通風設備選擇

6.1 基本要求 6.1.1礦井通風設備的要求 礦井通風設備包括主要通風機（分區主要通風機）和它的電動機。 根據礦井的瓦斯等級，規定主要通風機設備應符合以下要求： 礦井主要通風機（包括分區主要通風機）必須裝置兩套同能力的扇風機（包括電動機），其中一套運行，另一套做備用，備用的一套要求在10min內能夠開動； 礦井的主要通風機房應有兩回直接由變電所輸出的供電線路，電路上不應分接任何負荷； 主扇要有靈活性、可靠性，符合要求的反風裝置和防爆門，要有規格質量符合要求的風峒和擴散器，分區主扇也應符合要求； 主扇和電動機的機座必須堅固耐用，要設置在不受采動影響的地方； 風井上部設立防火墻。 6.1.2 主扇附屬裝置及其基本要求 1.反風裝置 《規程》規定：生產礦井主要通風機必須裝有反風設施。反風設施的技術要求： （1）結構簡單，堅固可靠； （2）啟動靈活，司機一個人可以操作反風； （3）反風操作時間從下令反風開始,在10min內必須改變巷道中的風流方向； （4）反風設備反風時供給的風量不應小于正常風量的40%； （5）反風設施有礦長組織有關部門每季度至少檢查一次，每年應進行一次反風演習。 2.風硐 風硐是礦井主要通風機和風井之間的聯絡巷道，因風硐內風量較大，風硐內外的壓差也較大所以對風硐的設計和施工質量要求較高起技術要求是： （1）風硐斷面應保證其內風速不大于15 m³/s； （2）風硐不宜過長，斷面形狀以圓形為最佳，內壁應光滑、拐彎要平緩，保持風硐內無堆積粉塵。風硐的通風阻力不超過100-200 Pa； （3）風硐與風井的連接處要平緩避免突然擴大和縮小； （4）風硐及風硐內的閘門等裝置，結構要嚴密，以防止大量漏風。 3.防爆門 防爆門是防止瓦斯、煤塵爆炸時毀壞通風機的安全設施，《規程》規定：裝有主要通風機或分區通風機的出風井口必須安裝防爆門。防爆門的技術要求： （1）防爆門的面積不小于井口的面積； （2）防爆門必須正對出風井的風流方向，保證在井下發生爆炸時，高壓氣浪將其沖開； （3）防爆門的結構應堅固嚴密，水封槽中應經常保持足夠的水位，以防漏風； （4）防爆門上要掛平衡捶配重。 4.擴散器 通風機出風口外接的一定長度、斷面逐漸擴大的建筑物即為擴散器。其功能是將通風機出口的速壓更多地轉化為靜壓，以減少通風機出口的速壓損失，提高通風機裝置的靜壓。 5.消音裝置 扇風機在運轉時產生噪音，以致影響工業場地和居民區的工作和休息。為了保護環境，需要采取有效措施，把噪音降低到人們感覺正常的程度。我國規定扇風機的噪音不得超過90dB。 6.2 基本數據的確定 6.2.1 自然風壓的確定 在各種自然因素的作用下，促使風流獲得能量，并沿井巷流動的現象，稱為自然通風，而借助于自然因素產生的促使空氣流動的能量，稱為自然風壓。礦井自然風壓的大小，主要取決于礦井進回風側空氣的溫度差和礦井深度，空氣溫度對其影響較小。本礦的自然風壓為：150Pa 6.2.2 風機理論工作風壓 通風容易時期主要通風機靜風壓為： hfmin=hrmin－he1+h硐=1024.64－100+150=1074.64 Pa ( 6-1 ) 通風困難時期主要通風機靜風壓為： hfmax=hfmax+ he2+h硐=1360.88+100+150=1610.88 Pa ( 6-2 ) 6.2.3 主要通風機通過的風量 容易時期的總進風量為65.85m³/s； 困難時期的總進風量為76.77m³/s。 扇風機通過的風量為： Qf=1.05Q ( 6-3) 式中： Q——礦井總進風量； 1.05——抽出式風井外部漏風系數； 容易時期扇風機通過的風量為Qf=1.05×Q易 =69.14 m³/s 困難時期扇風機通過的風量為Qf=1.05×Q難 =80.61m³/s 6.2.4 主要通風機的風阻 Rfmin= =1074.64÷69.142=0.22Ns²/m⁸ Rfmax= =1610.88÷80.612=0.25Ns²/m⁸ 6.3 設備選擇 6.3.1 選擇風機 1.扇風機理論工況點 容易時期：hfrmin=1074.64Pa =109.59mmH2O Qf=69.14 m³/s 困難時期：hfrmax=1610.88Pa =164.28mmH2O Qf=80.61m³/s 風機實際工況點（見表6—1）。 表6—1 風機容易和困難時期實際工況點 型號 時期 葉片安裝角（o） 轉數 速（rpm） 風壓（Pa） 風量（m³/s） 效率 BD№22 容易 33 º 740 1014 50 0.72 困難 36 º 740 2580 102 0.75 圖6—1 BD№22裝置性能曲線圖 6.3.2 電動機的選擇 Nmin=Qf×hfmin/(1000× ) ( 6-4 ) 式中 Nmin——容易時期輸入功率， Qf——容易時期主要通風機實際風量， hfmin——容易時期礦井靜壓力， —— 容易時期電動機的效率， Nmax=Qf×hfmax/(1000× ) ( 6-5 ) 式中 Nmax——困難時期輸入功率， Qf——困難時期主要通風機實際風量， hfmax——困難時期礦井靜壓力， ——困難時期電動機的效率， 所以 Nmin=Qf×hfmin/(1000× )=69.14×1074.64/(1000×0.72) = 103.20KW Nmax= Qf×hfmax/(1000× )=80.61×1610.88/(1000×0.75) =173.14KW 當Nmin≥0.6Nmax時，可選=一臺電動機，電動機功率為 Ne= Nmax·ke/( ) ( 6-6 ) 當Nmin＜0.6Nmax時，可選兩臺電動機，電動機功率為 初期 Nemin= ·ke/( ) ( 6-7 ) 后期 Ne= Nmax·ke/( ) ( 6-8 ) 式中 ke——電動機容量備用系數，ke=1.1～1.2； ——電動機效率， =0.9～0.94(大型電機取較高值)； ——傳動效率，電動機與通風機直聯時 =1；皮帶傳動時 =0.95。 由于：Nmin / Nmax =103.20/173.24=0.6 所以：Ne=174.24×1.1/(0.9×1)=212.96KW 選擇的電動機轉速必須與通風機轉速一致^[20]。 根據電動機的功率和風量以及主扇要求的轉速選擇電動機YB335S4-8。 表6-2 電動機技術參數表 型 號 功 率（KW） 轉 速Pst 效 率（％） 風量范圍m³/min 靜壓范圍 (pa) YB355S4-8 160×2 740 0.9 3000～6120 1014～2580 6.4 噸煤通風電費 噸煤的通風電費為主要通風機年耗電費、局部通風機電費之和除以年產量，公式如下： W=E×D/T，y/t ( 6-9 ) 式中： E—主要通風機年耗電量，設計中用下式概算： 通風容易時期和通風困難時期共用一臺電動機時 E=8760Nemax/(ke· · )，kW·h ( 6-10） 式中： D——電價，0.9y/KW·h； T——礦井年產量，t； ——變壓器效率，可取0.95； ——電纜輸電效率，取決于電纜長度和每年電纜損耗，在0.9～0.95范圍內選取。 所以 E =8760×212.96/（1.1×0.95×0.9）=1983551kW·h W1=E×D/T =1983551×0.9/900000 =1.98y/t 故：噸煤的通風電費為1.98y/t。 關鍵詞：通風設備選擇