專利名稱：礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法。
礦井主通風(fēng)機(jī)是礦井的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著稀薄井內(nèi)瓦斯和為井下人員供氧的重要任務(wù)，不但設(shè)備容量大，而且常年不間斷運(yùn)行，因此，礦井主通風(fēng)機(jī)每年消耗的電能是相當(dāng)可觀的。
通常礦井的主通風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)與礦井相互匹配，也就是說(shuō)主通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)應(yīng)當(dāng)與礦井的工況點(diǎn)相吻合，此時(shí)，主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率最高。但是，隨著礦井生產(chǎn)的延續(xù)，以及改建、擴(kuò)建或者由于地質(zhì)條件變化等原因，常常使礦井各個(gè)時(shí)期的用風(fēng)量和巷阻發(fā)生變化，形成新的工況點(diǎn)，這些新的工況點(diǎn)有時(shí)與主通風(fēng)機(jī)的設(shè)備性能最佳點(diǎn)相差甚遠(yuǎn)，使原有配套選型的主通風(fēng)機(jī)與礦井不相匹配，造成了主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率降低，浪費(fèi)了大量的電能。以70B2-21-18型軸流主通風(fēng)機(jī)為例，該機(jī)外殼直徑D＝1.8米，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，其性能曲線如

圖1所示，圖中的實(shí)心圓點(diǎn)為該型號(hào)通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)，即效率最高點(diǎn)，而大小不同的空心圓圈則是全國(guó)統(tǒng)配煤礦裝有該規(guī)格通風(fēng)機(jī)的礦井實(shí)際工況點(diǎn)，小空心圓圈表示采用一臺(tái)該型號(hào)的通風(fēng)機(jī)，圓圈增大表示采用通風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)增加，大空心圓圈表示采用5臺(tái)以上該型號(hào)的通風(fēng)機(jī)，由圖1可見，這些礦井實(shí)際工況點(diǎn)的位置都與該型號(hào)通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)位置不相吻合，因此，這些通風(fēng)機(jī)都落入了低效運(yùn)行狀態(tài)，而礦井主通風(fēng)機(jī)的這種低效運(yùn)行狀態(tài)在我國(guó)已持續(xù)了四十多年，一直困擾著我國(guó)的礦山建設(shè)。因此，根據(jù)礦井工況點(diǎn)的變化對(duì)礦井主通風(fēng)機(jī)適時(shí)進(jìn)行改裝和調(diào)整，使其運(yùn)行在效率最高點(diǎn)，對(duì)于減少電能消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。
為了改變礦井主通風(fēng)機(jī)的低效運(yùn)行狀態(tài)，國(guó)內(nèi)一些單位采取改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)葉安裝角，靜葉安裝角和改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法對(duì)通風(fēng)機(jī)加以改進(jìn)，但這方法只能改變通風(fēng)機(jī)的壓頭和風(fēng)量，而無(wú)法改變通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，不能從根本上解決礦井主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法，對(duì)實(shí)際使用中落入低效運(yùn)行的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)加以改裝和調(diào)整，改變主通風(fēng)機(jī)性能最佳點(diǎn)的位置，使其性能最佳點(diǎn)與礦井的實(shí)際工況點(diǎn)相接近或吻合，提高礦井軸流主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率。
本發(fā)明采用適當(dāng)選擇和調(diào)整通風(fēng)機(jī)的外殼直徑和輪轂直徑的方法來(lái)改變主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行性能，將主通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)轉(zhuǎn)移到礦井的實(shí)際工況點(diǎn)，本發(fā)明的方法是由下列步驟實(shí)現(xiàn)的(1)、利用原有拖動(dòng)電機(jī)，在不改變通風(fēng)機(jī)原來(lái)轉(zhuǎn)速的條件下，根據(jù)礦井的實(shí)際工況點(diǎn)，計(jì)算出通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率最高時(shí)的外殼直徑和輪轂直徑;
(2)、按照計(jì)算出的外殼直徑配制相應(yīng)的外殼;
(3)、按照計(jì)算出的輪轂直徑配制相應(yīng)的輪轂;
(4)、根據(jù)調(diào)整后的外殼和輪轂之間的流道尺寸調(diào)整風(fēng)葉長(zhǎng)度，使風(fēng)葉與外殼相適應(yīng);
(5)、按照調(diào)整后的外殼和輪轂配制相應(yīng)的前、后支架;
(6)、按照調(diào)整后的輪轂對(duì)前流線體和后芯筒進(jìn)行修配，使其與輪轂部分圓滑過(guò)渡。
經(jīng)過(guò)上述改裝和調(diào)整后，礦井主通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)即可與礦井的實(shí)際工況點(diǎn)相吻合，礦井主通風(fēng)機(jī)就能進(jìn)入最佳運(yùn)行狀態(tài)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、通過(guò)改裝和調(diào)整，改變了通風(fēng)機(jī)性能最佳點(diǎn)，并使通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)與礦井的實(shí)際工況點(diǎn)吻合，改變了通風(fēng)機(jī)的低效運(yùn)行狀態(tài)，從根本上解決了通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低的老問(wèn)題，使其運(yùn)行在效率最高點(diǎn)，從而減少了大量的能源消耗，節(jié)電效果顯著，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2、只對(duì)部分部件加以改裝和調(diào)整，保留了通風(fēng)機(jī)的大部分部件，改裝費(fèi)用低，僅為購(gòu)買同型號(hào)通風(fēng)機(jī)的四分之一到五分之一，從當(dāng)年節(jié)省的電費(fèi)中就可全部收回，而且，調(diào)整方法簡(jiǎn)便，施工速度快，對(duì)礦山生產(chǎn)影響小。
3、不改變通風(fēng)機(jī)的原有結(jié)構(gòu)，而且，在礦井的風(fēng)壓和用風(fēng)量又發(fā)生變化時(shí)，還可進(jìn)行再次調(diào)改。
下面結(jié)合附圖提供
具體實(shí)施例方式圖1是70B2-21-18型軸流主通風(fēng)機(jī)的性能曲線圖;
圖2是實(shí)施例1的改裝調(diào)整示意圖;
圖3是實(shí)施例1輪轂的改裝示意圖;
圖4是實(shí)施例1性能最佳點(diǎn)位置變化圖;
圖5是實(shí)施例2的改裝調(diào)整示意圖;
圖6是實(shí)施例2輪轂的改裝示意圖;
圖7是實(shí)施例2性能最佳點(diǎn)位置變化圖;
圖8是實(shí)施例3改裝調(diào)整示意圖;
圖9是實(shí)施例3輪轂的改裝示意圖;
圖10是實(shí)施例3性能最佳點(diǎn)位置變化圖。
實(shí)施例1如圖2、圖3和圖4所示，軸流主通風(fēng)機(jī)的型號(hào)為70B2-21-18型，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，外殼直徑為1.8米，輪轂直徑為1.26米，其性能曲線如圖4所示，圖中A點(diǎn)為該機(jī)性能最佳點(diǎn)，效率為0.83;如礦井的實(shí)際工況為靜壓H＝175kg/m2，風(fēng)量Q＝37.5m3/秒，其工況點(diǎn)的位置在性能曲線的B點(diǎn)，此時(shí)的運(yùn)行效率為0.51，如拖動(dòng)電機(jī)的效率為0.9，則該通風(fēng)機(jī)消耗的功率為N= (H·Q)/(102·η1·η2) = (175×37.5)/(102×0.51×0.9) =140.17千瓦為了提高通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，將其性能最佳點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到B點(diǎn)，與礦井的實(shí)際工況點(diǎn)吻合;下面采用本發(fā)明的調(diào)整方法對(duì)該通風(fēng)機(jī)進(jìn)行改裝1、在不改變通風(fēng)機(jī)原來(lái)轉(zhuǎn)速的條件下，根據(jù)礦井實(shí)際工礦點(diǎn)的風(fēng)量及靜壓值，按照現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)最佳計(jì)算方法，計(jì)算出在效率最高時(shí)適合B工況的通風(fēng)機(jī)外殼直徑D＝1.63米，輪轂直徑d＝0.848米;
2、計(jì)算出的通風(fēng)機(jī)外殼直徑小于通風(fēng)機(jī)原外殼2的直徑，因此，不必拆除原外殼2，配制一個(gè)直徑為1.63米的外殼襯套3，鑲?cè)胪L(fēng)機(jī)的原外殼2內(nèi);
3、將原輪轂10的外箱盒切削掉，按照計(jì)算出的輪轂直徑配制出d＝0.848米的輪轂外箱盒4，通過(guò)連接法蘭9與原輪轂10的輻板相連接;
4、調(diào)整后外殼襯套3和輪轂外箱盒4之間的流道增大，因此，加長(zhǎng)風(fēng)葉5，使風(fēng)葉5與外殼襯套3相適應(yīng);
5、按照調(diào)整后的外殼襯套3和輪轂外箱盒4的尺寸配制相應(yīng)尺寸的前、后支架7和8，并安裝在通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上;
6、按照調(diào)整后的輪轂外箱盒4的直徑修配前流線體6和后芯筒1，使其與輪轂部分圓滑過(guò)渡。
經(jīng)過(guò)上述改裝和調(diào)整后，該通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到B點(diǎn)，此時(shí)，該通風(fēng)機(jī)的功率消耗為N1= (H·Q)/(102·η1·η2) = (175×37.5)/(102×0.83×0.9) =86.13千瓦減少功率消耗140.17-86.13＝54.04千瓦每年節(jié)電54.04×24×365＝47.34萬(wàn)千瓦·小時(shí)如按原煤成本電價(jià)0.24元/度計(jì)算，則每年可節(jié)約電費(fèi)47.34×0.24＝11.36萬(wàn)元上述改裝調(diào)整費(fèi)用約需人民幣5萬(wàn)元，從第一年節(jié)省的電費(fèi)中就可全部收回。
實(shí)施例2如圖5、圖6和圖7所示，通風(fēng)機(jī)的型號(hào)為70B2-21-24型，轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分，外殼直徑為2.4米，輪轂直徑為1.68米，其性能曲線如圖7所示，圖中A點(diǎn)為性能最佳點(diǎn)，效率為0.83;礦井的實(shí)際工況為靜壓H＝175kg/m2，風(fēng)量Q＝95M3/秒，工況點(diǎn)的位置在性能曲線的C點(diǎn)，此時(shí)的運(yùn)行效率為0.48，如拖動(dòng)電機(jī)的效率為0.9，則該風(fēng)機(jī)消耗的功率為N= (H·Q)/(102·η1·η2) = (175×95)/(102×0.48×0.9) =377千瓦1、在不改變通風(fēng)機(jī)原來(lái)轉(zhuǎn)速的條件下，根據(jù)礦井的實(shí)際工況點(diǎn)C，計(jì)算出效率最高時(shí)通風(fēng)機(jī)的外殼直徑D＝2.4米，即與原通風(fēng)機(jī)的外殼2直徑尺寸相等，因此通風(fēng)機(jī)外殼2不作改裝，輪轂直徑d＝1.056米;
2、將原輪轂10的外箱盒去掉，按照計(jì)算出的輪轂直徑配制出d＝1.056米的輪轂外箱盒11，并通過(guò)環(huán)形板12安裝在原輪轂10的輻板上，以便于再次調(diào)整;
3、調(diào)整后外殼2與輪轂外箱盒11之間的流道增大，因此，加長(zhǎng)風(fēng)葉5，使風(fēng)葉5與外殼2相適應(yīng);
4、按照調(diào)整后的輪轂外箱盒11的尺寸配制前、后支架7和8，并安裝在通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上;
5、按照調(diào)整后的輪轂外箱盒11的直徑修配前流線體6和后芯筒1，使其與輪轂部分圓滑過(guò)渡。
經(jīng)上述改裝后，該通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到C點(diǎn)，此時(shí)，其功率消耗為N2= (H·Q)/(102·η1·η2) = (175×95)/(102×0.83×0.9) =218千瓦減少功率消耗377-218＝159千瓦每年節(jié)電159×24×365＝140萬(wàn)千瓦·小時(shí)每年節(jié)約電費(fèi)140×0.24＝33萬(wàn)元上述改裝調(diào)整費(fèi)用約5萬(wàn)元，第一年就可收益28萬(wàn)元，以后每年收益33萬(wàn)元。
實(shí)施例3如圖8、圖9和圖10所示，通風(fēng)機(jī)的型號(hào)為70B2-21-28型，轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分，外殼直徑為2.8米，輪轂直徑為1.96米，其性能曲線如圖10所示，A點(diǎn)為性能最佳點(diǎn)，效率為0.83;礦井的實(shí)際工況為靜壓H＝180kg/m2，風(fēng)量Q＝160M3/秒，工況點(diǎn)的位置在性能曲線的D點(diǎn)，此時(shí)的運(yùn)行效率為0.48，如拖動(dòng)電機(jī)的效率為0.9，則該風(fēng)機(jī)消耗的功率為N= (H·Q)/(102·η1·η2) = (180×160)/(102×0.48×0.9) =682千瓦1、在不改變通風(fēng)機(jī)原來(lái)轉(zhuǎn)速的條件下，根據(jù)礦井的實(shí)際工況點(diǎn)D，計(jì)算出效率最高時(shí)通風(fēng)機(jī)的外殼直徑D＝3.08米，輪轂直徑d＝1.23米;
2、計(jì)算出的通風(fēng)機(jī)外殼直徑大于原外殼2的直徑，故此，拆除原通風(fēng)機(jī)的部分外殼，配制一個(gè)直徑為3.08米的外殼13，安裝在去掉的部位上;
3、將原輪轂拆下，制作出一個(gè)主輪轂15，然后在主輪轂15上再安裝一相應(yīng)的付輪轂14(d＝1.23米)，以便于再進(jìn)行調(diào)整和更換;如計(jì)算出的輪轂直徑大于原輪轂直徑，也可以對(duì)原輪轂進(jìn)行修配，將其作為主輪轂，并在其上安裝一個(gè)相應(yīng)的付輪轂;
4、調(diào)整后外殼13和付輪轂14之間的流道增大，將風(fēng)葉5加長(zhǎng)，使風(fēng)葉5與外殼13相適應(yīng);
5、按照調(diào)整后的外殼13和付輪轂14的尺寸配制前、后支架7和8，并安裝在通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上;
6、按照調(diào)整后的付輪轂14的直徑配制前流線體6和后芯1筒，使其與輪轂部分圓滑過(guò)渡。
經(jīng)上述改裝后，該通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)由A點(diǎn)轉(zhuǎn)移到D點(diǎn)，此時(shí)，其功率消耗為N3= (H·Q)/(102·η1·η2) = (180×160)/(102×0.83×0.9) =378千瓦減少功率消耗682-378＝304千瓦每年節(jié)電304×24×365＝266萬(wàn)千瓦·小時(shí)每年節(jié)約電費(fèi)266×0.24＝63萬(wàn)元上述改裝調(diào)整費(fèi)用約10萬(wàn)元，第一年就可收益53萬(wàn)元，以后每年收益63萬(wàn)元。
權(quán)利要求
1.一種現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法，采用適當(dāng)選擇和調(diào)整主通風(fēng)機(jī)的外殼直徑和輪轂直徑來(lái)改變通風(fēng)機(jī)運(yùn)行性能，將通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)轉(zhuǎn)移到礦井的實(shí)際工況點(diǎn)，其特征在于，它是按下列步驟進(jìn)行的(1.1)、在不改變通風(fēng)機(jī)原來(lái)轉(zhuǎn)速的條件下，根據(jù)礦井的實(shí)際工況點(diǎn)，計(jì)算出通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行效率最高時(shí)的外殼直徑和輪轂直徑；(1.2)、按照計(jì)算出的外殼直徑配制相應(yīng)的外殼；(1.3)、按照計(jì)算出的輪轂直徑配制相應(yīng)的輪轂；(1.4)、根據(jù)調(diào)整后的外殼和輪轂之間的流道尺寸調(diào)整風(fēng)葉長(zhǎng)度，使風(fēng)葉與外殼相適應(yīng)；(1.5)、按照調(diào)整后的外殼和輪轂配制相應(yīng)的前、后支架；(1.6)、按照調(diào)整后的輪轂對(duì)前流線體和后芯筒進(jìn)行修配，使其與輪轂部分圓滑過(guò)渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法，其特征在于，在計(jì)算出的外殼直徑大于通風(fēng)機(jī)原外殼直徑時(shí)，去掉原通風(fēng)機(jī)的部分外殼，配制相應(yīng)的外殼，安裝在去掉的部位上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法，其特征在于，在計(jì)算出的外殼直徑小于通風(fēng)機(jī)原外殼直徑時(shí)，配制相應(yīng)的外殼襯套鑲?cè)胪L(fēng)機(jī)的原外殼內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法，其特征在于，配制輪轂時(shí)，可將原輪轂的外箱盒切削掉，并按照計(jì)算出的輪轂直徑配制相應(yīng)的外箱盒，安裝在原輪轂的輻板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法，其特征在于，配制輪轂時(shí)，可制作一個(gè)主輪轂或?qū)υ嗇炦M(jìn)行修配作為主輪轂，在主輪轂上再安裝一個(gè)相應(yīng)的付輪轂。
全文摘要
一種現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中的礦井軸流主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的調(diào)整方法，即在轉(zhuǎn)速不變的條件下，通過(guò)調(diào)整通風(fēng)機(jī)的外殼直徑的輪轂直徑來(lái)改變通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行性能，使通風(fēng)機(jī)的性能最佳點(diǎn)與礦井的實(shí)際工況點(diǎn)相吻合，改變通風(fēng)機(jī)低效運(yùn)行的狀態(tài)，提高通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，使其運(yùn)行在效率最高點(diǎn)，從而減少了大量的能源消耗，達(dá)到高效運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)約電能的目的，而且，調(diào)整方法簡(jiǎn)便，施工速度快，對(duì)礦山生產(chǎn)影響小。
文檔編號(hào)F04D27/00GK1106112SQ9411004
公開日1995年8月2日 申請(qǐng)日期1994年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月29日
發(fā)明者劉永民 申請(qǐng)人:劉永民