矿井通风设备

矿井通风设备第一页，共一百一十五页，2022年，8月28日第3章矿井通风设备§3-1概述煤矿生产是井下作业。井下空气中含有爆炸性气体和有毒气体，如沼气(CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、二氧化氮(NO2)等，同时井下还飞扬着易于爆炸的煤尘；而且随着开采深度的增加，气温也要逐渐升高。这些因素对于井下工作人员的身体健康和矿井的安全生产都是极为不利的。一、矿井通风设备的作用第二页，共一百一十五页，2022年，8月28日§3-1概述一、矿井通风设备的作用向井下输送新鲜空气，稀释和排除有毒、有害气体，调节井下所需风量、温度和湿度，改善劳动条件，保证安全生产。二、矿井通风设备的组成矿井通风设备包括通风机、电气设备、扩散器及反风装置等。第三页，共一百一十五页，2022年，8月28日抽出式（我国常采用）和压入式§3-1概述三、矿井通风方法及方式1、通风方法自然通风:机械通风:《规程》规定:每个矿井必须采用2、主通风设备的工作方式矿井通风方式示意图(a)压入式通风；(b)抽出式通风第四页，共一百一十五页，2022年，8月28日四、通风机的工作原理1、通风机的分类通风机按服务范围分：①主要通风机（它负责全矿井或某一区域通风任务）②局部通风机（它负责掘进工作面或加强采煤工作面通风）按气体在叶轮内部流动方向分：①离心式通风机②轴流式通风机第五页，共一百一十五页，2022年，8月28日离心式通风机的工作原理第六页，共一百一十五页，2022年，8月28日轴流式通风机的工作原理第七页，共一百一十五页，2022年，8月28日1、风量（流量）（Q）单位：m3/s、m3/min、m3/h五、通风机的性能参数2、风压（H）通风机的风压分为静压、动压和全压。单位为Pa（N/㎡）（3）全压（H）：指单位体积的气体流过通风机后所获得的总能量。（1）静压（Hj）：指单位体积的气体流过通风机后所获得的压力能（即压力势能）（2）动压（Hd）：指单位体积的气体流过通风机后所获得的动能。第八页，共一百一十五页，2022年，8月28日3、功率（1）轴功率（N）：单位kW。（2）有效功率（Nx）:指单位时间内气体从通风机获得的能量。五、通风机的性能参数4、效率（1）全效率（η）指通风机的有效功率与轴功率之比。第九页，共一百一十五页，2022年，8月28日5、转速（n）风机叶轮每分钟的转数，单位为r/min。（2）静效率（ηj）指在上式中如果用静压代替全压，则所得的效率称为静效率。五、通风机的性能参数第十页，共一百一十五页，2022年，8月28日六、矿井对通风设备的要求1、《煤矿安全规程》对主要通风机的要求《规程》第121条规定：矿井必须采用机械通风。

要求如下：(1)主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15％。(2)必须保证主要通风机连续运转。(3)必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中1套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用。第十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日六、矿井对通风设备的要求(4)严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风使用。(5)装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次。(6)至少每月检查1次主要通风机。改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准。(7)新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定。1、《煤矿安全规程》对主要通风机的要求要求如下：第十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日六、矿井对通风设备的要求第122条规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向，当风流方向改变后，主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40％。第123条规定：严禁主要通风机房兼作他用。主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表，还必须有直通矿调度室的电话，并有反风操作系统图、司机岗位责任制和操作规程。主要通风机的运转应由专职司机负责，司机应每小时将通风机运转情况记入运转记录簿内；发现异常，立即报告。1、《煤矿安全规程》对主要通风机的要求第十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日六、矿井对通风设备的要求2、对通风机的其他要求为保证矿井的安全生产，通风机必须安全、可靠地运行。在选择通风机时，应根据矿井的实际情况选择性能可靠、工作稳定的通风设备，以保证能向矿井输送足够的风量和风压。通风设备是矿井设备中耗电较大的设备，不仅要选择高效风机，而且在运行中要对风机进行合理的调节，使之在高效工况下运行，要求运转效率不应低于最高效率的0.85－0.9倍。为保证通风机安全、可靠地运行，除严格执行《煤矿安全规程》对通风设备的要求外，还应建立健全设备维护保养制度。建立健全日常维护与定期检修制度，明确其内容，严格按制度执行，并做好维护与检修记录。第十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日§3-2通风机的构造及反风装置一、离心式通风机的构造第十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日§3-2通风机的构造及反风装置一、离心式通风机的构造第十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日§3-2通风机的构造及反风装置叶轮的叶片数目：与安装角和叶轮外径对内径的比值有关，通过试验可以找到某一最佳值，4—72和4—73模型机的叶轮叶片数目均为10片。一、离心式通风机的构造（一）4-72-11型离心式通风机离心式通风机的主要由叶轮、集流器（进风口）、外壳和传动部分组成。1、叶轮组成：由前盘面、后盘面和叶片组成。叶型：用于矿井通风的离心式通风机属于中、低压风机。多采用后弯曲机翼形叶片。双曲线型前盘和平板型的后盘。4—72和4—73模型机叶片安装角一致，均为45°。）第十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日第十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日作用：是汇集从叶轮流出的气流，并输送到外壳的出口。形状：外壳的截面呈螺旋状。No16和No20的机壳为三开式结构，上下部分可分开，上半部分左右又可以分开。各部分间用螺栓联接。2、外壳（螺壳）一、离心式通风机的构造（一）4-72-11型离心式通风机第十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日集流器的作用是保证气流平稳地进入叶轮，使叶轮得到良好的进气条件。常用的是锥弧形的，它的前半部分是圆锥形的收敛段，后部是近似双曲线的扩散段，前后两段之间的过度段，是收敛度较大的喉部。气流进入这种集流器后，首先是缓慢加速，在喉部形成高速气流，而后又均匀扩散，均匀地充满整个叶轮流道。集流器的喉部形状和喉部直径，对风机效率有较大影响。集流器与叶轮入口部分之间的间隙形式和大小，对容积损失和流动损失有重要影响。4—72和4—73模型机采用径向间隙，通过这种间隙的泄漏气流方向，与主气流方向一致，不会干扰主气流。此外，为了减少容积损失，在工艺允许的条件下，应尽可能采用较小的间隙尺寸。3、集流器（进风口）第二十页，共一百一十五页，2022年，8月28日4、传动部分

4-72-11型No.16和N0.20为矿井常用的两种通风机，采用B式传动。轴承装有温度计，采用黄油润滑。离心风机传动结构型式

4-72-11型通风机的旋向有两种，即“右旋”和“左旋”。A—无轴承箱；B—悬臂支撑,皮带传动,带轮在支撑点中部；C—悬臂皮带；D—悬臂联轴节；E—中间皮带；F—中间联轴节。第二十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日5、出风口

4-72-11型No.2.8－12的9种通风机的出风口，厂家均制作成一种形式，使用时可安装成任何需要的位置，定货时必须要注明。

No.16和No.20两种通风机出风口有三种固定位置，即右O°、右90°、右180°和左0°、左90°、左180°。这两种通风机的出风口位置不能调整，定货时应予注明。右180°第二十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日4—72—11—No.20B右90°4——最高效率点的全压系数乘以10；72——比转数1——表示叶轮进风方式，单侧进风。1——表示设计序号；No.20——机号；叶轮直径除以100B——传动方式；右——叶轮旋向；90°——出风口位置。6、型号意义第二十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)G4-73-11型离心式通风机G4-73-11型通风机主要是为锅炉通风设计的，单侧进风，主要用于锅炉通风，也可用于中、小型矿井的通风。它主要由叶轮、机壳、进风口、前导器和传动部分组成。1．叶轮叶轮由12个后弯机翼形叶片、弧锥形前盘和平板形后盘组成，并经静、动平衡校正，运转平稳，噪音低，全压效率高，可达93％。2．机壳机壳用普通钢板焊接而成，并制成三种不同形式，No.8－12为整体焊接形式，No.14－16为二开式。No.18－28为三开式。第二十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日G4-73-11型离心式通风机的结构图1-机壳；2-前导器；3-进风口；4-叶轮；5-轴；6-出风口(二)G4-73-11型离心式通风机第二十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日4．传动部分传动部分由轴、轴承、联轴器等组成。G4－73－1型通风机的传动方式为D式传动，即弹性联轴器传动，传动效率较高。5．型号意义(二)G4-73-11型离心式通风机以G4—73—11型No.25D右90°为例G——锅炉通风机；其它型号意义同前。第二十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日(三)K4—73—01型通风机简介K4—73一01型离心式通风机是为大型矿井通风设计生产的大风量通风机，双侧进风，有4个机号：No．25、No．28、No．32、No．38。主要部件：叶轮由前盘、中盘和中盘两侧各卫2个后弯机翼形叶片组成，并焊接成整体；传动轴为实心短轴，两端用滚动轴承支承，轴两端均可与电动机连接；机壳上部用钢板焊接而成，下部由混凝土制成；进风口为收敛式流线形，并制成三开式，便于拆装。该通风机具有强度高、运转平稳、高效等特点。部分和扩散器(图中未画出)等组成。第二十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日(三)K4—73—01型通风机简介K4－73－01型离心式通风机结构图1－叶轮；2－外壳；3－进风口第二十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造单级轴流风机第二十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造FBCZ单级轴流风机第三十页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造双级轴流风机第三十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造FBDCZ双级轴流风机.第三十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日叶轮是风机的主要部件，由轮毂和叶片组成。2K60型通风机有两个叶轮，其风压和风量较大。每个叶轮上有14个机翼形扭曲叶片，可以减小气流在叶轮内的径向流动和环流，提高效率。叶片安装角可在15°～45°范围内进行调整，叶片数目也可以调整，两个叶轮可都装14片叶片。二、轴流式通风机的构造矿用轴流式通风机的主要由叶轮、进风口（集流器、疏流罩）、外壳、导叶（前导叶、中导叶、后导叶）、传动部分以及出口处的扩散器组成。1、叶轮（一）2K60型轴流式通风机的构造第三十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造第三十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日前导叶：用以控制进入叶轮的气流方向，达到调节特性的目的。中导叶：它的作用是将前级叶轮的流出气流方向，转为轴向流入后级叶轮。后导叶：作用是将最后一级叶轮的出流方向转为接近轴向流出。有利于改善扩散器的工作。注意：（1）导叶的形式：以前多采用圆弧形叶片。现在多采用机翼形叶片，中、后导叶还采用扭曲机翼形叶片。（2）导叶的数目：（前导叶、中导叶、后导叶）应与叶轮叶片数互为质数，以避免气流通过时产生同期扰动。2、导叶二、轴流式通风机的构造第三十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日3、进风口（集流器和整流罩）作用是使气流顺利地进入风机的环行入口信道，并在叶轮入口处，形成均匀的速度场。目前，矿用通风机集流器型线为圆弧形，疏流罩的型面为球面或椭球面。4、扩散器作用是把风机出口动压的一部分转换为静压，以提高风机的静效率。一般由锥形筒芯和筒壳组成，装在风机出口侧。二、轴流式通风机的构造第三十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日6、型号意义风机外壳呈圆筒形，重要的是叶轮外缘与外壳内表面的径向间隙应尽可能地减小。通常（s—径向间隙，l—叶片展长）在0.01－0.06之间。5、外壳二、轴流式通风机的构造第三十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(二)FBCZ系列防爆轴流式通风机简介FBCZ系列通风机为单级防爆轴流式主要通风机，是根据中、小型煤矿的通风网络参数设计的，适用于通风阻力较小的中、小型矿井。该系列通风机有FBCZ40和FBCZ54两种机型。主要由集流器、机壳、电动机、叶轮、扩散器等部件组成。第三十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造FBCZ单级轴流风机(二)FBCZ系列防爆轴流式通风机简介第三十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(二)FBCZ系列防爆轴流式通风机简介FBCZ系列防爆轴流式通风机外形结构图1-风机；2-扩散器第四十页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(二)FBCZ系列防爆轴流式通风机简介该型号的通风机由一台隔爆型电动机驱动，电动机安装在通风机的筒体中，并由隔流腔使电动机周围的冷却风流和矿井排出的污风相隔离。隔流腔的进风道和排风道与机壳外的大气相通，用新鲜风流冷却电动机。电动机与通风机工作叶轮采用直联传动方式，提高了传动效率，简化了结构，减少了长轴传动和S形流道的通风阻力损失，提高了运行效率。该型号的通风机直接反转反风，反风量可达60％，满足《煤矿安全规程》对反风量不小于正常供风量40%的要求。通风机的叶片安装角可调，用户可以根据矿井开采前、后期所需风量进行调整，使工况点始终保持在高效区。第四十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造F——风机；B——隔爆型；C——抽出式；Z——主要通风机(主扇)；54——通风机轮毂与叶轮直径比的100倍；6——电动机极数(6极)；No——机号前冠用符号；16——通风机叶轮直径，dm。型号意义：以FBCZ54－6No.16为例第四十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造FBDCZ双级轴流风机.(三)FBCDZ系列双叶轮对旋轴流式通风机的构造第四十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(三)FBCDZ系列双叶轮对旋轴流式通风机的构造FBCDZ系列通风机结构示意图1－导流体；2－级电机；3－一级叶轮；4－二级叶轮；5－制动杆；6－一级电机；7－电机新风管；8－扩散器第四十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(三)FBCDZ系列双叶轮对旋轴流式通风机的构造FBCDZ对旋系列防爆轴流式通风机，是根据大、中型矿井通风机网络参数设计的，适用于通风阻力较大的大、中型各类矿井。主要由集流器、一级风机、二级风机、扩散器等部件组成,并可根据用户需要装配扩散塔和消音装置。电机座在一定高度以上者可装配不停车加油装置、轴承测温装置及手动刹车。该通风机由两台隔爆型电动机分别驱动两组工作叶轮完成通风工作。第四十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(三)FBCDZ系列双叶轮对旋轴流式通风机的构造FBCDZ系列通风机的叶片形状线为机翼扭曲式。隔爆电机装在主体风筒内，采用电动机与通风机工作叶轮直联传动方式，传动效率较高，并减少了长轴传动的S形流道的通风阻力损失。从轴端看都为顺时针旋转，两工作叶轮相对安装，叶片形状线扭曲相反，旋转方向相反，气流方向相同。与两台同型号的单级轴流式通风机串联通风相比，其风量可增加20％，风压可增加45％；对旋风机与单级风机相比，其风量可增加50％－70%，风压可增加100％－190％，对中、高风阻的矿井增压更为显著，适应通风阻力较大的大、中型矿井。第四十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(三)FBCDZ系列双叶轮对旋轴流式通风机的构造FBCDZ系列通风机叶片安装角可调，可根据矿井开采前、后期风量所需进行调整，使工况点始终保持在高效区；也可根据矿井开采前、后期所需风量，单级运转。该系列通风机驼峰区狭窄，风压平稳，气流喘振现象微弱，噪声较小，一般在85－95dB，若配置消音器，噪声可在75dB左右，具有高效、应用范围广等特点，最高静压效率可达84.4％。该型号的通风机可采用电动机直接反转反风，不需要建反风系统，反风量可达正常风量的60％，满足《煤矿安全规程》对反风量不小于正常供风量40％的要求。第四十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、轴流式通风机的构造(三)FBCDZ系列双叶轮对旋轴流式通风机的构造以FBCDZ54—6一No.24为例F——风机；B——隔爆型；D——双叶轮对旋式；C——抽出式；Z——主要通风机(主扇)；54——通风机轮毂与叶轮直径比的100倍；6——电动机极数(6极)；No——机号前冠用符号；24——通风机叶轮直径，dm。型号意义：第四十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日三、矿用通风机的反风（一）反风的意义及要求1、意义当采用抽出式通风时，在进风口附近、井筒或井底车场等处发生火灾或瓦斯、煤尘爆炸时，必须立即改为压入式通风，以防灾害的蔓延以及有毒有害气体进入工作面，危及井下工作人员的生命安全。第四十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日

《煤矿安全规程》规定：生产矿井主要通风机必须装有反风设施，必须能在10min内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机的供风量，不应小于正常风量的40%。反风设施由矿长组织有关部门每季度至少检查一次，每年应进行1次反风演习。当矿井通风系统有较大变化时，也应进行1次反风演习。三、矿用通风机的反风（一）反风的意义及要求2、要求第五十页，共一百一十五页，2022年，8月28日利用反风道（二）离心式通风机的反风第五十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日（三）轴流式通风机的反风1、反转反风法2、反风道反风法第五十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日（三）轴流式通风机的反风3、无反风道反风法第五十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日三、矿用通风机的反风4、各种反风方法的比较反转反风法：不需构筑反风绕道，土建工程量小；基建费用低。但这种方法只适用于反转风量能满足反风要求的通风机，一般来说，通风机反转时，其性能将发生一定的变化。反风道反风法：通风机的性能不变，反风量大，适用于各种通风机。但它的基建费和维护费用高，且反风闸板不易维护好，漏风严重。无反风道反风法：具有反转反风的优点，但操作复杂，阻力较大。第五十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日§3-3通风机的特性曲线轴流式通风机性能曲线:1)给定叶轮直径和工作转速，绘出不同安置角度时标准空气下的风机装置的静压随流量变化的曲线，并同时在压力曲线上绘出等静压效率曲线，风机的轴功率则通过计算得到。2)不仅绘出静压曲线和等效率曲线，还绘制出轴功率曲线。通风机的特性曲线有类型特性曲线与个体特性曲线。离心式通风机常用类型特性曲线，轴流式通风机选型常用个体特性曲线.第五十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、通风机的类型曲线满足相似条件，即满足几何相似、运动相似与动力相似的通风机称为同类型或同系列通风机。相似的通风机有共同的特性，反映其共同特性的曲线称为类型特性曲线。同类型的通风机在相似工况下其风量系数、风压系数、功率系数相等，称为类型系数。一个风量系数相对应一个风压系数和功率系数。以风量系数为横坐标，以风压系数和功率系数为纵坐标，就可作出类型特性曲线。第五十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、通风机的类型曲线(一)类型系数1．风压系数对于同类型(或同系列)的通风机，在相似工下，、、和η(效率)都是相等的。式中—通风机的风压系数；H—通风机的风压，N/m2；ρ—空气的密度，kg/m3；u2—叶轮外圆周速度，m/s。第五十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、通风机的类型曲线(一)类型系数2．风量系数—风量系数；Q—通风机的风量,m3/s；D2—叶轮直径,m。3．功率系数—功率系数；N—通风机的功率,kW。式中式中以为横坐标，分别以、和η为纵坐标绘制出通风机的共同特性，即为通风机的类型特性曲线第五十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)类型特性曲线类型特性曲线是在该类型(或系列)的某一通风机(或模型通风机)的个体特性曲线上选取一些点，用上述公式计算出对应点的风量系数、风压系数与功璃系数(效率不变)以风量系数为横坐标，以风压系数和功率系数为纵坐标（效率曲线相同)作出该类通风机的类型特性曲线。1.离心式风机的类型特性曲线第五十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)类型特性曲线G4－73－11型通风机(前导器)类型特性曲线第六十页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)类型特性曲线K4－73一01型通风机类型特性曲线第六十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)类型特性曲线2、轴流式通风机类型特性曲线FBCZ系列防爆轴流式通风机类型特性曲线第六十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)类型特性曲线2、轴流式通风机类型特性曲线FBCZ系列防爆轴流式通风机类型特性曲线第六十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)类型特性曲线FBCDZ系列防爆轴流式通风机类型特性曲线2、轴流式通风机类型特性曲线第六十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)类型特性曲线FBCDZ系列防爆轴流式通风机类型特性曲线2、轴流式通风机类型特性曲线第六十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、通风机的个体特性曲线FBCZ40－6No.15风机性能曲线第六十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日FBCDZ54—8No.24风机性能曲线二、通风机的个体特性曲线第六十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日FBCDZ54—8No.24风机性能曲线二、通风机的个体特性曲线第六十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、通风机的个体特性曲线2K60型通风机(Z1=Z2＝14)性能曲线第六十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、通风机的个体特性曲线2K60型通风机(Z1=14、Z2＝7)性能曲线第七十页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、通风机的个体特性曲线2K60型通风机(Z1＝7、Z2＝7)性能曲线第七十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日§3-4通风机在网络中的工作通风机是与一定的网络相连接而进行工作的，因此通风机本身与相应的网络构成一个完整的系统。通风机的工作状况不仅取决于通风机本身，同时也取决于网络的状况。一、通风机在网络上的工作分析下图为通风系统简化后，风机在网路中工作的示意图。第七十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日

如上图所示，取三个截面：Ⅰ—Ⅰ截面为进风井入口前未受到风机工作干扰的某一截面，因未受干扰，故V1=0，P1=Pa；Ⅱ—Ⅱ截面为风机入口截面，此处风压为P2，气流速度为V2；Ⅲ—Ⅲ截面为通风机出口截面，此处风压为大气压，即P3=Pa，气流速度为气流脱离系统的速度，即V3。就Ⅰ—Ⅰ和Ⅱ—Ⅱ截面，写伯诺里方程式，得：一、通风机在网络上的工作分析第七十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、通风机在网络上的工作分析Ⅱ—Ⅱ和Ⅲ—Ⅲ截面伯诺里方程式：利用此两式可求得风机工作的全压第七十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日此式说明风机在网络中工作时，产生的全压等于网络中风压损失，与气流脱离系统时带走的动压损失之和。通常将通风机克服网络阻力的风压称为静压，用Hj表示，即Hj=h；出口动能损失称动压，用符号Hd表示，即于是一、通风机在网络上的工作分析Hd=第七十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、通风网络特性曲线（通风网络静阻力特性方程）式中S——通风网络过流面积，㎡；Q——通风网络的流量，m3/s；Rj——通风网络静阻力系数，N·s2/m8。1、网络特性方程式通风机的网路阻力包括沿程阻力和局部阻力，因此：第七十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日式中S3——通风机出口过流面积，㎡。式中R——通风网络全阻力系数,N·s2/m8。（通风网络全阻力特性方程）又因二、通风网络特性曲线1、网络特性方程式对于离心式通风机厂家给出的是全压特性，所以选择离心式通风机时，网路的特性曲线应用全压特性曲线。第七十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日1、定义三、通风机工况点和工业利用区（一）工况点2、工况参数工况点对应的参数称为工况参数,有风机的风量QM、风压HM(或HjM)、轴功率NM和效率η。把通风网路特性曲线与风机特性曲线按同一比例绘制在同一坐标图上，网路特性曲线与风特性曲线的交点，称为风机的工况点。第七十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日1、划定原则：稳定性和经济性2、划定方法（1）稳定工作条件（有且只有一个工作点）三、通风机工况点和工业利用区（二）工业利用区（2）经济工作条件第七十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日闸门调节（1）调节原理及方法注意：闸门调节不节能。（2）适用范围及特点设备简单，调整容易而均匀。但有附加能量损失。只能作为一种暂时的应急方法使用。四、通风机的工况调节及运行（一）改变网络特性曲线调节法第八十页，共一百一十五页，2022年，8月28日（二）改变通风机特性曲线调节法

1、改变叶轮转速调节法（1）调节原理比例定律：注意：转速不能超过叶轮圆周速度允许值。四、通风机的工况调节及运行（二）改变通风机特性曲线调节法第八十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日（2）特点改变转速的方法很多，风机转速调节的方法有变频调速、晶闸管诃速、双速电机、更换电动机或者更换皮带轮等。对于用皮带传动的通风机可通过更换皮带轮来改变传动比；用联轴器传动时，可更换不同转速的电动机或采用多速电动机，实现有级调速。这些方法比较简单，设备也较便宜。但负荷变化较大时，会出现大马拉小车的情况，使电动机本身的运转效率下降，经济性变差。异步电动机可控硅串级调速方式可以克服上述缺陷。1、改变叶轮转速调节法四、通风机的工况调节及运行（二）改变通风机特性曲线调节法第八十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日（2）特点另一先进的调速方法是变频调速。其原理是通过改变输入电动机的交流电的频率来改变电动机的转速。仅就通风机而言，采用变速调节效率不变或变化很小，故可保证通风机高效运转。它是所有调节方法中经济性最好的一种。

1、改变叶轮转速调节法四、通风机的工况调节及运行（二）改变通风机特性曲线调节法第八十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日2、改变叶片安装角调节法1）调节原理四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法改变轮叶安装角调节风机特性的方法多用于轴流风机。轮叶安装角θ变化时，出口旋绕速度也变化，进而使流量、压力变化，达到调节的目的。第八十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日2、改变叶片安装角调节法2）调节方法(1）停机调节方法：在停机后松开锁紧螺母3(见图)，然后将叶片转到所需角度，最后拧紧螺母。如此逐一完成所有叶片的调节，不仅工作量大，而且也难于保证调节轴流风机轮叶安装角调节精度。四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法单叶调节1－叶片；2－轮毂；3－锁紧螺母；4－防松簧片第八十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日2、改变叶片安装角调节法2）调节方法(2)同时调节方法：在各叶片的叶柄上装有锥齿轮3，它与锥齿轮4啮合，齿轮2与蜗杆机构6相连。停机后，从机壳上的窗孔中伸入操作手柄转动蜗杆，各叶片便同时转动。这种机构的优点是可保证各叶片的转角相同，而且调节简便。四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法轮叶同时调节机构1—叶片；2，5一圆柱齿轮；3，4一圆锥齿轮；6一蜗杆机构第八十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日2、改变叶片安装角调节法2）调节方法（3）动叶调节在风量变化频繁的场合(如锅炉送风)，可采用动叶调节机构进行调节。其最大优点是可以在不停机情况下改变轴流风机的轮叶安装角。四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法第八十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日2、改变叶片安装角调节法3）特点及适用范围停机调节叶片安装角的机构简单，理论上可以实现无级调节，但由于必须停机操作，实际上只能做到阶段调节，调节范围较宽，调节中效率有所变化。动叶调节的调节机构比较复杂，可在不停机情况下完成操作并实现无级调节。调节范围广，而且可以得到覆盖全调节范围的特性，调节时效率有所变化。采用这种机构便于实现自动化。广泛应用于轴流式通风机的调节中。四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法第八十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日3、前导器调节法（1）调节原理四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法改变前导器的叶片安装角可改变入口旋绕速度，从而改变风机特性，达到调节风量的目的。第八十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日（2）调节方法离心式通风机的前导器轴流式通风机的前导器（3）特点及适用范围前导器调节法调节的机构比较简单，可以在不停机的情况下完成操作，通常只能达到阶段调节的目的，在网络特性不变的情况下调节时，效率有所变化。由于调节范围比较窄，作为其它阶段性调节的补充较为适宜。3、前导器调节法四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法第九十页，共一百一十五页，2022年，8月28日4、改变轴流式风机级数和叶轮叶片数调节法（1）调节原理（2）调节方法注意：改变叶片数目后，叶轮的平衡问题。（3）特点及适用范围不需要另外附加机构，需要在停机情况下操作。只能实现阶段调节，可调范围窄，效率也有所变化，可以作为辅助的调节措施。四、通风机的工况调节及运行（一）改变通风机特性曲线调节法第九十一页，共一百一十五页，2022年，8月28日当一台通风机不能满足矿井通风要求时，可以使多台通风机同时在网络上工作，增加系统的风量或提高风压，满足矿井通风要求。这种多台通风机在一个网络上同时工作称为通风机的联合工作。联合工作的基本方式为串联和并联。五、通风机的联合工作（一）通风机的串联工作1、串联工作的任务：增加风压2、串联工作的特点：两台风机的风量相等，风压为两台风机在该流量下的风压之和。第九十二页，共一百一十五页，2022年，8月28日（一）通风机的串联工作

3、串联工况点（1）构造等效风机按照“相同流量下，风压相加”的原则。（2）求等效风机的特性曲线（3）等效工况点（4）串联效果注意：一般是对于网络阻力较大的系统，串联效果较好。五、通风机的联合工作第九十三页，共一百一十五页，2022年，8月28日1、并联工作的任务：增加风量2、并联工作特点：两台风机产生的风压相等，都等于克服网络阻力所需的风压，通过网络的风量等于两风机风量之和。五、通风机的联合工作（二）通风机的并联工作3、并联工况点（1）构造等效风机按照“等风压下，流量相加”的原则。（2）求等效风机的特性曲线（3）等效工况点（4）并联效果注意：一般是对于网络阻力较小的系统，并联效果较好；两台风机并联后运转的稳定性。第九十四页，共一百一十五页，2022年，8月28日

1、起动前的检查通风机起动前要进行全面检查，从传动部分开始，检查联轴节、皮带、螺栓连接及焊接部分是否牢固；轴承部分润滑油量是否合适；检查各风门的关开程度是否合乎要求；各测量仪表是否齐全；最后关闭所有检查孔，才能启动。

2、起动工况的选择（1）原则：功率最低处；尽量避免出现不稳定现象。（2）起动工况的选择离心式通风机：闸门完全关闭轴流式通风机：闸门半开或全开§3-5通风机的运行与使用第九十五页，共一百一十五页，2022年，8月28日3、试运转4、运转期间的维护（1）保持机房和通风设备的整洁；（2）定时检查各轴承的润滑油量和轴承温度，若是滑动轴承，还应检查油环带油情况，油质是否清洁。轴承温度一般不应超过60℃，超过此温度，超温自动信号器能及时发出信号；（3）应经常观察电流表和测压仪表的读数，并定时记入记录本中；（4）要注意通风机的振动和各部分螺帽的拧紧程度，如发现有异常振动和响声要及时向矿井主管人员报告，必要时应迅速开动备用通风机，停车检修。§3-5通风机的运行与使用第九十六页，共一百一十五页，2022年，8月28日§3-6矿井通风设备的选型与计算设计的任务：根据矿井的通风方式和通风要求，选择满足矿井通风要求的安全、经济、可靠的通风设备。具体包括：选择通风设备和台数；确定反风方式；经济核算；绘制设备布置图等。设计所需资料：矿井通风方式；矿井瓦斯等级；矿并所需风量；矿井所需最大、最小负压；矿井电压等级及年产量等第九十七页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、按个体特性曲线选择轴流式风机(一)风机风量计算式中Q—通风机必须产生的风量，m3/s。Qk—矿井所需风量，m3/s。K—通风设备的漏风系数。当风井不作提升时，K=1.1~1.15；兼作箕斗井时，K=1.15~1.20；作罐笼井时，K＝1.25~1.3第九十八页，共一百一十五页，2022年，8月28日(二)风机风压的计算上两式中Hjmax、Hjmin——轴流式风机必须产生的最本静压和最小静压，N/m2。hmax、hmin——矿井最大负压和最小负压，N/m2。Δh——通风设备阻力，一般取100~200N/m2。若井筒保暖采用无风机式空气加热装置，还应计入该装置的阻力；若装置有消声器，还应另加50-80N/m2。一、按个体特性曲线选择轴流式风机第九十九页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、按个体特性曲线选择轴流式风机(三)预选风机根椐Hjmax、Hjmin和Q，从风机产品样本中预选出较为合适的风机。如同时有几种风机都能满足要求，则应作方案比较。(四)通风网路的特性方程按Hjmax、Hjmin和Q求出最大网路阻力损失系数Rjmax和最小网路阻力损失系数Rjmin。由Rjmax和Rjmin，可以确定出矿井开采末期与初期的网路特性曲线方程分别为第一百页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、按个体特性曲线选择轴流式风机(五)确定风机工况点把上两式所表示的通风网路的曲线绘制在所选择通风机的特性曲线上，找出工况点，即静压特性曲线与网路特性曲线的交点，并查出工况参数。(六)功率风机轴功率在性能曲线上查取。初期用Nmin表示，末期用Nmax表示。开采初期和末期，电动机的输出功率为末期:初期：式中ηc——传动效率，ηc=O.98。第一百零一页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、按个体特性曲线选择轴流式风机如自行配用电机，电机容量按如下确定：(六)功率说明在风机的整个服务年限内，轴功率变化较大，若采用一台大容量的电动机，则长期不能满载运行。为了改善功率因数，可选取两台不同的电动机，但初装电动机的服务年限不得少于10年。其初期和末期的电动机容量可分别按下式计算：初期末期式中1.1~1.2—考虑预计风阻不精确的备用系数。第一百零二页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、按个体特性曲线选择轴流式风机(六)功率说明风机在整个服务年限内的轴功率变化不大，可按公式选一台电动机。当选用同步电动机时，无论何种情况，电动机容量都按公式确定。第一百零三页，共一百一十五页，2022年，8月28日一、按个体特性曲线选择轴流式风机(七)年耗电量的计算风机的平均年电耗量按下式计算式中ηd——电动机效率，可取O.9或从电动机产品样本上查取。ηw——电网效率，一般取0.95。(八)吨煤通风耗电量计算式中A——矿井年产量，t／y。第一百零四页，共一百一十五页，2022年，8月28日二、按类型特性曲线选择离心式通风机(一)通风机风量计算式中Q——通风机必须产生的风量，m3/s。Qk——矿井所需风量，m3/s。K——通风