曉明礦中央主扇調(diào)角節(jié)能論述

魏云鵬 萬(wàn)鑫 崔博

摘 要： 由于礦井通風(fēng)機(jī)功率大，24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，且工作面驟減后，供風(fēng)量溢出，風(fēng)機(jī)能力過(guò)剩，造成電能浪費(fèi)，經(jīng)工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際論證，詳細(xì)查閱設(shè)備資料，熟悉設(shè)備的工作原理，掌握設(shè)運(yùn)行周期，最終確定把風(fēng)機(jī)葉片角度由+7度調(diào)至+5度為最高效率點(diǎn)，滿足礦井安全生產(chǎn)用風(fēng)的同時(shí)，節(jié)約大量電能，提高經(jīng)濟(jì)效益。年節(jié)約電費(fèi)76.4萬(wàn)元。

關(guān)鍵詞： 節(jié)能;通風(fēng);調(diào)角;防治

礦井主要通風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要固定設(shè)備，是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，礦井下安全和通風(fēng)的生產(chǎn)都離不開(kāi)主通風(fēng)系統(tǒng)，它擔(dān)負(fù)著向井下輸送新鮮空氣、排除有害有毒氣體、創(chuàng)造良好生產(chǎn)環(huán)境，確保礦井安全生產(chǎn)的重任。由于礦井通風(fēng)機(jī)功率大，24小時(shí)不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，是礦井最大耗電設(shè)備之一，保證其穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)地運(yùn)轉(zhuǎn)，是對(duì)提高礦井的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有重要意義。特別是一些老式通風(fēng)機(jī)，效率偏低，耗能過(guò)大，需要進(jìn)行節(jié)能措施。

1曉明礦主通風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介

曉明礦中央主扇于2007年4月進(jìn)行改造，改造后安設(shè)上海鼓風(fēng)機(jī)廠型號(hào)為：GAF21.1—14—1（GZ）主通風(fēng)機(jī)2臺(tái)，配備風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一套對(duì)風(fēng)機(jī)各參數(shù)（軸溫、電機(jī)溫度、電機(jī)電流、電壓、負(fù)壓、震動(dòng)值、風(fēng)量、風(fēng)速等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，參數(shù)誤差為±0.1%，并且在風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)可報(bào)警（配備不間斷電源）。主機(jī)為研華工控機(jī)（P4 3.0GHZ 1024MDDR內(nèi)存 120G高速硬盤(pán)17液晶顯示器）配備PLC通用編程器、適配器及PLC編譯軟件和組態(tài)軟件。系統(tǒng)配備EPSON LQ-1600KⅢ針式打印機(jī)一臺(tái)，可打印風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的報(bào)表。系統(tǒng)有本系統(tǒng)故障和線路故障等自動(dòng)報(bào)警功能。采用上海利安液壓潤(rùn)滑設(shè)備有限公司型號(hào)為XYZ-25的稀油站，公稱(chēng)流量為25L/min，公稱(chēng)壓力0.4MPa，風(fēng)機(jī)布置方式符合原有形式，主軸中心尺寸保持不變，電機(jī)的基礎(chǔ)可在不破壞原基礎(chǔ)的情況下進(jìn)行安裝，且風(fēng)機(jī)出口與風(fēng)道入口吻合，保留“S”彎道和擴(kuò)散塔，保證改造后風(fēng)機(jī)以“S”彎出口端面尺寸為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)，且確保進(jìn)出氣端接合嚴(yán)密不漏風(fēng)。

高低壓供電系統(tǒng)為XGN2-10型金屬封閉式開(kāi)關(guān)柜，具有五防閉鎖功能，滿足現(xiàn)有廠房空間和電纜溝的實(shí)際情況，包括進(jìn)線柜、啟動(dòng)柜、變壓器柜、隔離開(kāi)關(guān)柜共計(jì)七臺(tái)。高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)母線材質(zhì)必須為銅質(zhì)截面積4×40mm2以上。高壓?jiǎn)?dòng)柜應(yīng)用直接起動(dòng)方式，使用真空斷路器、額定電流630A、額定短路開(kāi)斷電流40kA，具備失壓、短路、過(guò)負(fù)荷、漏電、過(guò)電壓等保護(hù)功能，同時(shí)具備手動(dòng)分合閘功能，以應(yīng)急操作。啟動(dòng)柜使用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，自身配備獨(dú)立操作電源（AC220V）。低壓供電系統(tǒng)為干式變壓器供電，為風(fēng)機(jī)附屬設(shè)施供電還為風(fēng)門(mén)絞車(chē)供電。干式變壓器為F 級(jí)絕緣環(huán)氧樹(shù)脂密封封裝，容量50kVA。兩臺(tái)風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)互相獨(dú)立，高低壓電控設(shè)備分別由西門(mén)子S7-300PLC進(jìn)行集中控制。配備PLC通用編程器、適配器及PLC中文編譯軟件。

2按照煤礦安全規(guī)程分配風(fēng)量

鐵煤集團(tuán)曉明礦是60年代建設(shè)的老礦井，運(yùn)轉(zhuǎn)隊(duì)中央、及邊界主扇負(fù)責(zé)全礦井下通風(fēng)，保證井下空氣暢通新鮮，降低瓦斯?jié)舛取Ｓ捎诘V井服務(wù)年限過(guò)長(zhǎng)，井下煤炭資源以面臨枯竭，現(xiàn)有采區(qū)距離過(guò)近且采掘工作面驟減，通風(fēng)機(jī)供風(fēng)量超出井下實(shí)際用風(fēng)量，使得風(fēng)機(jī)能力過(guò)剩，流量有很大富余，造成電能浪費(fèi)，為避免電機(jī)的富裕能力造成的浪費(fèi)，經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算，根據(jù)煤礦安全規(guī)程第一百零三條規(guī)定[1]，礦井需要的風(fēng)量應(yīng)按要求分別計(jì)算，并選取其中的最大值，按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4m3，按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算，各地點(diǎn)的實(shí)際需要風(fēng)量，必須使該地點(diǎn)的風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度，每人供風(fēng)量符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，按實(shí)際需要計(jì)算風(fēng)量時(shí)，應(yīng)避免備用風(fēng)量過(guò)大或過(guò)小，生產(chǎn)礦井需要風(fēng)量按各采煤、掘進(jìn)工作面，硐室及其它巷道等用風(fēng)地點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算，現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)必須保證各用風(fēng)地點(diǎn)穩(wěn)定可靠供風(fēng)，按照上述規(guī)程要求，經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算，曉明礦礦井用風(fēng)量分配見(jiàn)附表。

3風(fēng)機(jī)能力過(guò)剩的解決措施

主要通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角不同，特性曲線不同，改變?nèi)~片安裝角，可以改變主要通風(fēng)機(jī)特性曲線，當(dāng)葉片安裝角調(diào)整時(shí)，風(fēng)量風(fēng)壓隨之調(diào)整，改變主要通風(fēng)機(jī)工作葉片安裝角的方法很多，最安全的方法是在停止風(fēng)機(jī)的情況下，旋松固定葉片的鎖緊螺帽。通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部是由輪轂抱緊多個(gè)葉片的葉柄形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，而輪轂之間則通過(guò)螺絲固定的方式，因此松開(kāi)螺絲后，工作人員可自由旋動(dòng)葉柄，從而起到旋轉(zhuǎn)葉片的效果，使葉片能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度的調(diào)節(jié)，葉片角度調(diào)節(jié)完成后，鎖緊螺絲葉片角度不再發(fā)生變化。但是，實(shí)際操作中往往是困難的，由于通風(fēng)機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的重要性，10分鐘內(nèi)必須保證完成角度調(diào)節(jié)，且人工調(diào)節(jié)的方式，不存在任何精準(zhǔn)的參照角度，只憑技術(shù)人員來(lái)確定位置角度，會(huì)出現(xiàn)性能不準(zhǔn)、滿足不了現(xiàn)場(chǎng)需要而反復(fù)調(diào)整等弊端。為保證此次調(diào)試期間工作安全，曉明礦運(yùn)轉(zhuǎn)隊(duì)工程技術(shù)人員經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際論證，詳細(xì)查閱設(shè)備資料，熟悉設(shè)備的工作原理，掌握設(shè)運(yùn)行周期，并作好各項(xiàng)記錄，最終確定把風(fēng)機(jī)葉片角度由+7度調(diào)至+5度為最高效率點(diǎn)，并于2018年4月10日8：00進(jìn)行停機(jī)調(diào)角，在確保人、機(jī)、物的安全的情況下，用時(shí)7分23秒順利完成恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)保安區(qū)測(cè)風(fēng)人員在礦井總進(jìn)風(fēng)巷道、回風(fēng)巷道及各分支工作面實(shí)際測(cè)量，每個(gè)測(cè)風(fēng)點(diǎn)至少測(cè)風(fēng)三次且每次誤差不超過(guò)5%，測(cè)試結(jié)果滿足礦井安全生產(chǎn)用風(fēng)，且現(xiàn)葉片角度，降低風(fēng)機(jī)能耗，節(jié)約大量電能，提高經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)計(jì)算，調(diào)角前電流為37A，用電量為：37A×1.732（根號(hào)3）×6000V×24h×365天=3368255kW·h。調(diào)角后電流為30A，用電量為30A×1.732（根號(hào)3）×6000V×24h×365天=2731017kW·h?？晒?jié)約用電637238kW·h，節(jié)約電費(fèi)76.4萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)

[1]《煤礦安全規(guī)程》. 中國(guó)法制出版社出版. 2016年3月.

[2] 方慎權(quán).礦山固定機(jī)械安裝工藝.北京：煤炭工業(yè)出版社，1986.