MT-T 421-2025 煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法

ICS73.100.20中华人民共和国煤炭行业标准MT/T421—2025代替MT421—1996煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法Testingmethodoftheperformanceparametersinsituforthemainfanusedincoalmine2025-06-30发布2025-12-30实施ⅠMT/T421—2025前言 Ⅲ1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4符号和单位 5测定条件 5.1一般条件 15.2风量和风压调节 15.3性能参数测定条件 26测量仪表 7性能参数测定 37.1空气密度测定 7.2风量测定 37.3风压测定 57.4转速测定 117.5通风机功率、效率测定 7.6噪声测定 148通风机性能测定曲线绘制 14附录A（资料性）各种几何图形面积和重心的计算方法 MT/T421—2025Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替MT421—1996《煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法》，与MT421—1996相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——更改了轴流式通风机节流装置的设置位置（见5.2.1，1996年版的3.2.1）；——更改了通风机要求进行参数测定的条件（见5.3，1996年版的3.3——更改了测量仪表的要求（见第6章，1996年版的第4章——增加了空气密度的简易计算公式（见7.1，1996年版的5.1）；——更改了风量测定断面的选择条件（见7.2.1，1996年版的5.2.1——增加了静压差测定法（见7.2.3.3、7.2.4.3——删除了全压管、附壁静压片测定法的测定方法和计算公式（见1996年版的5.2.3.2、5.2.4.2——更改了风压测定断面的选择条件（见7.3.1，1996年版的5.3.1——删除了全压管测定法的测定方法和计算公式［见1996年版的5.3.3.2、5.3.4.1b——增加了风压测定时的管壁测孔法（见7.3.3.2）；——增加了测定装置的类型（见7.3.4——更改了风压计算公式（见7.3.5，1996年版的5.3.4——更改并增加了部分联轴器传动型式及其传动效率（见表2，1996年版的表2——更改了通风机功率的计算公式（见7.5.2，1996年版的5.5.3——删除了通风机效率技算（见1996年版的5.5.5.5）；——删除了通风机的工序能耗计算（见1996年版的5.6——更改了噪声测点位置的要求（见7.6，1996年版的5.7——删除了反风量测量（见1996年版的5.8——删除了附录B（见1996年版的附录B）；——删除了附录C（见1996年版的附录C）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国煤炭工业协会提出。本文件由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口。本文件起草单位：重庆安标检测研究院有限公司、中煤科工集团重庆研究院有限公司、山西安运风机有限公司、山西省安瑞风机电气股份有限公司、卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司、平安电气股份有限公司、山西巨龙风机有限公司、运城市安宏节能防爆风机有限公司、山西晋运安风机有限公司、豪顿华工程有限公司。本文件主要起草人：杨亮、秦玉兵、邓鹏、杨森、巨广刚、周植鹏、袁小平、颜文学、李京哲、端木峰青、本文件于1996年首次发布，本次为第一次修订。MT/T421—20251煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法本文件规定了煤矿用主要通风机运行参数测定条件、测量仪表、性能参数测定、通风机性能测定曲线绘制。本文件适用于安装在煤矿现场的主要通风机（以下简称通风机）的性能参数测定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2888风机和罗茨鼓风机噪声测量方法GB/T10178—2006工业通风机现场性能试验3术语和定义GB/T10178界定的术语和定义适用于本文件。4符号和单位GB/T10178中的符号和单位适用于本文件。5测定条件5.1一般条件5.1.1通风机、电动机及附属设备应齐全，运行正常。5.1.2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。5.1.3引风道、出风道、风硐内应无杂物堆积和积水。5.1.4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测定无影响。5.2风量和风压调节5.2.1节流装置应安装在距通风机至少5Dh的下游段或至少10Dh的上游段。注：D表示测点位置管道的水力直径，水力直径D等于4倍的截面积除以内周长。5.2.2节流装置应安装牢固，其强度应能承受大于通风机最大风压1.5倍的压力。5.2.3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。5.2.4轴流式通风机应采用开路启动，逐渐增阻调节；离心式通风机应采用闭路启动，逐渐降阻调节。2MT/T421—20255.3性能参数测定条件有下列情况之一者应进行性能参数测定：a）新安装投入使用前；b）连续运转5年；c）技术改造及更换叶片后；d）相关监管部门要求时。6测量仪表测定过程中使用的仪表应符合GB/T10178的规定。常用的测量仪表应符合表1的规定，且在检定周期内。表1测量仪表序号测量仪表测量范围准确度或最大允差最小分度值备注1大气压力测量仪表精密气压计高原气压计2量仪表不大于—3相对湿度测量仪表—4风速测量仪表不大于±（0.3+0.03×V）m/s（V——实际风速）—测量基本误差绝对值：微速高速0.25m/s—针对风速传感器、遥测风速5风压测量仪表皮托管修正系数应在0.99~6输入功率测量仪器仪表——针对电流、电压互感器电压：50V~750V——7转速测量仪表—8噪声测量仪表—注1：通风机参数测定时，能根据具体测定方法选用表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。若现场检测条件限制时，能使用现场已有的互感器。注2：能选择不低于最大允差/准确度等级要求的综合测量仪表。MT/T421—202537性能参数测定7.1空气密度测定在距风压测点20m内的巷道中，测量巷道内的大气压力、干温度、湿温度（或相对湿度）。每调节工况1次测量1次，按式（1）计算空气密度：蒸汽压力pv的确定应按GB/T10178—2006中6.4.3的规定进行。在温度低于23℃时，可使用式（2其误差不超过±0.5%；当空气含湿量小于质量的1.5%时，在现场条件下也可以使用式（2）。……………7.2风量测定7.2.1测定断面的选择7.2.1.1测量断面平均速度尽可能高，并在测量仪表高精度范围内使用。7.2.1.2测量断面应为直管段，气流基本上是轴向的、对称的、且无涡流或逆流，直线段长度，即试验段长度至少应为风道水力直径Dh的两倍。7.2.1.3在通风机进气侧测量时，测量断面应选在至少距通风机进口1.5Dh处；在通风机排气侧测量时，测量断面应选在至少距通风机出口5Dh处。若不能满足，应由各方协商选取，测量结果应经各方商定。7.2.1.4考虑到巷道壁影响，即中心区域的速度变化，应在断面上选取足够数量的测试点。7.2.1.5采用速度场法测量风量时，在整个测量过程中应保持风量恒定。7.2.2风速测点的布置7.2.2.1圆形巷道断面按GB/T10178—2006中8.4.2.2的规定进行布置。7.2.2.2矩形巷道断面按GB/T10178—2006中8.4.2.4的规定进行布置。7.2.2.3环形巷道断面按GB/T10178—2006中8.4.2.3的规定进行布置。7.2.2.4其他形状的巷道断面其他形状巷道断面的风速测点布置如下：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：压力测点布置在每个小面积块的重心上，重心参照附录A计算；静压测点根据巷道断面的近似形状布置在巷道壁上。MT/T421—202547.2.3测定方法7.2.3.1皮托管测定法皮托管测定法的操作如下。a）皮托管的安装：按7.2.2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，其压力孔应迎风正对气流，允许偏角不大于5°。b）动压测量：用干净、畅通、不漏气的软管，将皮托管的压力、静压接头与压差计对应连接，测量动压。7.2.3.2风速计测定法按7.2.2的规定，安设支撑架和风速计。仪表测头应超前支撑架200mm~250mm，测量各测点风速。7.2.3.3静压差测定法静压差测定法的操作如下：a）两个测压断面选择在主要通风机集流器前端和一级主机叶轮前端，每个断面垂直壁面均匀钻四个孔，焊接测压嘴或将皮托管插入流道内进行静压测量，测压断面风流应相对稳定；b）用干净、畅通、不漏气的软管，分别将两个测压断面的静压接头与压差计对应连接，测量静压差。7.2.4风量计算7.2.4.1皮托管测定法皮托管测定法的风量计算见式（3）~式（4）。 7.2.4.2风速计测定法风速计测定法的风量计算见式（5）。qviviAi 式中：qvi——通过通风机的风量，单位为立方米每秒（m3/s）；n——测点数；vi——第i测点测得的风速，单位为米每秒（m/s）；Ai——测风断面第i块的面积，单位为平方米（m2）。7.2.4.3静压差测定法静压差测定法的风量计算见式（6）。MT/T421—20255式中：Ax——截面x（即小断面）面积，单位为平方米（m2Ay——截面y（即大断面）面积，单位为平方米（m2Δp——截面x与截面y巷道段的静压差，单位为帕斯卡（Pa）。7.2.5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。7.3风压测定7.3.1测定断面的选择7.3.1.1为了确定通风机的压力，尽可能靠近通风机的进口和/或出口侧的某一断面测定静压。7.3.1.2用于压力测定的断面距离通风机进口应至少为1.5De，距离通风机出口应至少5De。压力测定断面应选择在距离下游的弯头、扩压段或很可能引起气流分离或其他干扰压力均匀性分布的障碍物至少为5De的地方。De表示非圆形横截面的当量直径。7.3.1.3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。7.3.2风压测定的布置7.3.2.1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、7.3.2.2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a、b、c、d处。7.3.2.3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。gagdbRfeacbc图1静压测点安设位置示意图dadb7.3.3测定方法7.3.3.1皮托管测定法皮托管测定法规定如下：a）按7.3.1选定的测压断面，按7.2.3.1a）的规定安装皮托管；b）用干净、畅通、不漏气的软管，将皮托管的静压接头与压力计的连接，测量静压。7.3.3.2管壁测孔法按GB/T10178—2006中7.2.2的规定进行。MT/T421—202567.3.4测定装置类型7.3.4.1装置类型通常采用GB/T10178中常用的两种装置类型，如下：——B型：自由进口，管道出口；——C型：管道进口，自由出口。7.3.4.2B型装置B型装置适用于压入式通风机。如图2所示。3l)l\\4标引序号说明：1——通风机进口平面；2——通风机出口平面；3——通风机；4——出口风峒中压力测量断面。图2B型装置7.3.4.3C型装置C型装置适用于抽出式通风机。如图3所示。43标引序号说明：1——通风机进口平面；2——通风机出口平面；3——进口风峒中压力测量断面；4——通风机。图3C型装置MT/T421—202577.3.5风压计算7.3.5.1B型装置7.3.5.1.1当空气被看作是不可压缩（pF≤2000Pa，Ma2≤0.15）时，可采用下述简便方法。表压pe2的公式见式（7）。风道内任意截面x的常规动压由式（8）给出。式中：通风机压力pF的计算由式（9）给出。通风机静压psF由式（11）给出：7.3.5.1.2力当pF≥2000Pa和/或Ma2>0.15时，采用式（12）~式（48）计算。 （15） （17） （18）t4=Θsg4-273.151+0.048t4)×10-6MT/T421—20258λ=0.005+0.42(ReD4)-0.3……………（23） （24）对2截面的计算见式（26）~式（33）。psg2=p4Ma2=Masg2、对1截面的计算见式（34）~式（45）。psg1=paMa （39） pesg1=0 （43）peFM1 （44）MT/T421—20259……………（45）通风机压力的计算见式（46）。pF=psg2-psg1通风机静压的计算见式（47）。通风机动压的计算见式（48）。pd （48）7.3.5.2C型装置7.3.5.2.1当空气被看作是不可压缩（pF≤2000Pa，Ma2≤0.15）时，可采用下述简便方法，见式（49）~风道内任意截面x的常规动压由式（50）给出：式中：通风机静压psF的计算，见式（51psF=pe2-pesg1=-pesg1--nfe-1,-⃞"通风机压力pF的计算，见式（52）：pF=pesg2-pesg1=pd2-pesg1=psF+pd2 注：p为负值，且其数值大于表达式中的负值，因此，p为正值。7.3.5.2.2当pF≥2000Pa和/或Ma2>0.15时，采用下述计算方法，见式（53）~式（89）。Θa=ta+273.15注意，3截面表压力pe3应以负值代入。MT/T421—2025M……………M……………~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~…………μ3=(17.1+0.048t3)×10-6ReDλ=0.005+0.42(ReD3)-0.3ξ3-1)3=-(ξ1-3)3FM3=1+++（73）……………………………对1截面的计算见式（68）~式（76）。、++~~~~~~~~~~~（74）若电动机完全浸泡在风流中，计算见式（77）~式（89）。MT/T421—2025 通风机压力的计算见式（87）。pF=psg2-psg1（87）通风机静压的计算见式（88）。psF=p2-psg1（88）通风机动压的计算见式（89）。 7.4转速测定7.4.1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。7.4.2通风机轴的转速测定测定方法同7.4.1。通风机与电动机直接传动，只测量电动机转速；通风机与电动机以其他方式传动，应分别测量通风机轴的转速和电动机的转速。7.4.3传动效率通风机叶轮与电动机直联时传动效率取1；以其他方式联接时传动效率按表2选取。MT/T421—2025表2传动效率类别传动型式效率η联轴器浮动联轴器0.97~0.99齿轮联轴器弹性联轴器0.990~0.995万向联轴器(α≤3°)0.97~0.98万向联轴器(α>3°)0.95~0.97梅花接轴0.97~0.98液力联轴器（在设计点）0.95~0.98膜片联轴器带式传动平带无压紧轮的开式传动平带有压紧轮的开式传动平带交叉传动7.5通风机功率、效率测定7.5.1功率的测定7.5.1.1按GB/T10178—2006中第9章功率的测定进行。7.5.1.2经双方协议，电动机效率允许采用电动机制造厂家提供的电动机性能数据及性能曲线来确定。7.5.2通风机功率计算单位质量静功的计算见式（90）。 单位质量功的计算见式（91）。通风机空气功率的计算见式（92）。通风机静空气功率的计算见式（93）。7.5.3通风机轴功率计算通风机轴功率计算见式（94）。Mtr式中：Pa——通风机轴功率，单位为瓦特（W）；Pe——电动机输入功率，单位为瓦特（WMT/T421—2025ηM——电动机效率；ηtr——传动效率。7.5.4通风机效率计算通风机效率的计算见式（95）。通风机静效率的计算见式（96）。通风机轴效率的计算见式（97）。式中：Pu——通风机空气功率，单位为瓦特（WPus——通风机静空气功率，单位为瓦特（WPr——供给通风机叶轮的机械功率，单位为瓦特（W）。当电动机与通风机直联时，通风机轴效率与通风机效率相等。7.5.5测定数值的换算7.5.5.1换算方法将测定数据的计算结果换算成标准空气状况和通风机额定转速条件下的数值。7.5.5.2换算系数计算7.5.5.2.1空气密度换算系数空气密度换算系数的计算见式（98）。式中：kρ0——密度换算系数；ρai——某一工况点实测空气密度，单位为千克每立方米（kg/m3）。7.5.5.2.2通风机转速换算系数通风机转速换算系数的计算见式（99）。式中：kn0——转速换算系数；n0——通风机额定转速，单位为转每分（r/minni——某一工况点实测转速，单位为转每分（r/min）。7.5.5.3通风机风量换算通风机风量的换算见式（100）。MT/T421—2025式中：qv0——