【正文】 風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的調(diào)節(jié)法 某礦抽出式風(fēng)機(jī)是軸流風(fēng)機(jī)，葉片安裝角為 176。 ，靜風(fēng)壓特性曲線為 Ⅰ 曲線，工作點(diǎn)是 a點(diǎn)，工作風(fēng)阻 Rf＝ ／ ()2＝ s2/m8，工作風(fēng)阻曲線為 l曲線。該風(fēng)機(jī)葉片最大安裝角為 40176。 ，其靜壓曲線為 Ⅱ 曲線。 如果生產(chǎn)要求主要通風(fēng)機(jī)通過 50m3/s的風(fēng)量 。 則由風(fēng)壓曲線 Ⅱ 只能產(chǎn)生 風(fēng)壓 ， 不 能 滿 足 原 有 風(fēng) 壓。 如果用降低主要通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻的調(diào)節(jié)方法 ， 就必須設(shè)法將其工作風(fēng)阻降低到Rf39。 ＝ ／ (50)2 ＝s2/m8。 用這個(gè)數(shù)值畫出風(fēng)阻曲線 2， 使它通過工作點(diǎn) b，這時(shí)主要通風(fēng)機(jī)的靜壓效率接近 ， 輸入功率約 96kW。 如果不降低主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻 ， 則工作點(diǎn)是 c點(diǎn) ，此時(shí)主要通風(fēng)機(jī)只能通過47m3/s的風(fēng)量 ， 不能滿足要求 。 所以 ， 當(dāng)該礦所要求的通風(fēng)能力超過主要通風(fēng)機(jī)最大潛力又無法采用其它調(diào)節(jié)法時(shí) ， 就得根據(jù) Rf39。的數(shù)值用擴(kuò)大井巷的斷面 ， 或開鑿并聯(lián) 雙 巷 ， 或 增 加 進(jìn) 風(fēng) 井口 …… 等方法把主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻降低 。 如果主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大于實(shí)際所需要的風(fēng)量時(shí) ， 可以增加主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻 ， 使總風(fēng)量下降 。 如圖所示 ，由于離心式通風(fēng)機(jī)的功率是隨著風(fēng)量的減少而減少 ， 主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻由 R增到 R‘時(shí) ， 其風(fēng)量由 Q降到 Q’， 主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率則由 N降到 N‘。 所以 ， 對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)可以利用設(shè)在風(fēng)峒中的閘門進(jìn)行調(diào)節(jié) 。 當(dāng)所需風(fēng)量變小時(shí) ， 可以放下閘門以增加風(fēng)阻來減少風(fēng)量 。 對(duì)于軸流式通風(fēng)機(jī) ， 當(dāng)所需風(fēng)量變小時(shí) ， 可以把動(dòng)輪葉片安裝角調(diào)小 ，它比增加工作風(fēng)阻的方法 ， 在電力消耗上要經(jīng)濟(jì)得多 。 多臺(tái)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的相互調(diào)節(jié) 采用多臺(tái)風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的礦井，各臺(tái)風(fēng)機(jī)之間，彼此聯(lián)系，相互影響。如果不注意在必要時(shí)進(jìn)行各臺(tái)風(fēng)機(jī)相互調(diào)節(jié)，就有可能使礦井通風(fēng)的正常狀況受到破壞，甚至嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。 □ 多臺(tái)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的相互影響 下圖是某礦簡(jiǎn)化后的通風(fēng)系統(tǒng)，各項(xiàng)實(shí)測(cè)的通風(fēng)數(shù)據(jù)是：兩翼風(fēng)機(jī)的公風(fēng)共路 12的風(fēng)阻R12＝ s2/m8 西翼主要通風(fēng)機(jī)的專用風(fēng)路 23的風(fēng)阻 R23＝ s2/m8；西翼風(fēng)機(jī)葉片角度是 35176。 ， 其靜風(fēng)壓特性曲線是右圖中的 Ⅰ 曲線 ， 這臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 QI＝ 40m3/s， 靜風(fēng)壓 hl＝ 1058Pa， 風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻RI＝ 1058／ (40)2＝ s2/m8，工況點(diǎn)為 a點(diǎn) 。 東翼主要通風(fēng)機(jī)的專用風(fēng)路 24 的風(fēng)阻 R24 ＝s2/m8；東翼風(fēng)機(jī)的葉片角度是 25176。 ， 其靜風(fēng)壓特性曲線是右圖中的 Ⅱ 曲線 ，這 臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 的 風(fēng) 量 QⅡ ＝60m3/s ， 靜風(fēng)壓 hⅡ ＝1666Pa ， 工作風(fēng)阻 RⅡ ＝1666/(60)2 ＝ s2/m8 ，工作風(fēng)阻曲線是 RⅡ 曲線 ，工作點(diǎn)為 b點(diǎn) 。 在上述巳知條件下，按新的生產(chǎn)計(jì)劃要求，東翼的生產(chǎn)任務(wù)加大以后，由于瓦斯涌出量增加，東翼主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量需增加到 Q39。Ⅱ ＝ 90m3/s。這時(shí)，為了保證東翼的風(fēng)量需增加到 90m3/s(為了簡(jiǎn)便，不計(jì)漏風(fēng) )，礦井的總進(jìn)風(fēng)量也要增加，公共風(fēng)路 12的阻力和東翼主要通風(fēng)機(jī)專用風(fēng)路 24的阻力都要變大，即風(fēng)路 12的阻力變?yōu)椋? h39。12＝ R12(QⅠ ＋ Q39。Ⅱ )2＝ (40+90)2＝ 845Pa 風(fēng)路 24的阻力變?yōu)椋? h39。24＝ R24(Q39。Ⅱ )2＝ (90)2＝ 2673Pa 因而東翼主要通風(fēng)機(jī)的靜風(fēng)壓 (為了簡(jiǎn)便，不計(jì)自然風(fēng)壓 )變?yōu)椋?h39。Ⅱ ＝ h39。12＋ h39。24＝ 845＋ 2673＝ 3518Pa 為此需要對(duì)東翼風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)東翼主要通風(fēng)機(jī)的葉片角度調(diào)整到 45176。 時(shí)，靜風(fēng)壓特性曲線為 Ⅱ 39。 ，當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)通過 90m3/s的風(fēng)量時(shí)，產(chǎn)生3518Pa的靜風(fēng)壓。能夠滿足需要。這時(shí)東翼主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻則變?yōu)?: R39。Ⅱ ＝ 3518/902＝ Ns2/m8 它的工作風(fēng)阻曲線是 R39。Ⅱ 曲線，新工況點(diǎn)是 c點(diǎn)。 在上述東翼主要通風(fēng)機(jī)特性曲線因加大風(fēng)量而調(diào)整的情況下，西翼主要通風(fēng)機(jī)特性曲線是否可以因風(fēng)量不改變而不需要調(diào)整 ?如果西翼主要通風(fēng)機(jī)特性曲線不調(diào)整，就成為東翼主要通風(fēng)機(jī)用特性曲線 Ⅱ 39。和西翼主要通風(fēng)機(jī)特性曲線 Ⅰ 聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)該礦進(jìn)行通風(fēng)，下面我們將討論這種聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響。 先在后圖上畫出兩主要通風(fēng)機(jī)的特性曲線 Ⅰ 和 Ⅱ 39。，并根據(jù)各風(fēng)路的風(fēng)阻值畫出 R1R23和 R24三條風(fēng)阻曲線。 專用風(fēng)路 23的風(fēng)量，就是西翼主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，而這條風(fēng)路的阻力要由西翼主要通風(fēng)機(jī)總風(fēng)壓中的一部分來克服，這就是說，風(fēng)路 23的風(fēng)阻曲線R23和西翼主要通風(fēng)機(jī)特性曲線 Ⅰ 之間是串聯(lián)關(guān)系。因此，可用 Ⅰ 和 R23兩曲線按照“在相同的風(fēng)量下，風(fēng)壓相減”的轉(zhuǎn)化原則，繪出西翼主要通風(fēng)機(jī)特性曲線 Ⅰ 為風(fēng)路 23服務(wù)以后的剩余特性曲線 Ⅰ 39。(又名轉(zhuǎn)化曲線 )。 同理，用東翼風(fēng)機(jī)特性曲線 Ⅱ 39。和專用風(fēng)路 24的風(fēng)阻曲線 R24，按照上述串聯(lián)轉(zhuǎn)化原則，畫出東翼主要通風(fēng)機(jī)為風(fēng)路 24服務(wù)以后的剩余特性曲線 Ⅱ 39。39。，經(jīng)過以上轉(zhuǎn)化，在概念上好比把兩翼風(fēng)機(jī)都搬到兩翼分風(fēng)點(diǎn)上，Ⅰ 39。和 Ⅱ 39。39。兩條曲線就是這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)為公共風(fēng)路 12服務(wù)的特性曲線。 128 ? 因?yàn)轱L(fēng)路 12上的風(fēng)量是兩風(fēng)機(jī)共同供給的，即兩風(fēng)機(jī)風(fēng)量之和就是風(fēng)路 12上的風(fēng)量。 而風(fēng)路 l2的阻力，兩風(fēng)機(jī)都要承擔(dān)，即在每臺(tái)風(fēng)機(jī)的總風(fēng)壓中都要拿出相等的一部分風(fēng)壓來克服公共風(fēng)路 12的阻力。 ? 這在概念上好比兩風(fēng)機(jī)搬到分風(fēng)點(diǎn)后，用它們的剩余特性曲線 Ⅰ 39。和 Ⅱ 39。39。并聯(lián)特性曲線為風(fēng)路 12服務(wù)。 因此 ， 用曲線 Ⅰ 39。和 Ⅱ 39。39。按照在相同的風(fēng)壓下 ， 風(fēng)量相加的并聯(lián)原則 ， 畫出它們的并聯(lián)特性曲線 Ⅲ ， 它和風(fēng)路 l—2的風(fēng)阻曲線 R12相交于 d點(diǎn) ， 自 d點(diǎn)畫垂直線和橫坐標(biāo)相交得出礦井總風(fēng)量Q39。＝ 127m3/s， 自 d點(diǎn)畫水平線分別交Ⅱ 39。39。和 Ⅰ 39。兩曲線于 e和 f兩點(diǎn) ， 自這兩點(diǎn)畫垂直線和橫坐標(biāo)相交得出東翼的風(fēng)量 QⅡ ＝ ， 西翼的風(fēng)量 Q39。Ⅰ＝ 。 130 上述分析說明： ? 1) 在上述圖例的具體條件下，當(dāng)東翼風(fēng)機(jī)特性曲線調(diào)整到 Ⅱ39。 而西翼風(fēng)機(jī)特性曲線不作相應(yīng)調(diào)整時(shí)，則礦井的總風(fēng)量下降 (Q39。比 Q小 3m3/s)，通過西翼的風(fēng)量供不應(yīng)求 (Q39。Ⅰ 比 QⅠ 小 )，而通過東翼的風(fēng)量卻供大于求 (QⅡ 比 Q39。Ⅱ 大 )。 ? 2) 公共風(fēng)路 12的風(fēng)阻曲線 R12越陡，調(diào)整后的礦井總風(fēng)量 Q’越小。此時(shí)，不僅西翼所需風(fēng)量不能保證，而且東翼所需風(fēng)量也不能滿足。 131 ? 3) 為安全運(yùn)轉(zhuǎn)起見，在每條風(fēng)機(jī)特性曲線上，實(shí)際使用的風(fēng)壓不得大于這條特性曲線上最大風(fēng)壓的的 90%。從圖中還可以看出，只要風(fēng)阻曲線 R12再陡一些，西翼風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)就會(huì)進(jìn)入這臺(tái)風(fēng)機(jī)特性曲線的不安全工作區(qū)段，使運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。 132 ? 4) 兩臺(tái)風(fēng)機(jī)特性曲線相差越大或者西翼風(fēng)機(jī)的能力越小，礦井所需要的風(fēng)量就越難保證，西翼風(fēng)機(jī)也有可能出現(xiàn)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。這時(shí)，整個(gè)西翼將沒有風(fēng)流。如果公共風(fēng)路的阻力繼續(xù)增大，甚至大于西翼風(fēng)機(jī)零風(fēng)量下的風(fēng)壓，這時(shí)西翼的風(fēng)流就會(huì)反向或逆轉(zhuǎn)，整個(gè)西翼變?yōu)闁|翼進(jìn)風(fēng)路線之一。 ? 5) 對(duì)于兩臺(tái)或兩臺(tái)以上風(fēng)機(jī)進(jìn)行分區(qū)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的礦井，如果公共風(fēng)路的風(fēng)阻越大，各風(fēng)機(jī)的特性曲線相差越大，就越有可能出現(xiàn)上述通風(fēng)惡化的現(xiàn)象，必須注意預(yù)防。 多臺(tái)通風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的預(yù)防措施 通過以上分析可知 ， 多臺(tái)通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ， 公共風(fēng)路的風(fēng)阻越小 ， 各臺(tái)風(fēng)機(jī)的能力越接近 ， 則安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)越有保證 。因此在進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí) ， 要盡可能降低公共風(fēng)路的風(fēng)阻 ， 一般地說 ， 要求公共風(fēng)路的阻力約為小風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的 30%。 所以 ， 在可能條件下 ， 公共風(fēng)路的斷面要盡可能大些 ， 長(zhǎng)度要盡可能短些 ， 或者使礦井的進(jìn)風(fēng)道數(shù)量盡可能多些 。 同時(shí) ， 還要盡量做到所選用的各臺(tái)風(fēng)機(jī)特性曲線基本相同 ， 這就要求各采區(qū)或各翼所需要的風(fēng)壓和風(fēng)量盡可能做到搭配均勻 。 在生產(chǎn)管理工作中，要盡量使公共風(fēng)路保持比較小的風(fēng)阻值，不要在公共風(fēng)路上堆積物品；如出現(xiàn)冒頂、塌陷或斷面變形，必須及時(shí)整修。在萬一出現(xiàn)小風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，可采用在大風(fēng)機(jī)專用風(fēng)路上加大風(fēng)阻的臨時(shí)措施，使大風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和礦井總風(fēng)量都適當(dāng)減少，就能避免這種狀況。 更主要的是，為了預(yù)防大風(fēng)機(jī)調(diào)整后的影響，須對(duì)其它風(fēng)機(jī)作出相應(yīng)的調(diào)整。 例如，當(dāng)生產(chǎn)情況要求東翼風(fēng)機(jī)的特性曲線調(diào)整到Ⅱ ‘時(shí)，西翼風(fēng)機(jī)的特性曲線也必須及時(shí)調(diào)整，這是因?yàn)闁|翼風(fēng)機(jī)風(fēng)量增加，使通過公共風(fēng)路的總風(fēng)量增大，公共風(fēng)路的阻力也增大。所以西翼風(fēng)機(jī)的風(fēng)量雖然不改變，但它的風(fēng)壓卻要相應(yīng)地增加，這樣才能承擔(dān)公共風(fēng)路上所需要的風(fēng)壓。 根據(jù)這個(gè)道理，可用下式算出西翼風(fēng)機(jī)專用風(fēng)路所需要的風(fēng)壓： h39。23＝ R23QⅠ 2＝ 402＝ 576Pa。 前面已算出公共風(fēng)路 l2所需要的風(fēng)壓 h39。12＝ 845Pa，所以西翼風(fēng)機(jī)的總風(fēng)壓應(yīng)為 h39。Ⅰ ＝ h39。12＋ h39。23＝ 845＋ 576＝ 1421Pa。 根據(jù) h39。Ⅰ 和 QⅠ 兩個(gè)數(shù)據(jù)所構(gòu)成的新工作點(diǎn) j，把西翼風(fēng)機(jī)葉片角度調(diào)整到 40176。 ，使它的特性曲線 Ⅰ 接近 j點(diǎn) (略有富裕 )，西翼風(fēng)機(jī)作了這樣相應(yīng)的調(diào)整，就能夠保證井下各處所需的風(fēng)量，以預(yù)防不穩(wěn)定的通風(fēng)狀況。西翼風(fēng)機(jī)調(diào)整后，它的工作風(fēng)阻變?yōu)椋? R39。Ⅰ ＝ h39。Ⅰ / QⅠ 2 ＝ 1421/402＝ s2/m8 用 R‘Ⅰ 的數(shù)據(jù)，可在圖中畫出這臺(tái)風(fēng)機(jī)調(diào)整后的工作風(fēng)阻曲線 R’Ⅰ ，這曲線必然通過 j點(diǎn)。 同理，前面已算出東翼風(fēng)機(jī)調(diào)整后的工作風(fēng)阻 R39。Ⅱ ＝ s2/m8，并已在圖中畫出工作風(fēng)阻曲線 R39。Ⅱ ，這曲線必然通過新工作點(diǎn) c。以上計(jì)算表明各風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻不一定是常數(shù) (RⅠ R39。Ⅰ 、 RⅡ R39。Ⅱ )，當(dāng)各風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和礦井總風(fēng)量的比值發(fā)生變化時(shí)，各風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻也就跟著發(fā)生變化。 在上例中 ， 調(diào)整以后的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)都使用了葉片角度最大的特性曲線 ， 考慮到有時(shí)會(huì)出現(xiàn)反向自然風(fēng)壓和風(fēng)路的風(fēng)阻變大等因素 ， 可能會(huì)使兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)都超出合理工作范圍 ， 造成運(yùn)轉(zhuǎn)不安全 ， 而且噪音大 ， 在此情況下 ， 宜適當(dāng)降低風(fēng)路上的風(fēng)阻 ，盡可能做到既保證礦井所需風(fēng)量 ， 又少用或不用風(fēng)機(jī)葉片最大角度的特性曲線 。 138 ? P155 第 7題 ? P155 第 13題 ? 如圖所示的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，已知各巷道的阻力 h1＝80， h2＝ 100， h3＝ 30， h5＝ 140， h6=100Pa，求巷道 8的阻力及巷道 8的風(fēng)流方向。 復(fù)習(xí)思考題 圖 2 2 D E E F fF 6 5 1 3 7 8 A C 4 B 139 下一章內(nèi)容 ? 第 7章 采區(qū)通風(fēng) ? 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) ? ? 長(zhǎng)壁工作面的通風(fēng)方式 ? ? 采區(qū)風(fēng)量計(jì)算 ? ? 采區(qū)通風(fēng)構(gòu)筑物 ? ? 采區(qū)專用回風(fēng)巷 ? ? 減少漏風(fēng)的措施 ?