通風降溫工程改變葉輪轉速調整離心通風機工作點的探討應用“等減

在礦井開采過程中，隨著并下巷道的掘進延伸及采區工作面數目的增加，通風網絡阻力也將不斷增加。并且隨著產量的增加，礦井瓦斯涌出量也隨著增加。為了適應這種變化，應當根據需要調整風機的工況點。

眾所周知離心式通風機常用的調整工況點的方法有三種：改變葉輪轉速調整法、前導器調整法。

閘門節流法一般在風機投入運行后進行，并且調節的幅度也很小，故效果不明顯，目前在礦井運行的4－72系列通風機，大多數都沒有設置前導器，故不能用前導器調整工作點。離心．通風機工作點調整的主要措施暈改變風機葉輪轉速，在一般教［科書中，僅只籠統介紹離心式風機可采用更換皮帶輪或電動機5的方法改變葉輪轉速來達到調整工作點的目的，很少具體介紹g更換皮帶輪或電動機的方法和原則。另外礦用電動機的制造成體較高，價格昂貴，盲目更換會給企業造成浪費或經濟損失。所以，有必要對此加以研討，以充分挖掘設備潛力、節約資。下面結合實例說明改變風機工作點的具體過程和效果。

在改變葉輪轉速的操作之前，需要在理論上進行計算。

1.確定新工作點葉輪應有的轉速

確定新工作點下風機葉輪轉速的方法有兩種·，一是在礦井經過網路特性測定之后，可將網路特性曲線繪制在通風機個體特性曲線上，根據風量、風壓的要求確定新工作點時的轉速。如果工作點位于兩條轉速線之間，可用內插法確定轉速。其二，若沒有條件測定網路特性曲線，可用比例定律估算。

2.更換皮帶輪

確定葉輪轉速后，接著應考慮更換電動機皮輪來滿足要求。根據傳動理論，應加大電動機皮帶輪的直徑，不得減小板動輪的直徑。

3.驗算電機的功率

在驗算電機功率時，應按正在使用的電機進行，可先不慮備用系數，當驗算結果顯出電機稍有過負荷時，不要盲目技出更換電機，而應對電機運動數據進行分析，同時也應分析｝算數據和實際運行數據之間的誤差因素，通過綜合分析比較方可確定經濟合理的方案。

實例：鄭州煤炭集團公司某礦，由于原煤產量增加，急增加礦井風量（該礦井單翼生產，一個風并抽出式通風）。根瓦斯涌出量，確定礦井風量需增加到65m31s，全壓力 1．47hP。該礦通風設備的有關技術數據如下表1。（l）根據以上條件，用比例定律估算轉速

由n1/n2＝Q1/Q2 得n2=n1 Q2/Q1＝627．5 r/min

表 1
風機型號 4-72-11-NO.20B 電機型號 JS126-8
葉輪轉速(r/min) 560 額定電壓(V) 380
實測風量(m3/s) 58 額定電流(A) 210
實測全壓(kPa) 1.176 額定功率(kw) 110
帶輪直徑(mm) D2=800 額定轉速(r/min) 730

確定轉速為 630r/min。

(2）計算加大后主動帶輪的直徑 D=D2n2/n＝690mm

(3)驗算電動機的功率
根據調整后參數Q=65m3/s，全壓1.47kP。，及通風機效率η＝0．82，傳動效率ηc＝0．95，得電動機功率：
N＝HQ/(102ηηc）=123kw＞110kw

由此計算數據可知電機已過負荷，應更換電機。

（4）對通風機實際運動情況分析
根據實測：Q=58m3/s，H＝l·17kPa

(5)計算電機功率

N理=HQ/(120ηηc)=88kw

風機運行時電動機的電流I＝120A 電壓U＝80v
功率因數 cosφ＝0．9

計算電動機的功率：Nλ＝ kw
由此，電動機的輸人功率與計算功率之間存在著誤差，其√3cosφUI=71kw

電動機的實際輸人功率與計算出的功率的比值為：Nλ/N理=71/88x100%=81%

若按比例考慮，新工作點下電動機的輸人NλxN理=99．6kw＜110kw，可知采用原電動機能滿足要求不超負荷。

5.實際運行結果

綜合上述分析，該礦仍采用原電動機，只是電機皮帶輪由原先的 610mm更改為 690mm，更換皮帶輪后風機運行狀況良好。工作點調整后，通過實測風量比原來增加 500m’lmin，全壓增加！ 96Pa滿足了礦井的需要。

劉開鋒 梁亞勛 李景銀/西安交通大學流體機械研究所
賈江平/陜西鼓風機(集團)有限公司

摘要 ：應用等減速流型進行了 7-40 燒結鼓風機模型的效率法設計，并通過與常規設計的模型進行多次對比試驗研究，得出了應用等減速流型進行設計和葉型繪制方法，結果表明：應用等減速流型設計在提高模型效率方面有明顯的效果。
關鍵詞：燒結鼓風機 等減速流型 葉型 效率
中圖分類號：TH44 　　　文獻標識碼：B
文章編號：1006-8155（2007）03-0007-03
Test Research on Rising the Model Efficiency of sintering Blower Using “Equal Deceleration Fl ow Model”
Abstract ： The designed efficiency method of 7-40 sintering blower model using “Equal deceleration fl ow model” is carried out, and compare the model with conventional designed through test research many times, the method of design and draw profile using “Equal deceleration fl ow model” are obtained. The result shows: using the design of can raise the model efficiency obvious.
Key words: Sintering blower Equal deceleration fl ow model Profile Efficiency

0 引言

　　燒結風機是工業重要裝備之一，同時正在向大型化發展，耗功率相對較高，研制高效的燒結模型有很重要的意義。筆者采用錐前盤焊接結構葉輪的形式，立足于僅改變葉片型線的思路，不考慮其它因素對葉輪效率的影響，設法提高模型效率。采用效率法設計了數種單圓弧形葉片，在同一個機殼里進行了多次對比性的試驗研究和結果分析，選擇其中一個單圓弧葉片，且其效率較高，保持其d1、d2、b2、β1A、β2A、前盤傾角θ不變，應用等減速流型進行葉型的設計和試驗研究[1] ，達到了良好的效果，全壓效率最高達到了82% 。從而驗證了等減速流型的可靠性。同時筆者也得出了一種等減速葉片的繪制方法。

1 　等減速葉片提出的依據

　　葉輪內的流動損失主要發生在葉道內，而葉道內損失的大小主要與葉片進口后的平均相對速度的平方成正比，理想氣體在葉片間任一斷面上的相對速度沿流線垂直方向的變化率可表示為

　　

　　由此可知葉道內相鄰葉片間相對速度近似于按直線規律變化。這樣，在使葉輪當量擴張角θ在最佳 值附近的條件下，使葉輪內沿中心流線方向，相對速度W1也按線性規律變化到W2 ，以減小葉輪流道內的損失，進而用以提高葉輪的效率。

2 　一種等減速葉片型線的繪制的基本推導和繪制方法

　　用效率法進行模型設計時，在確定了合適的β1A、β2A后，可求出葉輪的進出口相對速度W1、W2，這樣為畫等減速葉片型線提供了前提基礎，下面就繪制等減速葉片的相關公式進行推導。由任意半徑處的速度三角形知：

　　

　　利用以上關系和根據速度三角形求知的W1、W2即可繪制葉片，見圖2。

3.2　 試驗方法

　　按照GB1236-85《通風機空氣動力性能試驗方法》中進氣性能試驗方法，采用進口集流器測量流量；采用平衡電機法測量功率；按照 GB/T2888-1991《風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法》進行噪聲性能試驗。
　　采用兩種設計方法設計葉輪，相應的風機性能試驗結果無因次性能曲線見圖3。

　　等減速葉片葉輪設計點試驗數據見表2。 為了在提高風機效率的同時進而提高壓力， 在第一個葉輪幾何及結構參數不變的情況下，將葉片設 計成 等減速葉片，進出口角度未變 , 僅改變葉片型線。經過試驗后 結果表明：在設計點效率達到80.8% ，壓力系數為0.65。風機高效區偏向大流量 且高效工況范圍較大 ，在大流量區最高效率達

4 　結束語

　　影響模型效率的因素很多，若在其它因素相對較合理的情況下，利用等減速流型進行設計和簡單的葉型繪制方法是一種很好的手段，對提高效率有明顯的效果。但仍有很多問題要改進和優化設計，通過提高研發手段和研發能力，發揮CFD計算軟件的作用和優點，對比分析試驗積累的寶貴數據，從而開發出更先進的燒結鼓風機模型。

參 考 文 獻

[1] 西安交通大學風機教研室 . 離心式通風機 . 風機大專班試用教材， 1999.12.

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