矿用主通风机性能改造研究

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1、矿用主通风机性能改造研究　　【摘要】主通风机是煤矿通风的重要设备之一，其性能优劣直接关系到矿井的产量和安全，本文对某矿主通风机的运行数据进行了统计，通过对历次风机性能测试性报告的分析，找出了风机在大负压下发生失速故障的原因，给出了更换进气箱内导流板解决方案。进一步比较了改造前后的经济效益，改造效果良好，完全满足矿井安全生产的需要。【关键词】矿用主通风机失速性能改造1引言7按照“以风定产”的要求，煤矿主通风机机性能关乎一个矿井的安全和生产，淮南某矿两台主通风机为丹麦豪顿公司生产的动叶可调轴流式风机（型号AN

2、N3800/2000N、叶片数量30片、叶片直径3.8米），配套西门子同步电动机（功率3200KW，转速750r/min）。根据设计矿井投产时风量为260m3/s，通风阻力为1989.8Pa；投产后风量为395m3/s，通风阻力3770Pa；矿井后期困难时，风量500m3/s，通风阻力4184Pa。两台主通风机2006年4月正式使用，至2011年5月上旬两台风机运行正常，风机负压均在3000Pa以下，运行较为稳定。随着矿井负压的增大，自2011年5月18日开始主通风机多次发生失速故障，导致风机角度无法继续

3、上调风量无法增加，严重的制约了矿井的安全生产和经济效益的提高。2存在问题的分析2.1失速故障统计（如表1）2.2风机历次性能测试2006年4月-2011年8月主通风机共进行过三次性能测试，测试显示主通风机实测性能曲线与设计曲线差距较大。具体测试情况如下：（1）2006年4月，进行了第一次性能测试。测试显示：1#风机叶片角度分别为25°、30°、35°，压力分别为接近2600Pa、3000Pa、3000Pa时，风机就进入不稳定工作状态；2#风机叶片角度达35°，压力接近3200Pa时，风机进入不稳定工作状态

4、。测试结论：1#风机实测装置性能曲线均比出厂曲线低3～4°左右，2#风机25°时实测装置性能曲线比出厂曲线高1°左右，35°时实测装置性能曲线比出厂曲线低1～2°左右。（2）2009年4月，进行第二次性能测试。7测试显示：1#风机叶片角度分别为45°、50°、52.5°，压力分别在约3400Pa、3700Pa、3700Pa时，风机进入不稳定工作状态；2#风机叶片角度分别为45°、50°、52.5°，压力分别在约3300Pa、3400Pa、3400Pa时，风机进入不稳定工作状态。测试结论：1#风机实测45°

5、装置性能曲线比出厂曲线低5°左右，50°装置性能曲线比出厂曲线低6～7°左右，52.5°装置性能曲线比出厂曲线低7～8°左右；2#风机实测45°装置性能曲线比出厂曲线低5°左右，50°装置性能曲线比出厂曲线低6～7°左右，52.5°装置性能曲线比出厂曲线低7～8°左右。（3）2011年8月，进行第三次性能测试。测试显示：1#风机叶片角度分别为38°、42°、46°，当风机叶片角度达42°，入口负压在3100Pa时，风机开始失速。2#风机叶片角度分别为37°、41°、45°，当风机叶片角度达41°，入口负压

6、在2900Pa时，风机开始失速。测试结论：通过性能测试，1#风机实测曲线比出厂曲线低6～8°，2#风机实测曲线比出厂曲线低5～8°。2.3测试分析从实际运行参数及性能测试结果可看出，当负压达到3200Pa左右时，主通风机即进入不稳定工作区开始失速。风机在设计性能曲线范围之内出现失速现象，设计技术参数与实际运行状况有比较大的差别，是设计上存在缺陷。3风机性能问题的查找及改造3.1失速产生的原因7轴流式通风机的叶片通常是流线型的，在冲角α增大使叶背部分离点向前移，当冲角α增至某一临界值时，气流在叶片背部的流动

7、遭到破坏，阻力急剧增加而压力迅速降低的这个现象称为脱流或失速。如图1所示。α再增大脱流现象更为严重甚至出现部分流道阻塞的情况。由于轴流式吸风机各叶片加工存在着误差，叶片的安装角度不可能完全一致，因此在风机进入不稳定工况区运行时，不是所有叶片同时达到失速，由此可见，叶道中的脱流失速现象从某个叶道逐个向其它叶道传播。叶片依次经过脱流区要受到交变应力的作用，这种交变应力会使叶片产生疲劳，甚至造成叶片断裂。一旦有一个叶片疲劳断裂，将会将全部叶片打断。因此，不允许风机在不稳定工况区运行。当风机处于不稳定工况区运行，

8、运行点位于压力性能曲线的上升区段；进、出口风道有足够的容积，它与风机组合成为一个弹性的空气动力系统。因而在风机的流动工况发生变动时，风道中引起相应的变化，需要一定的适应时间。整个系统的气流振荡频率与气流扰动频率合拍时发生共振，使得风机和管道发生激烈地振动。轴流式风机在不稳定工况区运行时，还可能引起流量、压力和电流的大幅度波动，噪音显著增加，这种现象叫作（喘振）。3.2改造方式7主通风机性能问题提出后，风机厂家豪顿华工程有限公司