矿上机电设计之风机选型

根据风量、风压计算，一回风井选用BK40615型风机2台，一台工作，一台备用。该风机风量范围2249m3/s，负压范围110710Pa，配套电机37KW，电机转速980r/min，额定电压380/660V。第一节 通风设备根据矿井采掘布置，矿井一共布置三个回风井，矿井各个风井所需要风量表见6-1-1表6-1-1风井项目矿井负压（Pa）风量（m3/s）东一回风井容易时期131.92030.1困难时期318.13727.5东二回风井容易时期305.62533.0困难时期418.51733.0东三回风井容易时期263.28930.1困难时期741.39635.2西风井容易时期189.81923.6困难时期189.81923.6一、主要通风机选型计算1、矿井一风井主要通风机选型计算1）风机必须产生的最大风量通风机必须产生的风量：30.11.0531.6m3/s；27.51.0528.9m3/s；式中：K设备漏风系数，设计取K1.05；2）风机必须产生的负压式中：风机产生的最大负压；矿井通风的负压； 通风设备阻力，Pa； Hn自然通风负压，Pa；东一回风井：通风设备阻力取100 Pa，进、回风井高程差未超过150m，采深不到400m，自然风压较小，忽略不计，则通风容易时期：H容易h，摩231.920Pa通风困难时期：H困难h，摩418.137Pa3）初选通风机根据风机静压和风量计算结果，东一回风平硐初选FBCZ-6-15A型矿用防爆轴流式通风机，配套电机功率37kW。安装2台，1台工作，1台备用。风机性能见表6-1-2。表6-1-2 FBCZ-6-15A型矿用防爆轴流通风机性能表风机型号静压（pa）风量（m3/s）电动机功率（kW）FBCZ-6-15A110710Pa2249m3/s37KW4、确定风机工况点1）计算通风等效网络风阻和等效网络特性方程式。通风容易时期通风等效网络风阻0.232334（NS2）/m8则通风等效网络特性方程式为0.232334通风困难时期通风等效网络风阻0.501671（NS2）/m8则通风等效网络特性方程式为0.5016712）作工况图将通风容易与困难时期曲线分别绘制在FBCZ-6-15A通风机特性曲线图上，得东一风井通风机工况见图611。插图 东一风井通风机性能曲线图根据“插图 矿井东一风井 FBCZ-6-15A 通风机性能曲线”可知东一风井通风机通风容易时期工作在23，其工况点参数为Q133.1m3/S，H1235.2Pa，175；通风困难时期工作在23，其工况点参数为Q229.5m3/S，H2452.3Pa，280。5）校核电机功率通风容易时期风机所需功率13KW37KW式中：电机的容量富余系数，一般为1.11.2，设计取1.15；通风机工况点效率；机械传动效率，联轴节取0.98，皮带传动取0.92；设计取0.98。通风困难时期风机所需功率20KW37KW经以上计算可知东一风井通风机通风容易时期和通风困难时期所需电机功率均小于通风机配套电机功率，故所选风机电机功率满足矿井通风要求。2、矿井东二风井主要通风机选型计算1）风机必须产生的最大风量通风机必须产生的风量：33.01.0534.7m3/s； 33.01.0534.7m3/s式中：K设备漏风系数，设计取K1.05；2）风机必须产生的负压式中：风机产生的最大负压；矿井通风的负压； 通风设备阻力，Pa； Hn自然通风负压，Pa；东二回风井：通风设备阻力取100 Pa，进回风井高程差超过150m，需计算自然风压，则根据公式：h自=（P0Hg/R）(1/T1-1/T2)(1+H/10000) 式中：P0地面井口大气压力，98097Pa；H进风井与出风井高差，主平硐+567.71m，东二回风井+800m，高程差为232.29m； T1进风侧平均温度，冬季10,夏季30；T2出风侧平均温度，20；R矿井空气常数，不考虑水蒸气水柱压力，取干空气的常数287J/（kg.K）。h易=（98097232.299.8/287）1/10-1/20(1+232.29/10000)40（Pa）h难=（98097232.299.8/287）1/30-1/20(1+232.29/10000)-20（Pa）通风容易时期：H容易h，摩+ Hn445.625Pa通风困难时期：H困难h，摩+ Hn496.07Pa3）初选通风机根据风机静压和风量计算结果，东二回风平硐初选FBCZ-6-15A型矿用防爆轴流式通风机，配套电机功率37kW。安装2台，1台工作，1台备用。风机性能见表6-1-3。表6-1- 3 FBCZ-6-15A型矿用防爆轴流通风机性能表风机型号静压（pa）风量（m3/s）电动机功率（kW）FBCZ-6-15A110710Pa2249m3/s37KW4）确定风机工况点1）计算通风等效网络风阻和等效网络特性方程式。通风容易时期通风等效网络风阻0.369573（NS2）/m8则通风等效网络特性方程式为 0.369573通风困难时期通风等效网络风阻0.395319（NS2）/m8则通风等效网络特性方程式为0.3953192）作工况图将通风容易与困难时期曲线分别绘制在FBCZ-6-15A通风机特性曲线图上，得东二风井通风机工况见图611。插图6-1-1 二风井通风机性能曲线图根据“插图611 矿井东二风井FBCZ-6-15A 通风机性能曲线”可知二风井通风机通风容易时期工作在29，其工况点参数为Q136.0 H1=505.12Pa，178；通风困难时期工作在29，其工况点参数为Q235，5m3/S，H2510.36Pa，278。5）校核电机功率通风容易时期风机所需功率27KW37KW式中：电机的容量富余系数，一般为1.11.2，设计取1.15；通风机工况点效率；机械传动效率，联轴节取0.98，皮带传动取0.92；设计取0.98。通风困难时期风机所需功率27KW37KW经以上计算可知东二风井通风机通风容易时期和通风困难时期所需电机功率均小于通风机配套电机功率，故所选风机电机功率满足矿井通风要求。2、矿井东三风井主要通风机选型计算1）风机必须产生的最大风量通风机必须产生的风量：30.11.0531.6m3/s； 30.11.0531.6m3/s式中：K设备漏风系数，设计取K1.05；2）风机必须产生的负压式中：风机产生的最大负压；矿井通风的负压； 通风设备阻力，Pa； Hn自然通风负压，Pa；东二回风井：通风设备阻力取100 Pa，进回风井高程差超过150m，需计算自然风压，则根据公式：h自=（P0Hg/R）(1/T1-1/T2)(1+H/10000) 式中：P0地面井口大气压力，98097Pa；H进风井与出风井高差，主平硐+567.71m，东二回风井+800m，高程差为232.29m； T1进风侧平均温度，冬季10,夏季30；T2出风侧平均温度，20；R矿井空气常数，不考虑水蒸气水柱压力，取干空气的常数287J/（kg.K）。h易=（98097232.299.8/287）1/10-1/20(1+232.29/10000)40（Pa）h难=（98097232.299.8/287）1/30-1/+20(1+232.29/10000)-20（Pa）通风容易时期：H容易h，摩+ Hn=403.269Pa通风困难时期：H困难h，摩+ Hn546.933Pa3）初选通风机根据风机静压和风量计算结果，东三回风平硐初选FBCZ-6-15A型矿用防爆轴流式通风机，配套电机功率37kW。安装2台，1台工作，1台备用。风机性能见表6-1-4。表6-1- 4 FBCZ-6-15A型矿用防爆轴流通风机性能表风机型号静压（pa）风量（m3/s）电动机功率（kW）FBCZ-6-15A110710Pa2249m3/s37KW4）确定风机工况点1）计算通风等效网络风阻和等效网络特性方程式。通风容易时期通风等效网络风阻0.403581（NS2）/m8则通风等效网络特性方程式为 0.403581通风困难时期通风等效网络风阻0.573089（NS2）/m8则通风等效网络特性方程式为0.5730892）作工况图将通风容易与困难时期曲线分别绘制在FBCZ-4-13A通风机特性曲线图上，得一风井通风机工况见图611。插图6-1-1 二风井通风机性能曲线图根据“插图611 矿井东二风井 FBCZ-4-13A 通风机性能曲线”可知一风井通风机通风容易时期工作在26，其工况点参数为Q134.1m3/S，H1610.12Pa，178；通风困难时期工作在26，其工况点参数为Q233.7m3/S，H2698.31Pa，280。5）校核电机功率通风容易时期风机所需功率31.3KW55KW式中：电机的容量富余系数，一般为1.11.2，设计取1.15；通风机工况点效率；机械传动效率，联轴节取0.98，皮带传动取0.92；设计取0.98。通风困难时期风机所需功率34.06KW55KW经以上计算可知东二风井通风机通风容易时期和通风困难时期所需电机功率均小于通风机配套电机功率，故所选风机电机功率满足矿井通风要求。3、矿井西风井主要通风机选型计算西风井风机选择，依照前面同样计算，选用FBCZ-4-13A型矿用防爆轴流式通风机，配套电机功率55kW。安装2台，1台工作，1台备用。风机性能见表6-1-4。表6-1-4 FBCZ-4-13A型矿用防爆轴流通风机性能表风机型号静压（pa）风量（m3/s）电动机功率（kW）FBCZ-6-13A100550224618.5根据以上计算知：风井所选风机满足要求。设计东一，东二前期回风平硐和后期回风平硐均选用FBCZ-4-13A型矿用防爆抽出式轴流通风机，配套电机功率55kW，YBFe250M-4。设计西风井前期和后期均选用FBCZ-6-13A型矿用防爆抽出式轴流通风机，配套电机功率18.5kW。电机型号为选用的电机能满足矿井主要通风机的要求，一台运转，一台备用。7）主要通风机选择结果根据主要通风机的性能参数和性能曲线图反映，矿井选用的FBCZ-4-13A、FBCZ-6-13A型矿用防爆抽出式轴流通风机均能够满足矿井不同时期的通风要求，它具有机房修建简单、风机效率高、风量稳定、反风方便快捷等优点。矿井投产后根据风机实际运行情况对风机实际工况点进行测定，再根据风机的实际工况点进行风机叶片安装角度的调整。选用矿用防爆轴流式主要通风机具有利用电机反转反风的性能，且符合规程的要求，不需设单独的反风道，投产前必须按煤矿安全规程的规定进行风机性能的测定、试运转和反风演习。出风井口必须安装防爆门并设安全行人通道，机房内必须安设消防设施、安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计，还必须有直通矿调度室的电话、反风操作图、岗位责任制、操作规程等。3、反风措施所选用通风机均具有电机反转反风的性能，满足煤矿安全规程的要求。因此本设计采用风机电机直接反转进行反风。二、局部通风机选型计算1、选型依据1）矿井正常生产时单巷掘进最大距离为246m，断面积为7.86m2。2）根据计算，该矿掘进工作面需风量为5.1m3/s，实际配风5.5m3/s，局部通风机吸入风量按5.5m3/s进行设计。2、风筒的选择设计矿井选用阻燃、抗静电胶质风筒，根椐掘进巷道相关参数选定风筒直径500mm。3、局部通风机工作风量QaPqQh式中Qa局部通风机工作风量；Pq漏风系数，查表取1.20Qh掘进工作面需风量，m3/s。Qa12(m3/s)4、局部通风机工作风压hftLRpQa2式中 hft局部通风机全风压，Pa；L掘进巷道长度，m；Rp压入式通