張哲

摘 要：作為礦井通風(fēng)的主要?jiǎng)恿?，礦井通風(fēng)機(jī)因工作時(shí)間長、功率大而耗電量也較大。因此，研究礦井主通風(fēng)機(jī)節(jié)能就有了非常重要的現(xiàn)實(shí)性意義。本文在研究煤礦主通風(fēng)機(jī)節(jié)能現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)也做出了美好的觀望，以供同行參閱。

關(guān)鍵詞：煤礦；主通風(fēng)機(jī)；節(jié)能降耗；現(xiàn)狀；展望；平均效率

據(jù)相關(guān)研究不完全統(tǒng)計(jì)：煤礦主通風(fēng)機(jī)電耗大約占據(jù)煤礦企業(yè)整體電耗的20%左右。這一數(shù)據(jù)表明礦井主通風(fēng)機(jī)節(jié)能有著很大的空間。而研究數(shù)據(jù)還表明：我國重點(diǎn)煤礦所使用的大概1000多臺(tái)主通風(fēng)機(jī)平均效率大于60%的占據(jù)不到2%的份額，而平均效率處于50%-60%之間的約占據(jù)57%。這些數(shù)據(jù)再一次說明煤礦企業(yè)主通風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極有必要。

一、礦井主通風(fēng)機(jī)節(jié)能研究的現(xiàn)狀

（一）主通風(fēng)機(jī)主體

在主通風(fēng)機(jī)方面，當(dāng)前我國煤礦企業(yè)的主要節(jié)能降耗應(yīng)對(duì)措施為研制高效的風(fēng)機(jī)，同時(shí)改造并更新老舊的低效風(fēng)機(jī)，強(qiáng)化對(duì)主通風(fēng)機(jī)的日常維護(hù)與管理，選擇合理的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方案。運(yùn)用三元流動(dòng)理論研制高效的三元葉輪。三元流動(dòng)理論貫穿于葉片擴(kuò)壓器靜止元件設(shè)計(jì)的始終，擴(kuò)大通風(fēng)機(jī)的高效區(qū)，以確保風(fēng)機(jī)即便是在變負(fù)荷條件下也能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提升通風(fēng)機(jī)的效率。結(jié)合工作現(xiàn)場(chǎng)的使用情況綜合考慮使用風(fēng)量、風(fēng)壓以及運(yùn)行中的變化工況，選擇合理的節(jié)能方案。選型設(shè)計(jì)主要著重于電機(jī)和主通風(fēng)機(jī)的正確選擇，除了需要考慮安全性影響因素，還需要考慮運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。此外，日常要強(qiáng)化對(duì)主通風(fēng)機(jī)的維護(hù)與管理制度。樹立安全運(yùn)行、節(jié)能穩(wěn)定的理念，定期進(jìn)行維護(hù)、檢修工作，確保主要設(shè)施以及通風(fēng)設(shè)備安裝、施工保質(zhì)保量。定期進(jìn)行測(cè)試風(fēng)機(jī)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題，確保主通風(fēng)機(jī)始終處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)之中。

（二）通風(fēng)網(wǎng)路

通風(fēng)網(wǎng)路要確保合理設(shè)置，以增加通風(fēng)斷面、減少漏風(fēng)為主要原則。通風(fēng)網(wǎng)路的管線布置要盡量縮短，以簡(jiǎn)單為主。主通風(fēng)機(jī)的僅出口段前后面的直管段L0應(yīng)該確保大于2.5Dg，如果中間遇到急轉(zhuǎn)彎可以適當(dāng)加裝整流柵或者導(dǎo)流葉片。加裝薄板導(dǎo)流葉片的直角彎頭局部阻力系數(shù)為0.4，而無導(dǎo)流葉片則為1.1，導(dǎo)流葉片如果呈流線月牙形則為0.25。試驗(yàn)表明，進(jìn)口彎頭會(huì)影響煤礦主通風(fēng)機(jī)的性能，特別是對(duì)前向風(fēng)機(jī)。要注意修復(fù)并清理漏堵巷道，以增加通風(fēng)斷面，保持網(wǎng)路通暢。逐段測(cè)定分析煤礦主通風(fēng)網(wǎng)路的通風(fēng)阻力，找到高阻力段，采取相應(yīng)的措施降低網(wǎng)路阻力。在這里主要指的是減少局部和沿程阻力。

（三）主通風(fēng)機(jī)特性與通風(fēng)網(wǎng)路特性的匹配性

煤礦礦井主通風(fēng)機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)只能表明效率高，并不能證明節(jié)能好。主通風(fēng)機(jī)能否實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗很大程度上取決于主通風(fēng)機(jī)特性與通風(fēng)網(wǎng)路特性的匹配性。匹配性好，節(jié)能效率才越好。通過使用技術(shù)手段進(jìn)行輔助測(cè)定，確定煤礦礦井內(nèi)主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性以及通風(fēng)阻力的分布情況，而后按照礦井的需風(fēng)量，適當(dāng)改變通風(fēng)網(wǎng)路和主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性，使煤礦主通風(fēng)機(jī)性能與通風(fēng)網(wǎng)路保持最佳匹配狀態(tài)，使通風(fēng)機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理性。

（四）其他輔助裝置

當(dāng)電機(jī)負(fù)荷過低，或者功率因數(shù)過低，可以按照主通風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況適對(duì)電機(jī)加以適當(dāng)調(diào)整，或者直接更換，以此提升電機(jī)的負(fù)荷率，且這個(gè)負(fù)荷率最好保持在0.75以上。對(duì)防爆蓋和反風(fēng)設(shè)施的改造將以盡量降低防爆蓋和反風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)到最低限度，并將鋼絲繩的長度調(diào)整到合理的長度，恢復(fù)閘門位置。在改造不合理的風(fēng)硐時(shí)，要主要確保尺寸和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要科學(xué)、合理，保證風(fēng)速處于10-15m/s之間。盡量選擇半圓形或者圓形的風(fēng)硐的斷面，且表面要確保阻力系數(shù)不要太大，要具有一定的光潔度。改造風(fēng)硐時(shí)必須保證施工質(zhì)量，可以選擇井筒與風(fēng)硐直接連接的方式來減少彎頭的數(shù)量。將風(fēng)硐中的障礙物清除掉，保持風(fēng)硐內(nèi)總阻力不超過200Pa，同時(shí)不能大于礦井整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)阻力的10%。

針對(duì)不合理的擴(kuò)散器，要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與改造。要注意擴(kuò)散角不能改造過量。改造時(shí)注意將擴(kuò)散器出入口的面積之比維持在3-4之間，對(duì)離心風(fēng)機(jī)靠近氣流和動(dòng)輪出口速度切線方向的一側(cè)擴(kuò)散角應(yīng)該保持在12°-14°，另一側(cè)擴(kuò)散角應(yīng)該保持在8°-10°。若擴(kuò)散器內(nèi)加裝消音器，為了有效減少通風(fēng)阻力，可以適當(dāng)增加通風(fēng)斷面。立式擴(kuò)散器在有平向立轉(zhuǎn)時(shí)，要以45°傾角為最佳。

二、礦井主通風(fēng)機(jī)節(jié)能研究的展望

煤礦礦井主通風(fēng)機(jī)節(jié)能研究是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，其概念較為廣泛，而國內(nèi)當(dāng)前對(duì)主通風(fēng)機(jī)節(jié)能的研究主要著眼于通風(fēng)機(jī)主體、通風(fēng)網(wǎng)路以及通風(fēng)機(jī)主體與通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路二者特性的匹配性這三方面。筆者認(rèn)為，礦井主通風(fēng)機(jī)的節(jié)能需要從兩個(gè)大方向著手，一，技術(shù)層面；二，管理層面。技術(shù)與管理兩者要雙管齊下，才能做好節(jié)能降耗工作。就技術(shù)層面而言，通過技術(shù)進(jìn)行測(cè)定、分析，尋找設(shè)計(jì)方案的可供優(yōu)化策略，并結(jié)合煤礦的實(shí)際狀況選擇較為經(jīng)濟(jì)可行的節(jié)能降耗方案。從管理層面來講，方案的設(shè)計(jì)到實(shí)施過程，均需要加強(qiáng)監(jiān)督，確保節(jié)能降耗措施落實(shí)到位。此外，除了上述幾個(gè)方面外，筆者建議對(duì)煤礦礦井主通風(fēng)機(jī)的節(jié)能研究可以從以下幾個(gè)方面著手：節(jié)能降耗的同時(shí)重視對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，設(shè)計(jì)方案要考慮環(huán)境污染因素；構(gòu)建較為科學(xué)、合理且又符合實(shí)際運(yùn)行情況的通風(fēng)節(jié)能經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)體系；結(jié)合技術(shù)水平的發(fā)展，積極尋求新技術(shù)在礦井主通風(fēng)機(jī)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

三、結(jié)語

從當(dāng)前我國煤礦企業(yè)礦井主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況來看，從節(jié)能降耗角度考慮，主要問題在于通風(fēng)機(jī)主體、通風(fēng)網(wǎng)路、通風(fēng)機(jī)特性與礦井通風(fēng)網(wǎng)路特性的匹配性以及所有和通風(fēng)相關(guān)安全、機(jī)械、電氣等的輔助裝置。這些問題導(dǎo)致煤礦礦井主通風(fēng)機(jī)能耗居高不下，這就需要我們通過仔細(xì)分析并堅(jiān)定落實(shí)相應(yīng)策略以提升節(jié)能降耗效益。

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