礦井主扇風(fēng)機的技術(shù)改造與選型淺談

李傳昊

【摘 要】在礦井生產(chǎn)中，主扇風(fēng)機是保障生產(chǎn)安全的重要設(shè)備，對礦井主扇風(fēng)機的技術(shù)進(jìn)行改造，并結(jié)合礦井實際情況科學(xué)選型，有助于提升礦井生產(chǎn)的安全性，同時減少設(shè)備能耗，提升礦井生產(chǎn)的節(jié)能性。為此，本文聯(lián)系實際，圍繞礦井主扇風(fēng)機的技術(shù)改造與選型展開探究，以供參考。

【關(guān)鍵詞】礦井;主扇風(fēng)機;技術(shù)改造;選型

在國家貫徹實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下，礦產(chǎn)企業(yè)積極響應(yīng)國家號召，不斷加快企業(yè)結(jié)構(gòu)改革與技術(shù)改造，其中，主扇風(fēng)機技術(shù)改造是重要內(nèi)容。在國家提出的節(jié)能減排新要求下，礦產(chǎn)企業(yè)針對主扇風(fēng)機高耗能、低效率這一缺陷，對主扇風(fēng)機的監(jiān)控技術(shù)、聯(lián)軸器、風(fēng)葉等重要環(huán)節(jié)進(jìn)行了改造，大大降低了設(shè)備的能耗，提升了設(shè)備的自動化程度與安全性能，讓礦井通風(fēng)效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)【1】。先聯(lián)系實際，就新時期背景下礦井主扇風(fēng)機的技術(shù)改造與選型做具體分析。

一、礦井主扇風(fēng)機改造前的選型

在進(jìn)行礦井主扇風(fēng)機的選型工作時，需要有一定的理論基礎(chǔ)與實際經(jīng)驗，需要根據(jù)改造主扇風(fēng)機的可行性論證與優(yōu)化結(jié)果合理確定【2】。如以往設(shè)計與礦井生產(chǎn)經(jīng)驗表明，礦井風(fēng)壓太高時，將出現(xiàn)井下漏風(fēng)問題，這會使礦井生產(chǎn)安全性能大大降低，尤其是在礦井含有大量瓦斯時，礦井非常容易出現(xiàn)通風(fēng)不暢或引發(fā)火災(zāi)等問題，且一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢很難下控制;但若井下風(fēng)壓過低，則表明風(fēng)機運行狀況不佳，風(fēng)機運行效率低，甚至?xí)霈F(xiàn)喘振現(xiàn)象，此時，風(fēng)機耗能量將急劇增加，且喘振現(xiàn)象嚴(yán)重時，與之并聯(lián)的其他風(fēng)機尤其是相鄰風(fēng)機都會受到影響。此外，在礦井生產(chǎn)中也容易出現(xiàn)風(fēng)扇機抽力過大問題，這一問題會導(dǎo)致出現(xiàn)脫風(fēng)的幾率增加，嚴(yán)重時會在總回風(fēng)巷增阻調(diào)節(jié)，使其實際運行效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

如某礦井選用了AGF2.82-1.58-2型號風(fēng)機，該型號風(fēng)機主要技術(shù)參數(shù)為：負(fù)壓3400Pa，風(fēng)量10800m3/min，最大風(fēng)量12000m3/min，最大負(fù)壓3700Pa。但設(shè)備以上參數(shù)與礦井實際通風(fēng)要求不相符，正常的礦井通風(fēng)要求是，風(fēng)量6000m3/min，為達(dá)到以上生產(chǎn)要求，需對通風(fēng)機進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低相應(yīng)風(fēng)量同時加上增阻，一次才能保證整個通風(fēng)系統(tǒng)順暢穩(wěn)定運行【3】。結(jié)合以上案例可知，在設(shè)備選型時，礦井的通風(fēng)條件、通風(fēng)要求、周邊自然環(huán)境狀況等都是需要考慮的內(nèi)容，只有在綜合考慮各項影響因素的情況下科學(xué)選型，合理確定設(shè)備參數(shù)，才能確保設(shè)備滿足框架礦井各時期對負(fù)壓、通風(fēng)量的需求，進(jìn)而保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，促進(jìn)礦井生產(chǎn)工作安全順利開展，保障人員、設(shè)備安全。

二、安全節(jié)能要求下的礦井主扇風(fēng)機的技術(shù)改造與選型

（一）葉片的設(shè)計與選用

針對當(dāng)前礦井主扇風(fēng)機在運行中存在的耗能高、效率低等問題，在對葉片進(jìn)行技術(shù)改造與重新選型時，一定要將高的運行效率與低的能源損耗量考慮進(jìn)去。具體而言，相關(guān)企業(yè)可選用鑄鋁合金材質(zhì)的葉片，這類材料強度高、韌性高，且有很好的防腐性能，因此受濕度、溫度等因素影響小，設(shè)備運行年限長，且運行狀態(tài)穩(wěn)定，可有效保證整機與關(guān)鍵零部件的運行安全 【4】。此外，在運行效率方面，改造后的葉尖線速最高可達(dá)到150m/s，而舊式風(fēng)機葉尖線速僅為100m/s，因此改造后的設(shè)備完全達(dá)到了高質(zhì)量、高效率要求，且設(shè)備運行時對能源資源的損耗程度也大大緩解。

（二）風(fēng)道的設(shè)計與選擇

在礦井的通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)道是重要組成部分，會對后期的單雙級設(shè)計、傳動方式選擇等產(chǎn)生影響。因此，在節(jié)能環(huán)保要求下，結(jié)合礦井具體自然條件、通風(fēng)要求，合理設(shè)計、選擇風(fēng)道也是一項必要工作。在風(fēng)道的設(shè)計與選擇方面，主要包含以下方面內(nèi)容：

1.傳動方式

風(fēng)道是影響傳動方式選擇的重要因素，不同風(fēng)道下的傳動方式也有所不同?，F(xiàn)階段，一般性質(zhì)的礦井風(fēng)道中通常見以下三種進(jìn)氣方式：平直進(jìn)氣、600s彎道進(jìn)氣以及900 【5】。相應(yīng)的，常見風(fēng)機傳動方式也有三種：在選擇彎道、600s、900蝸殼進(jìn)氣時，前傳動是較為合適的傳動方式，該種進(jìn)氣方式的進(jìn)口閘門為翻板門設(shè)計，后者進(jìn)口閘門為百葉窗設(shè)計，設(shè)置有較高的排氣塔;但若礦井中風(fēng)道進(jìn)氣方式為平直進(jìn)氣，則對應(yīng)的傳動方式為后傳動，該種傳動方式進(jìn)口閘門設(shè)計為平推拉門形式，排氣塔同樣相對較高，風(fēng)機傳動軸也較前兩種傳動方式長。選擇怎樣的風(fēng)機傳動方式意味著礦井下通風(fēng)質(zhì)量是否能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，作為影響礦井進(jìn)口流場均勻度的重要因素，風(fēng)機傳動方式的選擇在很大程度上決定了風(fēng)機的總體性能，決定了礦井生產(chǎn)的安全性。目前，600s彎道施工時，混凝土灌制是常見施工方式，該種施工方式雖然工序簡單，有較高的操作性，但受技術(shù)限制很難對風(fēng)道的坡度以及型面進(jìn)行控制，因此容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，尤其是在內(nèi)部軸高速旋轉(zhuǎn)的情況下，混凝土灌制質(zhì)量更難保證。針對這一問題，相關(guān)人們可抓住風(fēng)道運行時會在S彎道出口形成一個不均勻流場的這一特點，對其進(jìn)行合理改造，如增配一個高速率集風(fēng)器以有效改善礦井通風(fēng)情況。

總之，為保證礦井生產(chǎn)的安全性，在進(jìn)行主風(fēng)扇機技術(shù)改造時， 一般不對進(jìn)出口流道進(jìn)行改動，若礦井下通風(fēng)質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，可通過適當(dāng)調(diào)節(jié)負(fù)壓、風(fēng)量等方式予以改善，進(jìn)而減少安全問題、質(zhì)量問題發(fā)生。

2.風(fēng)機單級、雙級的選擇

在選擇風(fēng)機單級、雙級時，有以下兩種相對可行的方案：一，按照礦井內(nèi)實際風(fēng)壓進(jìn)行選擇，若礦井內(nèi)風(fēng)壓不高于3500Pa，則單級方式較為合適;但若對風(fēng)壓要求較高，井內(nèi)風(fēng)壓需達(dá)到4000Pa、5000Pa，就必須選擇雙級風(fēng)機【6】。與單級風(fēng)機相比，雙級風(fēng)機主要的性能優(yōu)勢在于：效率高、風(fēng)量高、負(fù)壓高但轉(zhuǎn)速低。在負(fù)荷條件相同的情況下，用雙級負(fù)壓會獲得更為理想的通風(fēng)效果;且在毎級負(fù)荷較低的情況下，轉(zhuǎn)速也相應(yīng)較低，引進(jìn)產(chǎn)生一系列積極影響，具體如：強度儲備變高。在材質(zhì)相同的情況下，雙級風(fēng)機離心負(fù)荷較低，因而其強度儲備大約高出單級風(fēng)機40%左右。第二優(yōu)點是噪聲污染小，不會對工作人員、礦產(chǎn)生產(chǎn)活動產(chǎn)生過大影響。此外，雙極風(fēng)機運轉(zhuǎn)效率高，對軸承等零部件損耗低，整體使用年限較長，有研究表明，在總負(fù)荷相同的情況下愛，雙級風(fēng)機的軸承使用壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單級風(fēng)機。總體來說，單級風(fēng)機的特性不及雙極風(fēng)機，且對整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)的多臺風(fēng)機進(jìn)行改造后，通風(fēng)設(shè)備的反風(fēng)率、噪聲污染、靜壓效率等問題都得到了改進(jìn)與提高，礦井整體通風(fēng)性能良好。

三、結(jié)語

綜上所述，在礦井生產(chǎn)中，主扇風(fēng)機是保障生產(chǎn)安全的重要設(shè)備，對礦井主扇風(fēng)機的技術(shù)進(jìn)行改造，是提升礦井生產(chǎn)安全性、節(jié)能性的重要舉措。本文僅是按照節(jié)能環(huán)保要求對扇風(fēng)機的葉片、風(fēng)道、傳動方式等做了稍許改進(jìn)，并取得了相對理想的改造效果。經(jīng)改造后，礦井主扇風(fēng)機運行效率提高、使用年限延長、能耗下降。

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