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轴流通风机喘振现象分析及预防措施

信息来源:发布时间:2021-02-26阅读:702

 轴流通风机喘振现象分析及预防措施

摘要就矿井轴流和离心两种风机并用发生的喘振现象,对喘振产生的原因进行了分析,指出了如何对喘振进行判断,并给出了几种消除喘振的pg电子免费版的解决方案。

0  引言

广元荣山煤矿炭厂坡井主通风机使用的是我院生产的fbcdz№18/2×132kw煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流通风机,在使用过程中出现了风量、风压和电流大幅度波动,风机的振动增大,噪声增高的喘振现象,风机已经无法正常工作。为了减小对生产的影响,采取了一些临时性措施(如降低二级电机运行频率,或者分别调大一级、调小二级叶片安装角度),消除了喘振现象,但却降低了通风系统效率。

1  风机喘振现象及原因分析

风机发生喘振的现象及特点:

(1)风机抽出的风量时大时小,产生的风压时高时低,系统内气体的压力和流量也发生很大的波动;

(2)风机二级电动机电流波动很大,最大波动值有50a左右;

(3)风机机体产生强烈的振动,风机房地面、墙壁以及房内空气都有明显的抖动;

(4)风机发出“呼噜、呼噜”的声音,使噪声剧增;

(5)风量、风压、电流、振动、噪声均发生周期性的明显变化,持续一个周期时间在8s左右。

根据对轴流式通风机做的大量性能试验来看,轴流式通风机的pq性能曲线是一组带有驼峰形状的曲线[1](这是风机的固有特性,只是轴流式通风机相对比较敏感),如图1 所示。当工况点处于b点(临界点) 左侧bc之间工作时,将会发生喘振,将这个区域划为非稳定区域。炭厂坡井主通风机发生喘振,说明其工况已落到bc之间。

   通过对荣山煤矿实地调查分析得知:该矿矿井的通风方式采用的是两翼对角式抽风,如图2所示,该矿有一个进风口,两个回风口。两个回风口分别负责东、西两个大的采区工作面的通风,东面(二重岩)采用离心式抽风机抽风,西面(炭厂坡)采用我院生产的轴流式通风机抽风。显然公用风路上的风量是两台风机共同作用的结果,而每台风机又都单独承担了克服公用风路和其专用风路上的阻力,所以在公用风路上每台风机均多承担了一部分风压。若公用风路上的风阻越大,所通过的风量越多,则所消耗的风压亦越大,故每台风机所多承担的风压也增多[2]。再加上该矿在风量分流处的管网布置错综复杂,矿井通风的正常状况也就很难得到保障,所以使安全生产受到严重的影响。而且随着通风管网的扩展,采区在增加,阻力也会增大,综合分析,得出这样的结论:炭厂坡井通风机喘振是由于系统阻力太大所致。

2  喘振的判断与消除措施

一般来说,影响通风机的喘振的因素很多,很难用理论计算方法准确地求出喘振点,风机厂家给出的风机说明书上的喘振点,是根据通风机性能试验的试验数据来确定的。在煤矿实际生产中,由于受到环境的影响,同时管网布置错综复杂,新巷道的不断扩展,旧巷道的不断废弃,导致巷道阻力经常发生变化,因此,出现喘振的可能性时时存在。这就要求时时提高警惕,做好预防和消除喘振的措施。

在生产过程中,可从5个方面判断通风机是否在喘振点附近运行。

(1)根据通风机运行声音来判断:通风机在稳定工况工作时,其噪声是平稳连续的;当接近喘振工况工作时,由于气体在通风机和管网之间发生周期性的气体脉动[3],而产生周期性“呼噜,呼噜”的声音,这时的噪声也明显增大。

(2)根据通风机进口压力来判断:通风机在稳定工况工作时,其通风机进口压力是稳定的;当接近喘振工况工作时,由于气流脉动,通风机进口压力会产生剧烈波动。

(3)根据通风机出口风量来判断:通风机在稳定工况工作时,其通风机出口风量是稳定的;当接近喘振工况工作时,由于气流脉动,通风机出口风量会产生剧烈波动。

(4)根据通风机电机电流来判断:通风机在稳定工况工作时,电机电流变化平稳,波动幅度很小;当接近喘振点工况工作时,电动机二级电流会产生剧烈波动,且波动幅度随着喘振强度增大而逐渐增加,但一级电流变化不是很明显。

(5)通过观察通风机的振动:通风机在稳定工况工作时,一般振动都在许可范围内;当接近喘振点工况工作时,由于气流脉动,整个机组和管网都会出现强烈振动[3],且振动强度随着喘振强度增大而逐渐增大。

因此,在生产过程中,当观察到上述现象之一时,就不要再增加管网阻力,以免加剧喘振,应立即查找原因,采取相应措施,及时消除隐患。

当通风机发生喘振时,说明工况点已经落在了非稳定区域,应积极采取有效措施消除喘振,减小对通风机的损伤和对生产的影响。若想消除喘振,就得把工况点移到稳定区域。

根据实际解决的情况以及大量的经验,总结了7条消除喘振的措施。

(1)打开一部分靠近通风机集流器前段的水平风门或者防爆门,使外界空气能够少量溢入通风机,此时,外界风路与原网路并联工作,工况点由原来的非稳定区域移到稳定区域,喘振即可消除,但是这种方法能量损失比较大,只能作为临时性措施[4]

(2)可以通过适当调小通风机二级叶片的安装角度,如果有使用变频器启动的,可以通过调低通风机二级电动机的运行频率,这样也可以消除喘振,但是这种方法实际上是降低了通风机的使用能力,也只能作为临时性措施。

(3)风流经过巷道的某些区域,由于风流速度的大小或方向发生急剧变化,引起空气微团剧烈碰撞,也有可能形成局部紊流,造成风流的能量损失,因此,可以通过改变巷道局部阻力的方法降低巷道阻力,这样就可以消除喘振。

降低巷道局部阻力,不但工程量小,而且可以取得良好效果,在现代生产中,一般都采用这种方法。降低巷道局部阻力主要方法:①改突然扩大断面为逐渐扩大断面;②改突然缩小断面为逐渐缩小断面;③转弯处采用合理的曲率半径;④采用合理的风桥结构[4]

(4)扩大阻力较大的巷道断面积[4]

(5)清理巷道内的废弃物料,修整巷道断面光整度,使通风网络流畅。

(6)根据实际情况,改变井下通风管网布置,如并联井下局部巷道可以改善系统阻力。

(7)更换使用更大功率、低转速的通风机,当然这种方法对财力、人力、物力都需要很大的投入。

3  结论

(1)在通风系统改造之前,应当正确估算工况点位置,适当调整,使其工况处在稳定区域,并与最高风压点有一定的剩余量,避免喘振现象出现[4],为以后矿井的扩建做好准备。

(2)需要在日常生活中时常注意主通风机的运行情况,做好时时监测工作,有问题及时报告,防止喘振事故发生。

(3)若产生喘振,应首先采取临时性措施消除喘振,以保护风机,然后再根据实际情况采取相应措施消除隐患,减少对生产的影响。

(4)喘振的危害比较大,当发生喘振时应及时处理,否则可能会出现折断通风机叶片等事故的发生,给生产和矿井带来无法估量的损失。

 

参  考  文  献

 

[1] 孟凡绥. 轴流式风机喘振分析[j].华北电力技术,2001(12):48-49.

[2] 李庆军,侯国忠,黄晓波.浅谈多风井多风机分区并联通风[j].煤炭技术,2005(2):67-68.

[3] 武瑞林.煤气pg电子app官网入口-pg电子免费版的喘振现象及其预防[j]. 燃料与化工,1997(5):281-283.

[4] 陈静媛,孙华,等.风机喘振现象分析及消除措施[j].煤矿机械, 2000(3):41-42.

 

 

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