轴流式风机范文

2024-07-26

轴流式风机范文（精选8篇）

轴流式风机第1篇

针对以上风机风量参数测试中传统仪器测量存在的诸多缺陷, 本系统将从数据传输方式、系统构成上进行相应的改进。首先, 将有线传输改为无线传输, GPRS模块由于具有永远在线、自由切换、传输速率高、计费灵活便宜等优点而有着极为广泛的应用。其次, 对于系统整体结构而言, 改变以往单一仪器工作的方式, 将测得的风速数据通过无线传输技术送到远程中心计算机当中, 从而构成一个测试系统, 这样既可以对采集的数据进行相应的分析处理操作, 又可以永久保存, 随时调取打印, 还能通过互联网能实现资源共享。

1 系统设计

系统主要包括现场部分、公共网络部分和远程测试中心三部分, 且具有三层网络结构。现场部分主要由风速传感器、数据采集板、GPRS无线传输板组成。数据采集板通过不断唤醒风速传感器测量风速数据, 并在数据采集板中的控制部件单片机进行处理、存储。当数据的发送时间到时, 数据采集板就立即通过标准串行口电路将数据送到GPRS无线传输板上, 经过对数据的打包、封装发送到中国移动的GPRS网络及Internet网络上, 最终将采集到的风速数据以无线传输方式发送到远程测试中心计算机上, 从而完成数据的永久保存、打印输出, 并可通过局域网实现共享。

2 系统硬件设计

2.1 数据采集板片选及硬件

数据采集板选用的风速传感器是采用三杯式光电风速传感器, 当风吹动三杯时, 带动光码盘旋转利用发射管和接收管光电作用使之产生与风速相对应的电脉冲信号。将获得的电脉冲信号经过放大, 整形送数据采集板中的多路接口电路, 进行风速的采样, 然后由单片机按一定的时间进行循环扫描, 得到各路风速值, 从而完成数据采集板的风速数据采集工作, 并将采集到的风速值通过标准的串口电路模块送到GPRS无线数传板中。

( 1 ) 单片机控制模块: 在数据采集板中选用A V R系列的ATmega128L-8AU单片机作为数据采集板的控制核心部件。 (2) 风速传感器及数据信号转化模块:本系统选用三杯式风速传感器, 使用环境在-20℃~50℃。该风速传感器探头引线桔黄色“+”为+5V电源, 蓝为“-”为接地和灰“信号”为产生脉冲信号端。风速传感器产生10个脉冲对应风速为1.0m/s。 (3) 串口通信模块:在系统串口通信模块中, 串行口采用9芯标准RS-232C接口, 所用到的引脚为2号接收数据RXD端和3号发送数据TXD端。由于RS-232C的电平与TTL电平不兼容, 在单片机的串口和单片机接口之间加入了电平转换芯片MAX232。 (4) 电源模块:电源模块采用AC-DC, 可以外接220V电源, 该电源模块将220V电源转换为系统所需的+12V和+5V电源。

2.2 GPRS无线传输板片选及硬件

(1) 单片机控制模块:单片机控制模块仍然采用AVR系列的ATmega128L-8AU单片机作为GPRS无线传输板的控制核心部分。其完成的功能有两种:第一, 是将数据采集板上采集到的风速数据进行处理;第二, 对GPRS无线传输板进行参数初始化。 (2) GPRS模块:基于提供一种简便实用的GPRS通讯解决方案的需求, 本系统选取SIMCOM公司生产的SIM300无线传输模块。它内嵌了TCP/IP协议栈, 并简化了接口设计, 屏蔽了GPRS模块的复杂接口方式和接口协议栈, 取而代之的是通用的232接口和简单的AT命令交互界面。采用3.4V-4.5V电压供电, 具有短消息服务、语音通话、数据传真等功能。

3 结语

本系统集数据采集技术、GPRS无线通信技术、数据库技术于一体, 实现矿用主要通风机风量测试数据的采集、无线传输等功能。

参考文献

[1]杨应迪, 张国枢, 秦汝祥, 邱进伟.通风机特性曲线图形矢量化技术[J].冶金自动化, 2010 (01) .

[2]郝树明.实测风机特性曲线的回归与检验[J].冶金安全, 1987 (06) .

[3]章庆丰, 贾宝山, 葛少成.DF-3C多路风速仪在主通风机性能测定中的应用[J].矿业安全与环保, 2003 (1) :51-52.

轴流式风机第2篇

煤矿安全规程明确规定，生产矿井必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套作备用，备用风机必须能在10min内开动。这就需要解决主备用风机切换问题，一般的习惯性做法是采用在风硐内设置切换风门，通过人工开、闭风门来切换主备用道实现切换主备用通风机。这种方式虽然已经用了较长时间，但明显存在几个问题：

1、在风硐内设置风门。人为地增大了矿井通风阻力，降低了通见机效率或者增加了通风机的能耗：

2、在需要开启备用机時，人工开、闭风门耗时耗力，特别是在灾变时期紧急情况下，人员进入回风风道，人的安全可靠性比较差；

3、通风机扩散器通常没有设置防雨棚，长时间遭受日晒、雨淋，加速风机机身，特别是扩散器的锈蚀腐烂。

众所周知，矿用防爆对旋轴流通风机是根据煤矿发展的需要而设计制造的新型节能风机，符合节能增效的科学发展，我们应用越来越多。如何进一步改进主通风机的附属装置，使新型通风机，更好地发挥结构紧凑、噪声小、流量大、风压高、效率高、反风性能好，而且附属建筑装置简单，安装、使用方便等特点，更好地服务于煤矿和其他矿山等通风安全。这就是本文研究解决重点问题。

二、对策措施

针对以上的问题，我可组织有关管理人员广泛调查研究，提出自行设计制作轴流式主通风机扩散器口密闭装置替代切换风门方案，并在天湖岩矿进行了研发实践。几年来。研发人员经过反复探索与改进完善。充分利用矿山通用设备，实现了从人工开启到电动机械开启的改革，形成了矿用轴流式主通风机扩散器保护式电动密闭装置。

1、轴流式通风机扩散器保护装置的工作原理

(1)保护装置结构

传动部分：由一台功率为3kw的卷扬机钢丝绳通过定滑轮导向，来拉动(或放松)风机保护装置的密封钢板。

密封部分：在风机扩散器上粘合由玻璃纤维包裹海绵做成具有阻燃、弹性大的密封填料，并设计有强力快速的锁扣来固定和压紧密封填料。

限位保护部分：行程开关实现电气限位、确保操作电机转向正确，压缩弹簧和拉伸弹簧有储能和缓冲的作用。

(2)工作原理。以卷扬机动力，以立杆为支撑点，利用双滚筒卷扬机上不同缠绕方向的钢丝绳，实现同时对两台风机扩散器的保护装置的关闭或开启控制。

(3)当保护装置开启角度大于80。时就开始压缩弹簧(为下一次关闭作准备)，大于90。时触动行程限位开关，自动切断卷扬机和电磁闸电源。确保开启角度在合理的范围。

(4)如果由于卷扬机钢丝绳排列不整齐造成扩散器和机盖有一定的间隙，在钢丝绳的一端连接有一个拉伸的弹簧。可确保机盖能够扣紧。

(5)当出现卷扬机电气故障时。可人工打开电磁闸，在卷扬机电机转轴上连接好曲柄，由人工盘车开启备用风机扩散器保护装置，确保万无一失。

(6)保护装置采用长支点设计。机盖、扩散器边缘有30cm的间距，机盖开启的角度可超过90度，从而不影响风机的通风效率；

2、开启备用风机扩散器保护装置的操作流程

(1)当接到需要开启备用风机的通知后。打开备用风机盖上的3个快速锁扣，停止运行风机的运行。

(2)按下保护装置的开启按钮，启动卷扬机，电磁制动闸自动打开，连接在运行风机上的钢丝绳被放松，运行风机机盖依靠压缩弹簧推动并在重力的作用下将扩散器盖严；同时，连接在备用风机上的钢丝绳被缠绕收缩，打开备用风机扩散器盖。

(3)启动备用风机。

(4)扣上原运行风机的快速锁扣，完成电动开启切换保护装置和风机的任务。

三、应用效果

1、今年下半年，我司天湖岩矿开始制作、安装、调试、试运行；经过3个月试验，我可工程专业技术委员会通风安全专业组织有关人员进行了现场验收，该装置动作可靠、密闭效果良好，符合煤矿安全规程有关规定要求。

2、特点

(1)操作时间短。运行风机和备用风机扩散器保护装置的关闭和开启同时进行，能在3min内开启备用风机。

(2)电动开启风机扩散器保护装置，操作简单，能有效减轻操作人员的劳动强度，设计有电气限位、电气闭锁装置和手动开启方式，操作的准确性、可靠性有保障。

(3)该装置全部安装在地面，人员不必进入风硐，确保人员安全。

(4)风硐不需要设置切换风门设施，可以一定程度上减少矿井通风阻力。提高通风效率。

(5)避免通风机扩散器日晒、雨淋，备用风机在备用期间处于负压状态下电机更不易受潮，能有效的延长风机的使用寿命；

(6)扩散器口与密闭装置的接合部位采用弹性大具有阻燃密封材料。其漏风率几乎为0，能够满足通风安全要求。

轴流式通风机喘振预警方法的研究第3篇

研究轴流风机喘振时风压、风量、振动以及噪声的变化规律及特点, 利用主通风机在线监测系统参数采集的同步性, 分析主通风机实际运行工况, 对进入喘振预警区域的工况点进行实时显示、声光报警以及预案分析, 对于防止主通风机喘振现象发生和煤矿安全生产管理都具有非常重要的意义。

1 轴流风机喘振及其危害

1.1 轴流风机喘振

通风机并不是在任何工况点都能稳定地工作, 这是由轴流式通风机的特性所决定的。

如图1所示, 如果风机的运行工况点在风机压力特性曲线峰值点D的右侧, 从风机特性曲线看, 风机输出风量减少Δqv, 风压随之升高Δp, 这与管网变化是一致的。最高压力点D右侧通风机能自动与管网保持平衡的区域为稳定工作区。

反之, 当风机的运行工况点在风机压力特性曲线峰值点D的左侧, 在风机内产生的压力时高时低, 流量时正时负, 系统内气体的压力和流量发生很大的波动, 由于流量波动而产生的气流猛烈撞击, 会使风机产生强烈的振动, 同时噪音剧增, 这种不稳定的现象被称为喘振。通风机压力特性曲线峰值左侧区域为通风机的非稳定工作区[1]。

1.2 喘振产生的危害

轴流式风机在喘振区域长时间运行, 将可能导致叶片断裂, 并且叶轮的机械部件也可能损坏, 若不及时采取有效措施控制, 将可能会造成机毁房塌的严重后果。淮北袁庄矿大庄风井、淮南谢三矿18系统风井、义马跃进矿西风井、南桐一井等煤矿都发生过这类现象。因此, 轴流风机运行中, 必须防止风机喘振现象发生。

2 喘振预警的基本思路

如图2所示, 将动 (静) 叶可调风机各叶片角度对应性能曲线的峰值点光滑连接, 拟合形成风机的喘振边界线。

为保证风机稳定运行, 将喘振边界线向右下方移动一定距离——安全裕度, 即可得到喘振预警线。喘振边界线和喘振预警线之间的距离称为喘振预警区。当风机在某角度β下由于管网特性改变或其他原因造成管网特性曲线偏移至喘振预警区域时, 利用声光报警提示运行人员进行相应调节与处理, 以保证工作点处于安全区。

轴流通风机的喘振边界线可用一元函数的形式表示:

最小风量 Qmin=f (β) (1)

最大风压 pmax=g (β) (2)

式中Qmin, pmax为风机在叶片角度β下不发生喘振的临界流量值和临界全压值。式 (1) 、式 (2) 的具体形式可以根据试验数据利用多项式回归分析得到。

设报警安全裕量为k (k为百分量) , 则喘振预警线可表示如下:

报警风量 Qalarm= (1+k) Qmin= (1+k) f (β) (3)

报警风压 palarm= (1-k) pmax= (1-k) g (β) (4)

喘振报警的条件为

Q (β) ≤Qalarm (β) (5)

p (β) ≥palarm (β) (6)

为准确分析通风机运行工况, 借助轴流式通风机性能模型进行预警判定。

3 基于喘振模型的预警方法

轴流式通风机的全压p可以表示为

undefined

式中:pst=pst2-pst1;pst1, pst2是风机进、出口测点静压, Pa;V1, V2是风机进、出口气流速度, m/s;ρ是流体的密度, kg/m3;1/A2=1/Aundefined-1/Aundefined;A1, A2是风机进、出口静压测点处风道断面面积, m2;Q为风机的体积流量, m3/s。

pst1, pst2, A1, A2等参数可通过现场简易方法准确测定, 对于较难测量的流量、全压参数, 采用均速法间接进行流量测定[2]:

undefined

式中:Δp为流量测试断面平均速压, 即平均速度测点环面差压;ρ为测试断面空气密度。根据式 (7) 计算通风机全压, 进而得到轴流式通风机实时工况点的流量Q和全压p。

动 (静) 叶可调轴流风机型号不同, 对应各叶片角度β的p—Q曲线也有各自的特点。根据不同风机的性能特点, 采用流量预警和全压预警方案进行比较。

定义风机的喘振边界线为SLL, 喘振预警线为SAL, 喘振预警区域为SAA, 喘振报警条件为SAC[3]。对于性能曲线较平缓的风机, 如静叶可调式轴流通风机, 由于流量运行范围较宽, 因而宜采用流量预警方案, 建立的模型如图3所示。

喘振边界线SLL:Qmin=f (β)

喘振预警条件SAC:Q (β) ≤ (1+k) f (β)

对于性能曲线较陡的风机, 如动叶可调式轴流风机, 由于压力调节范围较宽, 因而宜采用全压预警方案, 建立的模型如图4所示。

喘振边界线SLL:pmax=g (β)

喘振预警条件SAC:p (β) ≥ (1-k) g (β)

安全系数k的选取对于喘振报警有至关重要的意义。k取得过大, 有可能误报, 影响正常运行;k取得太小, 则可能该报警而未报, 影响安全运行。报警安全系数一般选取4%～8%, 具体到某一台风机报警参数设置时应综合考虑各种因素:①报警裕量k设置的合理性;②风机性能模型选择的可靠性;③现场实测参数的可靠性;④风机运行工况的稳定性;⑤其他非确定因素。

以上分析仅从风机特性曲线的流量和全压2个因素考虑喘振的边界条件。在实际工况中, 喘振的发生反映在风机诸多参数的变化, 如全压、流量、振动、噪声、位移等。为得到准确的预警效果, 研究风机喘振模型, 可同时从流量、全压、振动等多种特征参数出发, 建立流量—全压双限预警或是流量—全压—振动等多限预警。

运用指数分析的基本原理, 采用综合预警指标考核的方法, 利用加权算术平均值公式进行综合分析, 建立数学模型如下:

undefined

式中:λ为预警综合指数;xi为第i项报警指标值, 如全压报警、流量报警、噪声报警、振动报警等;Wi为第i项指标的权重;∑Wi=1。

λ作为最终喘振预警评价标准, 可根据实际需要设定。鉴于以上判定标准均以现场数据信号采集为依据, 因此应采取各种措施尽可能提高现场实测参数的精度。喘振预警模型仅供轴流式通风机发生喘振前的预处理参考用, 一旦风机发生喘振, 应立即采取相应措施进行维护, 确保设备安全运行。

4 晓南矿在线预警实例分析

铁法煤业 (集团) 晓南矿东风井采用卧式动叶可调轴流通风机供风, 风机型号:GAF22.4-12.6-1, 转速1 000 r/min, 叶片角度调节范围:-5°～+125°, 电机置于吸气侧的反风道外侧, 经联轴器中间轴直接驱动风机转子。利用FCD-Ⅰ型主通风机在线监测与故障诊断系统对晓南矿单级轴流式通风机进行喘振预警。结合喘振综合预警模型, 以全压、风量、振动和噪声4个参数进行4限预警分析。定义全压预警指标W, 流量预警指标X, 振动预警指标Y, 噪声预警指标Z, T1, T2, T3, T4分别表示各自权重, 则综合预警模型可表示如下:

undefined

根据动叶可调试轴流风机的特点, 分别取各自权重 (T1, T2, T3, T4) = (0.5, 0.3, 0.1, 0.1) , 当λ≥0.65, 确认喘振报警。由于本系统中考虑喘振因素较为全面, 安全系数k可适当取小 (k=5%) , 监测过程中根据现场实际情况尽可能提高各参数测试的准确性, 综合考虑各方面因素, 提高喘振预警模型的精确性, 最终达到准确预警的目的。

5 结论

通过对煤矿用主通风机喘振原因及特征的研究, 提出了运用在线监测系统结合喘振报警装置对主通风机喘振工况进行预警的方案, 为预防主通风机喘振发生提供了理论依据。

1) 建立了喘振特征参数的权重模型, 为研究通风机喘振现象的发生提供了新的思路;

2) 喘振安全系数的选择应根据通风机模型及现场实际运行工况而定, 力求安全可靠;

3) 根据现场具体情况, 分析风机具体性能特性, 综合考虑各方面因素, 选择适当的喘振模型和提高现场参数采集的准确性是喘振预警的关键;

4) 由于通风机运行条件限制, 实际可供参考的喘振试验数据相当少, 尤其是现场大功率主通风机, 喘振工况相当少, 因此对预警模型的研究须借助更多的经验和样机性能模拟试验。

参考文献

[1]商景泰.通风机实用技术手册[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[2]唐俊锐, 殷忠民.大型通风机流量和压力测量方法的应用[J].风机技术, 2005 (2) .

煤矿对旋轴流式通风机的研究第4篇

1.1 对旋轴流式通风机的结构特点

对旋轴流式通风机结构组成比较简单, 主要由进风口集流器、一级主机、二级主机、扩散器、圆变方风筒等部件组成。风机内置两台电机, 二级工作叶轮, 叶轮悬挂在电机轴端, 采用毂键直联方式固定。通风机工作时二级叶轮反向旋转, 形成对旋。风机内电机为专用防爆电动机, 置于隔流腔内, 并使通风道与外部大气相通, 便于内置电机散热。在通风机叶轮回转部分设置铜环装置, 避免摩擦产生火花, 增加风机运行安全性。

1.2 对旋轴流式通风机的布置方式

对旋轴流式通风机布置与其它风机不同, 按其结构风机是由集流器、一、二级主机、扩散器、扩散塔等钢制部件组合而成, 风机之间, 部件之间都用螺栓连接形成整体风机装置, 成套性较好。安装时更为简单, 由于每节部件底部装设滚轮, 将连接成整体的风机装置安放在预先设好的轨道上即可使用。对旋风机设计布置方式, 见图所示。风机整体装置设在室外, 在风机的侧面建设置值班室和配电室, 在风机入口前端设混凝土, 基本风道与风机进口集流器对接, 后接整体风机装置。把风道设在地面上, 这样风道直, 无弯曲, 阻力变小, 基本风道长度约21m。在风道最前端设置垂直闸门, 闸门四周密闭, 可以减少漏风, 而垂直闸门作用是阻断风流, 倒换风机。在风道上设置水平门、闸门提升架和风门绞车, 在绞车处设置小型彩板房可以防止雨雪锈蚀保护设备。

综合以上对旋风机从布置方式上的分析可以得出有以下结论:

1) 设计简单, 功能全, 测试方便。

2) 风机露天布置, 土建工程量少。

3) 无反风道、反风门, 反风程序简单。

2 对旋轴流式通风机的运行与操作

2.1 通风机启动前的注意事项

1) 通风机的启动开关都处于断开位置。

2) 通风机的紧固件及联轴器防护外罩齐全, 紧固, 传动胶带松紧适度和没有裂痕。

3) 电动机碳刷完好, 接触性良好, 碳刷滑环清洁无毁坏。

4) 继电器整定合格, 各保险装置实用可靠。

5) 电气设备接地良好。

6) 风门完好, 风道内无杂物。

7) 各指示仪表完好, 保护装置齐全可靠。

8) 使用电源的电压符合电动机启动要求。

2.2 通风机的运行步骤

2.2.1 通风机的启动操作

1) 开启和关闭风门, 通风机应开风门启动, 此时应将通往井下的进风门关闭, 同时将地面进风门打开, 牢固支撑, 以防止吸地面风时风门自动吸合关闭。

2) 采用磁力站自动, 半自动启动装置时, 可以按照说明书来进行操作。

3) 绕线式异步电动机采用变阻器手动启动时, 电动机滑环手把应在启动位置, 将电阻全部接入, 而启动器手把则在“停止”位置。当启动电流开始回落时, 逐步扳动手把, 缓缓切除电阻, 直至全部切除, 将转子短路, 电动机进入正常运转状态。

2.2.2 通风机的停机操作

1) 断电停机

2) 根据停机命令决定是否开动备用通风机, 如需开动备用风机, 则按上述正常操作要求进行。

3) 不开备用风机时, 应打开井口防爆门和有关风门, 以充分利用自然通风。

2.2.3 通风机的反风操作

1) 用反转电动机反风时

2) 用两风机反风时

3 通风机变频调速的节能原理

由于矿井供风量的变化没有确定的规律, 要根据实际情况不定期地调节风机的风量, 目前BDK-8-No25型对旋式轴流风机控制系统调节风量的主要途径是:工作人员根据风井出口负压调节阀门的开度, 来调节通风机的风量。但这种节流调节的方式功率损失大, 风机运行效率也低。

煤矿瓦斯排风机是煤矿安全的重要环节, 要求其不间断的运行, 因此对风机的要求非常的严格。而通风机又是煤矿的主要耗电设备, 其能源利用率和功率因数本来都比较低, 而由风门来控制风量更加加重了能源浪费, 因此提高风机设备的能源利用率变得越来越重要。

变频调速的节能原理与传统的采用调节风门的方式调节风量相比, 调节转速来控制风量的方法有着明显的节能效果, 其原理可由下图来说明:

曲线3为风机在恒速N1下的风压-风量 (H-Q) 特性曲线;曲线5为恒速N2下的功率-风量 (Ps-Q) 特性曲线;曲线2为管网的风阻特性。

假设风机在A点时的工作效率最高, 此时输出风量Q为100%, 轴功率为Ps1, 与Q1和H1的乘积成正比, 即Ps1与A-H1-0-Q1-A所包围的面积成正比。

当需要调节风量时, 例如所需风量从100%减小到额定风量的50%, 即从Q1减少到Q2时, 如采用调节风门的方法来调节风量, 则管网的风阻曲线由曲线2变为曲线1, 即减少风门开度增加了管网阻力, 此时工作点由原来的A点移至B点, 此时风量降低了, 但风压增加了, 轴功率Ps2与B-H2-0-Q2-B成正比, 它与Ps1相比减少了。

在满足同样风量Q2的情况下, 风压将降低到H3, 轴功率Ps2也降低, 而且节约的功率与面积A-H1-0-Q1-A和C-H3-0-Q2-C之差成正比, 可见用调速的方法来减少风量的经济效益是十分显著的。

当需要的风量减少时, 风机转速降低了, 其轴功率按转速的三次方下降, 假如当所需的风量为额定风量的80%, 则转速也下降为额定转速的80%, 那么风机的轴功率将下降为额定功率的51.2%。当所需要风量为额定风量的50%时, 风机的轴功率将下降为其额定功率的12.5%, 所以转速降低了, 效率也会有所降低。

通过对风机调速原理和变频调速技术的分析, 再针对BDK-8-No25型对旋式轴流风机当前的运行状况, 来设计风机变频调速控制系统。通过对风机变频调速后, 系统可以根据风量的需求情况, 按照公式的变化规律, 来改变电机的转速, 这样既提高风机的运行效率, 又提高能源利用率。

摘要：矿井通风就是把地面空气不断送入到井下, 同时把井下污浊空气排除井外的过程。矿井通风的主要作用是:连续供给井下人员足够的新鲜空气, 满足工作人员呼吸的需要;并稀释井下有害气体及矿尘到安全程度, 排出作业地点;排出大量的热量和水蒸气, 创造适宜的工作环境。在矿用通风机中, 对旋轴流式通风机具有风压高、风量大、噪声低、高效节能、性能稳定等优点, 通过对两台互为备用的BDK-8-No25型对旋式轴流风机的控制系统进行设计研究。并对对旋轴流式通风机的结构, 特性以及启动、运行、停机做了相关的分析, 针对当前的控制系统的分析, 通过理论得出变频调速控制系统的优缺点。

关键词：旋轴流,风机,变频调速

参考文献

[1]孙传余.煤矿变频风机控制系统的研究与开发[M].工矿自动化, 2009.

[2]祝龙记, 过希文.变频调速装置矿井通风机应用技术[J].煤矿机械, 2006, 10.

[3]杨公源.常用变频器应用实例[M].北京:电子工业出版社, 2006, 49-64.

大型轴流式通风机安装的几个问题第5篇

1 安装轴流式通风机及配用电机步骤

1.1 确定风机及电机的位置

安装通风机及电机时, 要考虑确定风机及电机中心线即留大线, 在出风口及进风口确定中心两点, 挂出一条大线, 用水准仪测定风机及电机地基标高, 根据风机轴中心h2, 及电机轴中心高h1来确定风机及电机基础高, 考虑传动轴长度L, 风机底盘前端第一个地脚螺栓孔至风机主轴对轮的间距L2, 以及电机底盘前端第一个地脚螺栓孔至电机对轮的间距Ll, 来确定风机基础孔及电机基础孔前后位置, 根据留的大线来确定风机及电机基础孔左右位置。在确定风机及电机基础高时要充分考虑留垫铁的高度。确定基础尺寸后, 挖基础进行基础浇罐, 留好基础孔。

1.2 吊装风机及电机

在浇铸好基础至少7d以后, 清理干净基础, 放好地脚螺栓, 用吊车整体起吊风机 (带底盘) 座在风机基础上, 并同时垫好平垫板和斜垫板, 装好地脚螺栓;起吊电机 (带底盘) 至电机基础上, 同时垫好平垫板和斜垫板, 装好地脚螺栓。

1.3 找正风机和电机水平

打开风机前后端轴承箱, 拆轴承箱上座, 将框架水平仪放置在轴承箱上下接合面上, 检查风机是否水平, 如果不水平, 通过调整斜垫板来找水平, 同样用水平仪检查电机是否水平, 通过调整斜垫板来找水平。

1.4 找正风机和电机联轴器同轴度及端面间隙

找正风机和电机联轴器同轴度也就是测定风机和电机对轮的径向位移及端面倾斜, 进一步细分就是测量风机及电机对轮上下径向偏差、左右径向偏差、上下端面倾斜、左右端面倾斜以上8个指标均要符合有关规定, 对轮端面间隙也要符合有关规定。

1.5 对风机和电机基础进行二次浇灌

风机和电机找正好后, 将风机和电机底盘下的各组垫板焊接成一体, 对风机和电机底盘进行二次浇灌, 浇灌后基础混凝期一般不应少于7-14d。

1.6 在基础混凝期安装风机附属设备

在基础混凝期间, 我们可以安装传动轴、集风器、整流器、固定扩散芯筒支架, 安装扩散芯筒、扩散器等, 确定刹车装置基础位置以及中导叶调整装置基础位置, 浇铸好刹车装置及中导叶调整装置基础。

1.7 对风机和电机基础进行修整

安装刹车装置及中导叶调整装置, 同时对风机基础、电机基础进行修整、摸面。

基础凝固好后, 对风机和电机地脚螺栓进行紧固, 紧固后, 清理风机内部及施工现场杂物, 就可以准备试车。

2 安装前及安装过程中应注意的问题

2.1 选择地脚螺栓的长度

一般我们在安装前要准备好地脚螺栓, 地脚螺栓长度有一个经验公式可以参考。

式中L———地脚螺栓总长度;

L1———埋人深度 (包括垫板厚度) ;

H1———装地脚螺栓部分的机座厚度;

H2———垫圈厚度;

H3———螺母厚度;

H4———地脚螺栓露出螺母长度。

地脚螺栓埋人深度一般最小不小于0.4m, 最大不超过1.5m。

2.2 基础尺寸的要求

在深挖风机及电机基础时, 要求其深度要比地脚螺栓埋人深度深300mm, 其宽度至少要比地脚螺栓宽度宽600mm, 即一边要保持300mm, 前后边到地脚螺栓位置至少要保持400mm左右, 为保证基础牢固及减振性可以在基础内加入圆条或钢管。

2.3 安装地脚螺栓的要求

2.3.1 地脚螺栓的不铅垂度允差为10/1000。

2.3.2 地脚螺栓弯钩以底端不碰孔底, 其距离不小于100mm, 螺栓到孔壁周围的距离不小于15mm。

2.3.3 待混凝土强度达到标号的75%以上, 才允许拧紧螺母, 拧紧螺母时, 要采用对称地分次拧紧方法。

2.4 风机及电机底盘垫板的安放要求

2.4.1 垫板的形式及规格

底盘垫板的形式一般采用平垫板及斜垫板一同使用, 下部安放平垫板, 上部安放一对斜垫板一同使用, 使用斜垫板一定要成双使用, 找正找平后, 各组垫板要焊牢固。

垫板总高度:H1=H- (h1+h2)

式中H———风机轴中心标高与一次浇灌基础的实际标高差;

h1———主机转子轴中心线到风筒支座下边的中心高;

h2———主机底盘高度。

按底盘与基础接触宽度及垫板露出底盘长度 (一般露出10-30mm) 来确定垫板长度, 再按垫板斜度 (一般取1:10-1:20) 确定一对斜垫板高度, 平垫板厚度根据斜垫板及垫板总高度就可以确定。

2.4.2 垫板布置及垫板组的要求

2.4.2. 1 一组垫板最下面一块要放平垫板, 且与基础接触良好 (一般要与基础研平) 一组平垫板从下而上厚垫板要在下面, 块数一般不超过三块, 最多不超过五块, 平垫板与斜垫板同时使用时, 平垫板要在下面, 上面再放一对斜垫板, 两块斜垫板的斜度要相对。

2.4.2. 2 设备找平后, 垫板应露出底盘面外缘, 平垫板应露出10-30mm, 斜垫板应露出10-50mm, 平垫板伸人底盘底面的长度应超过地脚螺栓的中心。

2.4.3 为使在二次浇灌水泥沙浆方便, 一般垫板总厚度要保持在50-100mm之间。

2.4.4 垫板在能放稳和不影响二次浇灌的情况下, 应尽量靠近地脚螺栓。

2.4.5 每一组垫板应放置整齐平稳, 保证接触良好, 在主机与底盘都找正后, 每一组垫板被压紧, 可用手锤逐组检查。

2.5 风机找正中的顺序及要求

2.5.1 在风机找正过程中要尽量保证风机及电机水平。在整个过程中要测定风机对轮与电机对轮的间距, 确保联轴器端面间隙符合要求。

2.5.2 在以电机对基准粗找风机时, 尽量动风机底盘, 不要动电机。

2.5.3 在以风机为基准精找电机时, 要调整电机底盘, 使电机向风机基准靠。

2.5.4 在找风机及电机联轴器同轴度时, 要根据对轮的上下及格左右经向偏差变化, 来确定电机及风机调整方向, 同时还要参考对轮上下及左右端面间隙变化来确定电机及风机倾斜方向及程度。

摘要：煤矿通风是煤矿安全生产的重要环节。风井在更换、安装新型风机时, 风井处在单机运行状况下, 如果运行风机出现故障而停机, 井下不能正常通风严重影响煤矿安全生产, 因此这就要求我们在施工前做好准备工作, 确保单机运行期间无事故, 本文主要对安装风机及电机的施工步骤及在施工前后所要注意的几个问题进行探讨。

轴流式风机第6篇

轴流风机是轴流式风力灭火机的关键部件, 该文运用回归分析理论对T40-2A轴流风机的实测气动性能数据进行回归分析, 建立了风压、功率与风量之间相应的回归模型, 得出实用的二次函数方程, 为进一步实现该系列轴流风机在轴流式风力灭火机中的应用和相似设计奠定了理论基础。

1 轴流风机性能曲线回归模型的建立

1.1 最小二乘法基本原理

用函数f (x) 对试验数据 (xi, yi) (i=1, 2, …, n) 进行拟合, 由于函数f (x) 曲线不一定通过所有的测试点 (xi, yi) , 故f (xi) 与yi之间存在偏差。确定系数aj (j=0, 1, ……, m) 使偏差ri= f (xi) - yi的平方和为最小, 即

偏差的平方和undefined极小值 (1)

在选择了曲线的数学公式模型f (x) 之后, 要求样本点中实测值yi与计算值f (xi) 之差的平方和最小为条件来选择f (x) 中系数的方法叫做最小二乘法。

设f (x) 中有m个系数:a0, a1, …, aj (m≤n) 对给定的一组数据 (xi, yi) (i=1, 2, …, n) , 如果用最小二乘法来拟合曲线, 拟合曲线的一般数学模型表达式为undefined, 则称f (x) 为m次回归曲线方程, 拟合函数为多项式。

即undefined

由于R可以看作是a0, a1, a2…, am的多元函数, 所以最小二乘拟合多项式的构造问题可以归结为多元函数的极值问题。根据多元函数极值的必要条件得, aj (j=0, 1, …, m) 满足

undefined

即undefined

解此线性正则方程组可得系数aj (j=0, 1, …, m) 的值, 即可求得m次回归曲线方程f (x) 。

1.2 回归曲线方程的建立

从轴流风机性能曲线图可以看出其性能曲线P-Q、N-Q的形状近似于抛物线, 故可采用二次多项式回归曲线对离散测试数据点进行最小二乘拟合, 建立轴流风机性能回归曲线方程为:

undefined

式中:Q为风机流量/m3·h-1;P为风机全压/Pa;N为风机功率/W。a0、a1、a2为P-Q回归曲线方程的系数;b0、b1、b2为N-Q回归曲线方程的系数。

由最小二乘原理可得二次回归曲线的正则方程组, 求解该方程组, 即可确定方程 (4) 、 (5) 的系数, 从而确定P-Q、N-Q回归曲线方程。设定全压回归曲线方程P=f1 (Q) , 功率回归曲线方程N= f2 (Q) , 自变量Q为xi, 因变量全压P为yi, 功率N为zi, 即全压拟合函数可以表示为yi=f1 (xi) , 功率拟合函数zi=f2 (xi) 。

全压回归曲线正则方程组如下:

undefined

功率回归曲线正则方程组如下:

undefined

1.3 工况点数据的采集与回归分析建模

鉴于T系列轴流风机具有大风量、低全压、小功率的特点, 比较适合用作轴流式风力灭火机的灭火风机之用, 该文拟采用T40-2A轴流式风机测试得到的试验数据 (见表1) , 这些数据是在西安交通大学流体机械研究所研制的MGS风机性能测试系统检测出来的, 这就确保了数据的准确性。

运用回归分析工具对T40-2A的实测数据进行二次多项式拟合, 确定了P-Q、N-Q回归曲线方程系数 (见表2) , 得到风机的全压回归曲线方程 (6) 、轴功率回归曲线方程 (7) 两个拟合多项式, 并绘制出轴流风机P-Q和N-Q拟合曲线图 (见图1、图2)

注:T40-2A风机试验时的转速为2 900 r·min-1。

全压回归曲线方程:P=f1 (Q) =0.0006Q2- 0.3929Q + 62.834 (6)

功率回归曲线方程:N= f2 (Q) =0.00006Q2 + 0.0156Q + 18.302 (7)

2 回归曲线方程的显著性检验

2.1 拟合度检验

拟合度检验是对已建立的预测模型进行检验, 比较其预测结果与实际发生情况的吻合程度。剩余平方和检验是比较常用的拟合度检验方法之一。

根据回归分析原理, 二次曲线回归效果的好坏可以用相关指数R2来衡量, R2越大 (越接近于1) , 则表明所拟合曲线越准确, 回归的效果越好。

轴流式风机第7篇

1 锅炉风机和风烟系统存在的问题

以大型火电厂锅炉通风系统采用的典型平衡通风方式为例, 实验研究对象由2台动叶可调轴流式送风机、2台双级动叶可调轴流式一次风机和2台入口静叶可调轴流式引风机组成。为了满足火电厂达标排放要求, 增加了由预洗塔和吸收塔构成的两塔串联布置结构的烟气脱硫系统。

脱硫系统设计有增压风机与引风机串联的运行方式, 但正常运行中脱硫增压风机动叶开度大, 受增压风机自身缺陷限制 (入口导叶开到一定程度, 风机振动大, 不能长期在80%开度以上运行) , 不能满足正常满负荷运行引风机出口微负压运行的要求。大负荷运行时引风机后, 烟气系统阻力增加而偏离设计值。

引风机运行过程中不断抽出炉膛产生的烟尘和过剩的空气混合物, 并维持炉膛一定负压运行, 介质经过炉膛、水平烟道、垂直烟道、脱硝、空气预热器、电除尘和增压风机脱硫系统到烟囱的过程, 要克服各级各段受热面和系统的流程阻力。此外, 实际运行中负荷、积灰、结焦、燃烧工况变化等都会影响系统阻力变化, 造成并列运行投炉膛压力自动调整的引风机工况点频频变动, 在低负荷运行时易进入不稳定工况区, 从而导致抢风现象的发生。

此外, 空预器材质长期运行过程中受低温腐蚀和磨损的双重作用, 使部分蓄热元件破碎, 造成通道堵塞, 加之空预器积灰, 增大了空预器阻力和引风机运行入口烟道阻力。因此, 低负荷运行引风机出口压力正压维持不变, 造成风机运行在不稳定工况区几率大增, 负荷在330 MW以下运行时, 两台风机并列运行常出现抢风现象。以下为韩城第二发电公司1号机组负荷在300 MW时, 引风机发生抢风前、后参数变化情况。

抢风前参数 (B/A) :增压风机入口风压+108 Pa, 预热器差压1.1~1.26 k Pa, 引风机电流116~118 A, 引风机入口导叶开度39%~40%, 引风机出口压力0.09~0.13 k Pa, 引风机入口压力-2.2 k Pa。

抢风后参数 (B/A) :增压风机入口风压+124 Pa, 预热器差压1.1~1.07 k Pa, 引风机电流110~135 A, 引风机入口导叶开度39%~54%, 引风机出口压力0.09~0.13 k Pa, 引风机入口压力-1.7~-1.4 k Pa。

由以上数据可以看出, 随着机组负荷的降低, 烟风流量减小, 引风机运行工况不稳定。如果系统发生微小扰动, 比如脱硫增压风机调整不及时、空预器长时间不吹灰等工况, 引风机工作点进入不稳定区域, 则会出现抢风现象。

2 静叶调节轴流式引风机“抢风”理论分析

“抢风”是指并联运行特性完全一样的两台风机, 其中一台风量特别大, 而另一台风量却很小, 但风机的电流仍相差很大, 此时如果稍有干扰 (比如开大小风量风机的进口导叶, 或关小大风量风机的进口导叶) , 这两台风机的风量和电流就会相互交换, 造成炉膛负压剧烈波动, 严重时会因其中一台风机风量过大导致电动机过电流而损坏。因为两台静叶调节轴流式风机并列运行, 风机的实际运行状态不仅取决于其本体的性能, 还取决于整个管路的特性, 风机的工作点即是风机性能曲线与风道特性曲线的交点。当风道的特性曲线与两台风机的合成性能曲线交于驼峰点后时, 可形成稳定工况;如果风道的特性曲线与两台风机的性能曲线交于驼峰前, 则进入抢风区, 两个风机的工作点受到扰动就会互换。

因此, 避免风机抢风的根本措施是防止工作点落在抢风区域内。一旦发生抢风现象, 应及时采取措施使风机工作点离开抢风区, 比如减小系统阻力, 使管网阻力曲线变缓, 从而使风机回到稳定工作区。

3 改进方法和结果分析

根据理论分析可知, 使风机运行工作点离开抢风区, 即可使风机回到稳定工作区。因此, 在保证增压风机运行工况稳定的前提下, 在机组减负荷过程中, 尤其是机组负荷低于350 MW时, 可采取以下几种方法使风机回到稳定工作区: (1) 调整维持增压风机入口负压运行, 以降低引风机出口系统阻力; (2) 加强空预器定期吹灰, 合理控制空预器吹灰间隔时间和频次; (3) 利用机组停运机会, 对空预器和脱硫预洗塔除雾器进行彻底冲洗, 以减小烟道阻力, 使风机运行中工况得到彻底改善; (4) 通过停机状态下改造预热器受热面, 将冷端受热面换成防腐、防磨的材料; (5) 严格控制排烟温度高于露点温度, 以防止预热器低温腐蚀。

经采取以上方法优化后, 在300 MW负荷时引风机并列运行稳定, 运行参数 (B/A) 如下:增压风机入口风压-168 Pa, 预热器差压0.5~0.6 k Pa, 引风机电流109~110 A, 引风机入口导叶开度29%~30%, 引风机出口压力-0.07~-0.06 k Pa, 引风机入口压力-1.4~-1.3 k Pa。经过一段时间的实验, 证明在该工况下能够避免抢风现象的发生。

4 结论

通过以上分析和实验结果证明, 该改进方法能够有效避免轴流风机并列运行出现的抢风现象, 显著提高锅炉低负荷运行的安全性能, 避免了此类异常事故引起的安全隐患。采取规范受热面吹灰、定期冲洗等措施, 降低了厂用电率和发电煤耗, 提高了锅炉效率, 降低了发电成本。

参考文献

[1]黄儒斌, 梁耿.600 MW锅炉引风机抢风分析及处理[J].广西电力, 2012, 35 (4) :54-56.

轴流式风机第8篇

煤矿主通风机是煤矿通风系统的风源,同时也是耗能大户,所以其安全、经济运行意义重大。有关技术文件[1]规定主通风机状态调整时应进行性能测试,从而获取调整后主通风机的性能曲线,为煤矿的安全生产提供可靠的保障。

本文以白集矿对旋轴流式主通风机现场性能测试为例,介绍具体的主通风机现场性能测试方法。

1现场情况简介

白集矿为适应生产要求,将原有的4-72离心风机改造为现在流行的对旋轴流式通风机,风量为90～45 m3/s,静压为1 200～4 800 Pa,转速为990 r/min。设备布置如图1所示。

1-风机入口法兰截面;2-风机扩散器出口截面

2测试原理及测试方法

2.1 测试原理[3]

通风机的性能曲线指的是风机的效率与静压之间的关系曲线。风机的静压可直接测得,风机的效率可通过对气动参数、几何参数和电气参数的测试及下述公式求得。

如图1所示,风机入口法兰截面1和扩散器出口截面2之间的设备为风机,根据伯努利方程和连续方程,风机的全压和流量为

在扩散器出口截面p2处 ,联立求解式(1)、(2),得风机的全压及静压为

因此,通风机的全压效率、静压效率及工序电耗[1]为

式中:p1、p2分别为截面1、2的气体静压,p2=0,Pa;v1、v2分别为截面1、2的气体平均流速,m/s;A1、A2分别为截面1、2的面积,m2;qv为通风机的体积流量,m3/s;ρ为气体的密度,kg/m3;pt、pst分别为风机的全压、静压,Pa;η、ηst分别为风机的全压效率和静压效率;Ef为风机的工序电耗,kW·h/(106 m3·Pa);N、Nd分别为风机轴功率和电机输入功率,kW;ηd、ηc分别为电机和传动装置效率,由于对旋风机的叶轮直联,故ηc≡1。

由式(6)可看出,只要测得气动参数qv、p1、ρ ,几何参数 A1、A2以及电气参数Nd、ηd ,就可求取风机的静压效率ηst。

根据相似定理把风机的性能参数换算到规定的状态和转速下,就可绘制风机的性能曲线了。

2.2 体积流量的测试方法

一般要求在缓变流截面上测量流量,否则应在2个截面处测量流量,且测试结果比较接近时方为有效[1]。流量的测量方法多种多样,电子风表法[2]灵活性强,但价格较高;差压法[4,5]可利用风机本身的某些结构测量流量,且对流场的要求低一些,但准确地确定流量修正系数仍是一件不易的工作;应用毕托管测量对旋风机的流量是较好的选择,仪器设备简单,测量准确,尽管有些繁锁。如图2所示,由于对旋轴流式风机的电机内置,叶轮入口前有较长的平直环形风道,是较理想的缓变流,且风速高,信号强度大,距叶轮L=(2～3)倍的弦长,沿半径方向均布置有3支毕托管,统一与3支U形水柱计相接,可同时测得该截面气体的全压、静压、动压,按等环面积法沿半径布置n个测点,i=1,2,…,n,则测点处的直径为

气体的全压、静压、动压取各测点的平均值。如气体的平均动压undefinedundefinedΔpdi/n ,该截面的平均流速是undefined,设测风截面积为A,则流量:

就对旋轴流式风机而言,这种方法大多情况下都能取得较好的效果,不需要再取第二截面测量流量进行比对。

2.3 压力的测量方法[6]

合理地选择截面1、2,使二者之间不存在不属于风机的多余风道,这时Δp=0,所以只要测得对应的气体静压,由式(3)、(4)即可求得风机的全压、静压,测试方法如图3所示。气体压力测量时务必多点取样,否则将引起较大的误差。

2.4 轴功率、气体密度和转速的测量

根据间接测定法[7]求得电机效率,用二表法可测得电机的输入功率,根据式(8)可得风机的轴功率,对具有变频器的系统应选用磁电式仪表。

气体密度按式(11)求得[1]:

式中:ρ为气体密度,kg/m3;p0为大气压力,Pa;ϕ为空气的相对湿度,%;psat为温度为t °C时空气的绝对饱和水蒸气压力,Pa;t为空气的温度,°C。

由于对旋轴流风机的电机内置,现场测量转速比较困难,故根据经验认为风机运行转速约等于额定转速。

3测试方案及技术措施

确定测试方案时,首先必须明确风机的起止点,否则易引起不必要的争议。其次,因风机的性能对入口流场较敏感,应采用对风机入口流场干扰较少的阻力调节措施。再次,因为现场条件下准确测量大型风机的流量较困难,应选用有可靠依据的流量测量措施。

本次测试属于新风机投产前的性能测试,新风机尚未联网,老风机仍在运行。有关方面商定以风机入口法兰截面1起、到风机扩散器出口截面2止为风机。如图1所示,测试Ⅰ号风机时,从Ⅱ号风机进风,风流回路是大气→Ⅱ号风机扩散器→Ⅱ号风机→Ⅱ号风机的切换风门→Ⅰ号风机的切换风门→Ⅰ号风机→Ⅰ号风机扩散器→大气,利用Ⅱ号风机的切换风门调节风阻,使得风阻从小到大逐步变化,确保5～10个测点,且尽量均匀布置,直至获得性能曲线上的拐点为止。测试Ⅱ号风机时方案类似。

测试时,风门全开启动风机,逐步减小2号风门的开度,开度到位且风流稳定后,开始记录各数据,多次随机读取某一参数的若干个数据,取其算术平均值作为该参数的示值。参数的测量方法如上所述。

4测试结果及分析

将测得的各个参数,根据式(3)～(10)进行分析计算,结合相似定理[3],绘制风机的性能曲线,如图4所示。

由图4可知:

(1) 实测性能曲线与样本性能曲线的差别是明显的,重复测量也证实了上述结果,其主要原因之一在于二者的测试条件差别较大,所以风机的现场性能测试是十分必要的。

(2) Ⅰ号风机的压力略高于Ⅱ号风机的压力,这说明这2台风机叶片的安装角不完全一致,Ⅰ号风机叶片安装角略大于Ⅱ号风机,应作适当调整。

(3) Ⅰ号风机稳定运行区最小流量大于Ⅱ号风机,原因之一是Ⅰ号风机叶片安装角略大于Ⅱ号风机,对此应给予重视,防止不稳定运行现象的发生。

(4) 在该安装角度下,风机的效率曲线较平坦,高效区范围较宽。

5测试中应注意的问题

通风机的性能测试是技术性很强的工作,加上现场条件的复杂性[8],做好风机性能测试并不容易,下述问题应给予重视:

(1) 风机性能现场测试时,应遵守有关规定和规范,明确风机的起止点,否则易引起不必要的争议;

(2) 阻力调节措施应方便可行,减少对风机入口流场的干扰;