动压值hdp。
由于风硐断面上各点动压值不等,故用单孔测压管测量动压时,必须在通风机测定前将风硐全断面分成n个面积不大于0.5米2的小方格,逐个测出每个方格中心点的动压值hdi,然后算出测定时单孔测压管拟固定在g点的风速场系数Kg:
Kg=
式中hdi——所测第i个测点的动压(mmH2O);
hdg——固定测点的动压(mmH2O);
n——测点的数目。
Kg采1=(4.8+4.9+5.2+5.4+5.6+5.4+5.2+4.8)/85.2
=(2.19+2.2+2.28+2.32+2.37+2.32+2.28+2.19)/8/2.28
=0.995
Kg采2=(3.6+3.8+4.1+4.4+4.5+4.4+4.2+3.8)/84.2
=(1.90+1.95+2.03+2.10+2.12+2.10+2.05+1.95)/8/2.05
=0.989
Kg采3=(4.9+4.9+5.2+5.4+5.5+5.4+5.2+4.9)/85.4
=(2.21+2.21+2.28+2.32+2.35+2.32+2.28+2.21)/8/2.32
=0.98
则被测断面的动压平均值hdp为:
hdP采1=Kg采12▪Hdg采1
=0.9952×5.2=5.15mmH2O=50.46pa
hdP采2=Kg采22▪Hdg采2
=0.9892×4.2=4.1mmH2O=40.26pa
hdP采3=Kg采32▪Hdg采3
=0.982×5.4=5.19mmH2O=50.82pa
3.全压测量
全压测量的关键在于使所安装的全压管测孔迎风,并使测孔中心线和气流的方向平行,否则将会造成较大误差。
由于在风硐同一断面上各点的气流速度不相等,故各点的全压值也不相等。
在用测压管测量风量时,常须测得某风硐断面的平均全压值,轴流式通风机的全压包括通风机的静压与动压两个部分,即:
H通全=H通静-h通动,Pa
采一区:
H通全1=1958.3pa-50.46pa=1907.84pa
采二区:
H通全2=1610.1pa-40.26pa=1569.84pa
采三区:
H通全3=2053.1pa-50.82pa=2002.28pa
扩散器出口断面的动压等于通风机的动压。
2)风量的计算
通风机的风量Q通:
表示单位时间内通过通风机的风量,单位为m3/s,只要用普通风速表采用路线法测量某风峒断面的平均风速vP,矿井采用远距离监测的风速表定点测量,将风速表的感受元件固定在风峒某点,测出该点风速vg后再按下式算出该断面的平均风速vp。
Vp=Kg·Vg
Vp采1=Kg·Vg=0.995×11.26m/s=11.2m/s;
Vp采2=Kg·Vg=0.989×9.50m/s=9.4m/s;
Vp采3=Kg·Vg=0.980×11.63m/s=11.4m/s。
再按下式求得风量:
Q=vp×sp
采一区:
Q通1=11.2m/s×15.5=173.6m3/s=10416m3/min;
采二区:
Q通2=9.4m/s×16=150.4m3/s=9024m3/min;
采三区:
Q通3=11.4m/s×15.5=176.7m3/s=10602m3/min。
3)通风机功率的计算
通风机的输入功率P通入,表示通风机轴从电动机得到的功率,单位为KW,通风机的输入功率用下式计算:
=(3×10000×26.8×89%×100%)/1000=413.1KW
通风机的输出功率P通出也叫有效功率,是指单位时间内通风机对通过的风量为Q的空气所做的功,即:
采一区:
P通出采1=(1907.84×173.6)/1000=331.2KW
采二区:
P通出采2=(1569.84×150.4)/1000=236.1KW
采三区:
P通出采3=(2002.28×176.7)/1000=353.8KW
采一区:
P通静出采1=(1958.3×173.6)/1000=340.0KW
采二区:
P通静出采2=(1610.1×150.4)/1000=242.2KW
采三区:
P通静出采3=(2053.1×176.7)/1000=362.8KW
4)通风机效率的计算
通风机的效率是指通风机输出功率与输入功率之比。
,
通风机全压效率:
采一区:
ŋ通全采1=(340.0/413.1)×10%=80.17%
采二区:
ŋ通全采2=(242.2/413.1)×10%=57.13%
采三区:
ŋ通全采3=(362.8/413.1)×10%=85.62%
通风机静压效率:
采一区:
ŋ通静采1=(331.2/413.1)×10%=82.3%
采二区:
ŋ通静采2=(242.2/413.1)×10%=58.6%
采三区:
ŋ通静采3=(362.8/413.1)×10%=87.8%
通风机的效率越高,说明通风机的内部阻力损失越小,性能也越好。
由于静压效率为通风机的输出功率与输入功率之比,故校正前后静压效率相同。
2、特性曲线的绘制
通风机的风量、风压、功率和效率这四个基本参数可以反映出通风机的工作特性。
每一台通风机,在额定转速的条件下,对应于一定的风量,就有一定的风压、功率和效率,风量如果变动,其它三者也随之改变。
表示通风机的风压、功率和效率随风量变化而变化的关系曲线,称为通风机的个体特性曲线。
采一区主风机特性曲线
3)效率曲线
2)功率曲线
1)风压特性曲线
采二区主风机特性曲线
3)效率曲线
2)功率曲线
1)风压特性曲线
采三区主风机特性曲线
3)效率曲线
2)功率曲线
1)风压特性曲线