矿井主扇风机的性能测定

  摘 要:扇风机制造厂提供的通风特性曲线,是根据不带扩散器的模型测定获得的,而实际运行的扇风机都带有扩散器;另外由于安装质量和运转磨损等原因,扇风机的实际运转性能往往与厂方提供的性能曲线不相符合。因此,扇风机在正式运转之前和运转几年后,必须测定其个体特性曲线,以便有效地使用和管理好扇风机。
  关键词:矿井;扇风机;性能;测定
  扇风机性能测定的数据有:扇风机转速n、扇风机风压H、扇风机风量Q、电动机输入功率Nm、电动机效率nm,测出在风网风阻不同条件下上述参数值,即可计算并绘制出扇风机装置的H-Q、N-Q和η-Q曲线。
  主要扇风机的性能测定,一般在矿井停产检修时进行,其内容包括:①确定扇风机工况调节的位置及方式;②确定风量、风压测定断面的位置及测定方法;③确定扇风机与电动机功率的测定方法;④确定扇风机与电动机转速的测定方法;⑤确定空气密度的测定方法;⑥安排测定前的准备工作与测定中的组织工作;⑦数据的记录、计算及特性曲线的绘制。
  1.扇风机工况调节的位置及方式
  用调节风阻的方法来获得扇风机的不同工况。测定前要因地制宜地制定测试方案,其总的要求是要选择风流稳定区作为测量风量和风压的地点,以便测出的数据准确可靠。对于生产矿井,一般都是利用扇风机风硐进行测定,即在风硐的适当位置处设置木框架,用在木框架上敷设木板并靠扇风机吸力将其吸附在木框架上,通过缩小通风有效断面积以改变通风阻力来调节扇风机的工况,然后在木框架后一定距离的风流稳定区,测风速、风量和风压,同时测定电动机的功率及转速。调节工况点的数目不应少于8~10个,以获得完整的特性曲线。在轴流式扇风机风压特性曲线的“驼峰”区,工况点要适当加密,在稳定区测点可疏些。
  2.扇风机风量的测定
  扇风机风量测定由式计算:
   (1)
  式中:—第i工况点实测扇风机的风量,m3/s;
  s—测风地点风流的实测断面积,m3;
  vi—第i工况点测风断面上的实测平均风速,m/s。
  在条件允许的情况下,应尽量将测风断面选择在工况点调节处与扇风机人口之间风硐直线段的风流稳定区;如果扇风机扩散器出风断面的速度分布比较均匀,也可在该处测量。
  (1)用风表测定风速。条件允许时,可用风表直接测出测风量断面的平均风速vi。
  (2)用皮托管和微压计测量风流动压,然后计算出平均风速vi。为了使测量数据准确可靠,在测量风速的断面上按等面积布置多根皮托管。安装时应将皮托管固定牢靠,使头部正对着风流方向。
  ①若微压计台数充足时,每支皮托管可配一台微压计,此即各点分别测定法。此时
   (2)
  式中:-第i工况点第j皮托管测点的实测速压,Pa;
  n-第i工况点的皮托管测点数;
  -第j工况点的空气密度,kg/m3。
  该法易于发现现场测定中常遇到的故障,如皮托管孔口堵塞和移位、胶皮管漏气或不通等,测定精度高。但测定需要使用大量的胶皮管和微压计,读数与计算工作量也较大。
  ②若微压计台数不足时,可将各支皮托管并联于一台微压计上(即将各支皮托管所有的静压端相联,所有的全压端相联,然后集中联接于一台微压计上测平均速压,其平均速压为
  ,此即多点联合测定法。此时
   (3)
  比较式(2)和式(3),显然秒,,即多点联合测定法测值偏大。实测表明,测分布越不均匀,与的差值就越大,即此时用多点联合测定法测定出的平均风速误差越大,这种误差可达5%~10%以上,这样大的误差是不能忽略的;而测压断面上风速分布较均匀时,用多点联合测定法测定出的平均风速误差在5%以内,此时的误差一般在允许的范围内,即这时可直接采用多点联合测定法测定断面的平均风速。
  3.扇风机风压的测定
  抽出式通风时扇风机装置第i工况点的实测静压Hsd和全压Htd分别为            (4)
  (5)
  风硐相对静压的测量位置应在风硐工况调节处与风机入口之间的直线段上、距扇风机入风口2倍叶轮直径以远地方的稳定风流中测量。
  测静压断面的动压九和扩散器出口动压危按测得的风量进行计算。即
   (6)
   (7)
  式中:S'——风硐内测静压断面的实测面积,m2;
  S"——扩散器出口断面的实测面积,m3。
  4.扇风机输入功率和静压输出功率的测算
   (8)
   (9)
  式中:N'i—扇风机输入功率,kW;
  N'mi—电动机输入功率,kW;
  N'si—扇风机静压输出功率,kW。
  (1)电动机输入功率Ⅳl的测量
  可用两个单向瓦特表或一个三相瓦特表测量;还可以用专用仪器测定电动机的输入功率。也可以用电压表、电流表及功率因数表测出电动机的电流Ii、电压Ui和功率因数cosφi,然后用下式计算出电动机的输入功率。主扇机房通常有主扇电动机的电流、电压监测装置,其电流、电压值可以直接从装置显示表中取。
   (10)
  (2)电动机效率nm的确定
  可根据制造厂家的特性曲线选取。对使用时间过久或没有技术文件查询的电动机,可采用间接方法即损耗分析法测定。
  5.扇风机静压效率的计算
   (11)
  6.扇风机与电动机转速的测定
  扇風机与电动机直接联接传动时,应测定电动机的转速;如果用皮带轮传动,应分别测定扇风机和电动机的转速。扇风机与电动机的转速可用转速表或转速测量仪测定。用转速表测定时,用手平托转速表,将顶帽压紧在扇风机或电动机的中心孔内,借助其摩擦力将机轴的转数传递到转速表上,直接记录转速的瞬时值。
  7.空气密度的测定
  用空盒气压计或数字式气压计测定风流的大气压力,用干湿球温度计测量风流的干温度和湿温度。根据风流的干温度和湿温度确定出风流的相对湿度。然后依据上述数据计算出空气的密度。

未经允许,请不要转载《 矿井主扇风机的性能测定
上一篇:北汽纯电动汽车几种典型故障的诊断与排除
下一篇:分层教学在技工学校英语教学中的应用