第十四章 通风机调节.docVIP

第十四章 通风机调节 在开采过程中，通风网路参数或多或少地要发生变化。为了适应这种变化，通风机应当具有可以在宽广范围内进行凋节的性能。目前，国内、外使用的调节方法很多，分别讨论如下。 §1 节流调节 如前述，工况是由风源特性和它对之工作的等效网路特性在同一坐标图上的交点所决定。因此改变其中之一，工况必然随之而变。所谓节流调节，就是在通风机设备中装有闸门的条件下，改变闸门的开启程度，以改变风源特性成等效网路阻力，从而改变工况的一种方法。 例如某通风系统用直径2.4m，转速为750r/min的轴流风机装置为风源。装置运行工况为A（图14-1），风量QA＝160m3/s，静压Hz·st·A＝380daPa，静效率ηz·st·A＝0.73。此风量大大超过了实际需要，若将风道中的闸门下落到适当程度，使等效网路特性由原来的O→A变到O→B，则工况点将移到B，风量减少到实际需要的QB＝130m3/s，相应的静压Hz·st·B＝500daPa，静效率ηz·st·B＝0.8。 对比调节前、后工况，可看出调节后的风量减到了所需数值，而且静效率由原来的 0.73提高到0.8。初看起来，调节的结果是满意的，但仔细分析起来，情况恰好相反。 此，我们可以对比一下产生1m3/s风量所消耗的功率 这就表明，调节后每产生1m3/s风量所消耗的功率要比调节前增多44％。显然，这种调节方法是不经济的。其原因是由于闸门开启程度减小后，使网路阻力增加了?H，克服此附加阻力做了无益功。因此，长期采用这种调节方法，必然浪费大量能量，应当废止。只是为了应急作为暂时的措施才加以使用。 相反，在通风机已经发挥最大能力，而风量还不能满足要求的情况下，若采取措施降低网路或风机设备的内阻，降低等效网路阻力，使工况点朝大流量方向移动，达到加大风量的目的，则可能得到较好的经济效果。 §2 变换转速调节 某通风系统，初期等效网路特性为Q-A，作为风源的风机以转速nl工作时，工况点为点l，此时风量为Q1（图l4-2a）。若拟用改变转速的方法，将工况调节到风量等于Q2的工况2，必须将风机转速降到n2，n2的大小可用比例定律求出。 在图所示情况下，没有自然风压，等效网路特性通过坐标原点。通过点2的比例曲线与等效网路特性曲线重合，点1和2是比例曲线上两点，它们的参数必然满足比例定律。因此，调节后的转速为 经过一段时期，网路阻力增加，等效网路特性演变为Q-A2。为保持风量Q2，必须的转速 式中为比例曲线Q-A2与转速等于n1的风机风压特性交点3＇所标风量。 网路阻力继续增加，可再增加转速以适应新的要求。但不得超过说明书规定的最高转速。 若有自然风压，如图l4-2b所示，通过点2的比例曲线0-2与等效网路特性曲线C-Al不重合。应用比例定律时，首先要找到比例曲线与风机原特性的交点l＇，而后利用比例定律求得调节后必须的转速 调速的具体措施分为阶段调速和无级调速两种。对于用皮带传动的离心式通风机，可用更换皮带轮的办法调节传动比，对于由电机通过联轴节直接传动的轴流式通风机或离心式通风机，可更换转速不同的电机或采用多速电机，实现阶段调速。实现无极调速的装置较多，如液力联轴节、无极调速的皮带轮．以及目前应用较多的串激调速系统。串激调速系统，可以通应金属矿开采时，大爆破后要求加强通风的需要。 对于煤矿，通风网路阻力变化缓慢，不需要经常调节。但采用阶段调速时，在每一阶段的初期，为控制风量，往往需要附加节流调节浪费大量电能。采用串级调速时，可避免此项浪费，所需投资很快可以得到补偿。 转速调节，可以获得较宽广的调节范围。若调节前后的工况是彼此相似的，则效率不变或实际上变化甚微。总按最高转速所需功率配备电机，在低速运行时，就可能出现电机不满载的情况。对于这些特征，应在确定选择转速调节方案时，予以充分注意。 §3 改变前导器角度调节 离心式和轴流式涡轮机理论压头方程式表明，风机产生的压头与入口旋绕速度有关。前导器是装在叶轮入口前的一种导流装置，利用这种装置，可以改变气流进入叶轮的旋绕速度，从而改变风机特性，达到调节的目的。 离心式通风机的前导器（图14-3），是由若干均布在风机进风管中的扇形叶片组成，各叶片可以同时绕自身轴旋转，旋转的方向和角度，由装在外壳上的操作手柄控制。这样，就可以在不停机的情况下进行调节。 当前导器叶片角为负值时，使经过它的气流，朝叶轮旋转方向旋转，形成-c1u，而且角度愈大，负旋绕愈强，根据式（1-22），此时风压将降低。这可由图14-3中角度分别等于-6°、-25°、-40°、-55°和-70°时的特性看出。 当前导器叶片角度为正值时，经过它的气流朝相反的方向旋绕，形成+c1u。