矿用通风机是矿井安全生产的核心装备之一,从地面主通风机到井下局部通风机,再到各类辅助风机,型号规格非常繁多。很多技术人员在选型或运行分析时,会遇到一个共同问题:如何把“矿用通风机型号规格参数”与实际“工况”对应起来,确保既满足通风量,又安全、节能地运行。
一、矿用通风机的主要型号类别
按用途和安装位置,矿用通风机一般分为:
- 主通风机:通常安装在地面或井口,用于全矿或大区域总通风,多为大功率轴流对旋主扇,也有部分离心主扇。
- 局部通风机(局扇):用于掘进工作面、局部采区或巷道辅助通风,包括单级轴流局扇、对旋局扇等。
- 辅助通风与专用风机:如抽出式风机、除尘风机、排烟风机等,服务于特定系统。
不同类别的风机,在型号命名和规格参数上各有侧重,但都遵循风量、全压、功率、效率等通用指标体系。
二、型号规格参数的核心内容
无论是主扇还是局扇,一份完整的“矿用通风机型号规格参数表”至少应包含以下数据:
- 机号或叶轮直径:反映风机物理尺寸和能力等级,是型号规格中的基础信息。
- 风量 Q:在不同转速或叶片角度下可提供的通风量,以m³/min或m³/s表示;设计时要与矿井所需总风量或局部风量对应。
- 全压 P:在对应风量下由风机提供的压力,以Pa表示,用于克服通风网络阻力,包括巷道、风井、风门和局部构件等。
- 功率 N:配套电机功率,以kW表示,是电气系统配置和能耗分析的基础。
- 效率 η:反映风机能效水平,选型时尽量使工作点落在效率较高的区域。
- 转速 n、叶片角度或导叶角度:主扇常通过调节叶片角度或导叶角度改变性能曲线,局扇则可能通过变频调整转速来改变工况。
- 防爆和矿安标志:用于瓦斯、煤尘爆炸危险环境时必须满足的安全条件。
三、如何将型号规格参数与矿井“工况”对应
所谓“工况”,就是风机在实际通风网络中运行时的风量和压力状态。通风设计计算得到的是矿井或局部系统的目标风量和系统总阻力,需要在风机的性能曲线(即型号参数表背后的曲线)上找到与之相交的工作点。一般有以下步骤:
- 确定目标工况点:根据矿井总风量、采区风量或工作面风量要求,确定需要的Q,并通过网络计算得到相应的总阻力P。
- 在性能参数表中选定系列和机号:按风量范围在型号规格表中选出若干可能的机号和转速组合。
- 对比全压和效率:找到在目标风量附近全压略大于系统阻力且效率较高的工况点,将其作为优选候选。
- 考虑调节余量:主扇通常需要具备一定调节范围(如可调叶片、导叶或变频),以适应矿井生产阶段变化和阻力波动。
四、常见工况偏差及其对参数的影响
在实际运行中,矿用通风机的工况往往与参数表中的额定点有偏差:
- 阻力增大:巷道变形、风门漏风或滤网堵塞会导致系统阻力增大,工作点沿风机曲线向左上方移动,风量下降、电流可能升高。
- 阻力减小:局部风门拆除或通道增加,会使工作点向右下方移动,风量增加,但可能接近风机不稳定区。
- 转速变化:变频调速或电源频率变化会改变风机特性曲线位置,对风量、全压和功率都有成比例影响。
因此,在分析“型号规格参数与工况”关系时,不能只看额定点数据,而要结合通风网络变化进行动态校核。
五、建立适合本矿的“矿用通风机型号规格参数与工况”档案
为了在长期运营中更好地使用和管理通风机,建议各矿井在厂家样本的基础上,结合现场测试数据建立自己的“矿用通风机型号规格参数与工况档案”,包括:
- 每台主扇、局扇在不同转速或叶片角度下的实测风量、风压和电流;
- 与样本参数的对比结果,记录正常工况、极限工况和不推荐工况区间;
- 不同生产阶段、不同开拓布局下的工况变化情况。
通过这样一套档案,可以在新采区投产、抽放系统调整或节能技改时,快速找到合适的通风机型号和工况方案,真正做到“懂参数、懂工况、懂运行”,提升矿井通风系统的安全性和经济性。