浅谈动液可调式轴流风机在高河矿应用

1、浅谈动液可调式轴流风机在高河矿应用摘要：文章 介绍了动液可调式矿井轴流风机的主要结构 及特点，分析了轴流风机的各项工作原理、技术性能、耗能 分析。并且根据在高河矿井的实际应用效果，肯定了使用其 的成功性，并对其技术经济运行进行的可行性分析，指出了 动液可调式轴流风机具有很高的推广应用价值。关键词：动液可调 轴流风机 高瓦斯矿井 煤矿通风 安 全生产煤矿用风机是煤炭安全生产必不可少的关键设备之一。 因为矿井下含有瓦斯等易燃易爆气体，只能依靠风机抽出和 送入外界空气来降低其浓度，所以煤矿安全规程规定“以风 定产”，即根据矿井通风量的多少来决定煤炭的开采量，从 而保证煤矿安全长周期稳定生产。目前矿井

2、主要通风设备，通常使用离心式和轴流式两大 类。离心式通风机因以离心式离心力形成风压而得名；轴流 式通风机因气流沿轴向流动而得名；故一般来讲离心式通风 机因适用于小流量、压力场所，而轴流式通风机则常用于大 流量、低压力情况,并且各有不同特点。高河矿井属高瓦斯矿井，矿井采用分区式通风系统，通 风方式为抽出式，由主、副立井和小庄进风立井进风，中央回 风立井和小庄回风立井回风。中央风井采用2台ann-3392/1600b型矿用轴流式通风机,1台工作，1台备用。 每台通风机配1台y800-6型高压三相异步电动机(3600kw. 10kv、990r/min) 小庄风井配备风机与中央风井风机相同。1、结构分

3、析(1) 动液可调轴流风机的作用机理。高河矿所用风机为ann-3392/1600b型动液可调轴流风机，各技术细节的设计均基于保障风机运行的安全性和质量 要求。如图2所示：风机动液可调装置由液压缸、旋转油封、 调节盘、调节臂、平衡块、叶片轴、轮毂和叶片等组成。其 中，叶片由合金铝铸造而成，其应力分配关系经有限元计算 如图1所示。由此可见，其根部为应力集中部位，所以轮毂采 用b型，即其结构比普通型根部更为厚实，且可同时用于铝叶 片和球墨铸铁叶片，如图3轮毂实际图所示。此外，叶片平衡臂可100%平衡叶片本身在开和关二个 方向的离心力。由此，通过液压缸和旋转油封及调节盘和调 节臂的协同作用来调节叶片张

4、开角度，从而产生所需的风量 和压力来满足通风的实际需求。(2) 风机静止部件稳定可靠，叶轮机壳与叶片顶端之间的间隙很小，可保证较高的效率。叶轮经过仔细选材和部件 设计，可确保寿命长、运行可靠。为达到设备的运行和维护 的可靠性，轴承组是按前面描述的顺时针方向设计的。风机 固有频率已经调整，以免因风机残余不平衡导致的振动达到 共振的危险。叶轮的动平衡满足规定的平衡要求。(3) 风机转速恒定，但在运行过程中，风机的转子叶片角 可以由液压系统调节，因此风机的负荷量可根据通风系统的 具体要求进行调节。风机性能是基于矿井负荷通过总控制系 统进行调节的。控制系统将设定点的调节信号直接传给安装 在风机外的电动

5、调节执行器上。电动调节执行器将此信号 转换成扩散筒外调节臂的机械运动。调节臂带动风机内部的 驱动装置，从而驱动了连接在驱动装置处的液压装置，这样 就改变了叶片角度。各风机部件都是通过pi逻辑图上所示 的传感器和仪表来控制的。2、性能分析(1) 不同工况点下压力与流量的关系。如图4所示，风机 的性能可从工况点的电机功率富裕系数上来作初步的分析: 初期为3,后期为1.9；叶片角度储备:初期为10。，后期为 9°，大于5。；通风机工况区最高效率为88%,根据通风机 能效限定值及节能评价值计算，该类型节能通风机效率应 达到的最低保证值为69%,所以该风机属节能通风机;通风机 不设反风道，采用

6、电机反转的方式进行反风，初、后期反风风 量均不小于正常风量的40%；反风功率：初期为720. lkw,后期 为1297. 9kw,均小于风机额定功率；反风时间小于lomin；满 足有关规程的要求。(2) 风机叶片调节方式为动叶可调，可在风机运转过程 中调节风量、负压，以适应不同时期矿井通风的需要，最大限 度的节约能耗，可以在最短的时间内测试风机性能曲线，大 大减少了因测试停产带来的经济损失。另外实现动液可调还 有启动力矩小、防喘振、风量调整方便等优点。3、能耗分析3. 1中央回风立井通风设备计算依据。根据煤矿在用主通风机系统安全检测检验 规范aq1011-2005.煤矿在用主通风机装置节能监测

7、方法 和判定规则，可进行如下计算：已知参数:采用2台ann-3392/1600b型矿用轴流式通风 机，电机功率3600kw,转速990r/mino3. 2小庄回风立井通风设备计算依据。根据煤矿在用主通风机系统安全检测检验 规范aq1011-2005.煤矿在用主通风机装置节能监测方法 和判定规则，可进行如下计算分析：已知参数:采用2台ann-3392/1600b型矿用轴流式通风 机，电机功率3600kw,转速990r/mino3. 3能耗总结经计算中央回风立井和小庄回风立井所选用风机的工 序能耗，符合煤矿在用主通风机装置节能监测方法和判定 规则中轴流式通风机工序能耗kwh/(mm3 pa)的规定

8、，初期 工序能耗在煤矿工序能耗指标中为三等，后期工序能耗在煤 矿工序能耗指标中为一等。4、振动分析由于振动使机械部件承担额外载荷，所以风机尽量在低 振动状态下运行。风机运行状态的振动水平应在振动范围图 的要求范围之内。对大多数风机，传感器均直接安装在轴承箱体上，所以 维护人员应该清楚轴承箱体和风机底座的允许振动量。这些 振动量对应is0-10816-1和vdi-2056标准要求（见振动范围 图）。振动范围图中的值均指5、结语通风机为矿井主要设备，功率较大，昼夜连续运转，所消 耗的电能在矿井电耗中占很大比重。高河矿井两个回风立井 所选通风设备均为效率高、高效区宽的产品。风机叶片调节 方式均为动叶可调，可在风机运转过程中调节风量、负压，以 适应不同时期矿井通风的需要，最大限度的节约能耗，达到 降低电耗的目的。目前四台风机均安装调试完毕，经公司有关部门组织测 试,风量、风压、全压效率、能耗、噪声等各项指标均完全 符合要求，在煤矿工序能耗指标中为一等。风机至今运行状 况良好，未出现任何事