礦井主要通風(fēng)機(jī)選型分析計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u226531.1自然風(fēng)壓 216641.2主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量 2104791）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量 2125872）計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓 3110273）通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn) 38692（1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻 3312811.3主要通風(fēng)機(jī)的選擇 4150531.4配套電動(dòng)機(jī)的選擇 5238581.5礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求 6礦井通風(fēng)設(shè)備的選型任務(wù)是根據(jù)通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)，從現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品中選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)、轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的電機(jī)。選用的風(fēng)機(jī)必須具有先進(jìn)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、安全并且性能可靠良好等優(yōu)點(diǎn)。以下是選擇的原則。1）礦井應(yīng)配備兩臺(tái)容量相同的主通風(fēng)機(jī)。其中一個(gè)是備用的，備用的可以在10分鐘內(nèi)啟動(dòng)。2）通風(fēng)設(shè)備的選擇應(yīng)滿(mǎn)足一級(jí)各時(shí)段勞動(dòng)狀況的變化，使通風(fēng)設(shè)備能長(zhǎng)期有效運(yùn)行。當(dāng)勞動(dòng)情況發(fā)生較大變化時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦井的時(shí)間和節(jié)能情況，分階段選用電動(dòng)機(jī)。3）風(fēng)機(jī)的容量應(yīng)該有一定的余量。軸流風(fēng)機(jī)在最大設(shè)計(jì)負(fù)壓和風(fēng)量下，葉片運(yùn)行角小于允許范圍5度；。離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)不應(yīng)超過(guò)最大允許轉(zhuǎn)數(shù)的百分之九十。4）礦井主通風(fēng)室設(shè)有由變電所直接供電的供電線(xiàn)路，線(xiàn)路不得接任何負(fù)荷。5）主風(fēng)機(jī)需要靈活可靠的逆風(fēng)裝置和防爆門(mén)，以及規(guī)格、質(zhì)量符合要求的風(fēng)坑和膨脹機(jī)。該區(qū)域的主要風(fēng)扇也必須滿(mǎn)足這一要求。6）主風(fēng)機(jī)、電機(jī)座應(yīng)牢固耐用，安裝在不受開(kāi)采影響的穩(wěn)定地層上。1.1自然風(fēng)壓礦井自然風(fēng)壓是利用自然因素促進(jìn)空氣流動(dòng)而產(chǎn)生的。它與礦井進(jìn)回風(fēng)井內(nèi)空氣柱的體積密度差（主要受溫差影響）以及高度差等自然因素有關(guān)。自然風(fēng)壓對(duì)礦井主風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)有一定的影響。Hn=Δρgz（1.30）QUOTE(7.1)式中：hn-自然分壓，Pa；Z-礦井最高點(diǎn)至最低水平間的距離，510m；G-重力加速度，9.8m/s2；ρ-代表井巷中進(jìn)風(fēng)井、回風(fēng)井中的空氣密度，kg/m3。礦井進(jìn)回風(fēng)井的風(fēng)流參數(shù)因季節(jié)的變化而變化，所以分夏季和冬季兩個(gè)差別較大的時(shí)期表4-21空氣平均密度表季節(jié)地點(diǎn)進(jìn)風(fēng)井筒（kg/m3）出風(fēng)井筒（kg/m3）夏季1.201.24冬季1.211.18夏季：hn=510×9.8×冬季：hn=510×9.8×在夏季計(jì)算容易時(shí)期的自然風(fēng)壓，而在冬季計(jì)算困難時(shí)期的自然風(fēng)壓。這么安排是因?yàn)樽匀伙L(fēng)壓特性，能夠擴(kuò)大主要通風(fēng)機(jī)的工作范圍，這是由于容易時(shí)期的通風(fēng)可以計(jì)算較大的幫助通風(fēng)機(jī)自然風(fēng)壓。1.2主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量由于外部漏風(fēng)（即井口防爆門(mén)及主要通風(fēng)機(jī)附近的反風(fēng)門(mén)等處的漏風(fēng)），風(fēng)機(jī)風(fēng)量大于礦井風(fēng)量。Qf式中：Qf——主通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量，m3/minQm——礦井所需風(fēng)量，m3/mink——外部漏風(fēng)損失系數(shù)，本設(shè)計(jì)取1.1容易時(shí)期：Qf=k困難時(shí)期：Qf=k2）計(jì)算通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓對(duì)于抽出式通風(fēng)的礦井，軸流式通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓Hsd按下式計(jì)算：容易時(shí)期：Hsdc=h困難時(shí)期：Hsdd=hmc上兩式中：Hsd—軸流式通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)壓，Pa；hm—礦井通風(fēng)總阻力，Pa；hd—通風(fēng)機(jī)附屬裝置阻力，Pa；取100；hn—礦井自然風(fēng)壓，Pa。在夏季計(jì)算容易時(shí)期的自然風(fēng)壓，而在冬季計(jì)算困難時(shí)期的自然風(fēng)壓；這么安排是因?yàn)樽匀伙L(fēng)壓的特性，能夠擴(kuò)大主要通風(fēng)機(jī)的工作范圍，這是由于容易時(shí)期的通風(fēng)可以計(jì)算較大的幫助通風(fēng)機(jī)自然風(fēng)壓。代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：容易時(shí)期：Hsdc=6011.2?199.92+50=5861.28Pa困難時(shí)期：Hsdc=6011.2?149.93+50=5911.27Pa3）通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)因?yàn)楦鶕?jù)Qf、Hsdmin和Qf、H（1）計(jì)算通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻因?yàn)橥L(fēng)機(jī)的工作方式為抽出式，所以用靜壓特性曲線(xiàn)：容易時(shí)期：RHsdminQ困難時(shí)期：RHsdmaxQ1.3主要通風(fēng)機(jī)的選擇根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性圖表上選定風(fēng)機(jī)，該礦井通風(fēng)容易和通風(fēng)困難時(shí)期風(fēng)機(jī)型號(hào)均為FBCDZ-8-No.28B礦用隔爆型軸流式通風(fēng)機(jī)，其中的轉(zhuǎn)速n=590r/min。在FBCDZ?8?No.28B礦用隔爆型軸流風(fēng)機(jī)特性曲線(xiàn)圖中分別做通風(fēng)機(jī)在容易時(shí)期和困難時(shí)期表4-22主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)特性表葉片安裝角風(fēng)量m風(fēng)壓(Pa)輸入功率效率（°）理論實(shí)際理論實(shí)際(kW)(%)容易46°/38°110.22111.951282.431481.44251.6272困難52°/44°110.22119.272640.342721.95401.3588主要通風(fēng)機(jī)選型的技術(shù)驗(yàn)證分析由圖4-7通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線(xiàn)和礦井風(fēng)網(wǎng)特性曲線(xiàn)圖，可知，礦井通風(fēng)容易時(shí)期計(jì)算理論工況點(diǎn)為M2(1282.43Pa，110.22m3/s)，而風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)為M3(1484.44Pa，114.95m3/s),礦井通風(fēng)困難時(shí)期的計(jì)算理論工況點(diǎn)為M1(2640.34Pa，110.22m3/s)，通風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)為M4(2721.95Pa，119.27m3/s)。由表4?22可以看出，通風(fēng)機(jī)的工作效率在容易時(shí)期為0.72，困難時(shí)期達(dá)0.88；動(dòng)輪葉片安裝角容易時(shí)期為46°/38°，困難時(shí)期為52°/44°，既能夠發(fā)揮通風(fēng)機(jī)的效率能耗，又更加成分的展現(xiàn)出通風(fēng)機(jī)超高的效能和合理的經(jīng)濟(jì)特性。通風(fēng)機(jī)在兩個(gè)時(shí)期的實(shí)際工作風(fēng)量和靜風(fēng)壓都略高于礦井實(shí)際需求值，既能保證礦井正常生產(chǎn)，又可不致有太多的過(guò)余風(fēng)量和風(fēng)壓，從而可以保證礦井漏風(fēng)量不致太大。圖4-7風(fēng)機(jī)特性曲線(xiàn)圖1.4配套電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)本礦通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率Nfmin和N本礦前期通風(fēng)容易時(shí)期輸入功率為254.62KW，通風(fēng)困難時(shí)期為401.35KW，Nfmin和Nfmax相故在通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期都用一種較大功率型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的輸出功率Neo和輸入功率Nei分別用下式計(jì)算：Neo=Nfmax/ηe 式中：ηe：傳動(dòng)效率，取ηe=0.9；Neo=(1.10～1.15)×N式中：1.10～1.15為電動(dòng)機(jī)容量系數(shù),軸流式主要通風(fēng)機(jī)取1.10；ηe：電動(dòng)機(jī)效率，取ηe=0.92。所以Neo=Nfmax/ηe=401.35/0.9=446.11（Kw）Nei=(1.10～1.15)×Neo/ηe1=1.1×446.11/0.92=533.39（Kw）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸入、輸出功率及主要通風(fēng)機(jī)要求的轉(zhuǎn)速（數(shù)）；選用JR-148-8型三相異步電動(dòng)機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表4-23：表4-23電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定功率Kw額定負(fù)載時(shí)電流A轉(zhuǎn)速rmin-1效率功率因數(shù)JR-148-86504065091.2%0.871.5礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求（1）主風(fēng)扇必須設(shè)置在地面上，同一臺(tái)臺(tái)風(fēng)機(jī)的井口必須緊閉。外部漏風(fēng)率不超過(guò)百分之5（無(wú)重型設(shè)備），不超過(guò)百分之15（有重型設(shè)備）。（2）主粉絲必須定期運(yùn)行。（3）主風(fēng)扇必須配備兩臺(tái)容量相同的風(fēng)扇，其中一臺(tái)為備用。施工時(shí)可以設(shè)置1臺(tái)臺(tái)風(fēng)和1臺(tái)備用電機(jī)。備用風(fēng)扇或備用馬達(dá)和配套風(fēng)扇必須在10分鐘內(nèi)啟動(dòng)。（4）出口的井上設(shè)置了帶主風(fēng)扇的防爆門(mén)。（5）礦井機(jī)電部門(mén)每月至少對(duì)主風(fēng)機(jī)進(jìn)行一次檢查。改變風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度和葉片的角度時(shí)，必須向機(jī)