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煤矿主要通风机使用状况与趋势


作者:和记娱乐 2020-03-08 00:13


  煤矿主要通风机使用状况与趋势._冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。ú

  煤矿主要通风机使用状况与趋势 0、引言 对于煤矿井工开采来说,矿井通风系统是煤 矿生产系统中的重要系统,它担负着向井下工作 地点输送新鲜空气,以供人员呼吸、稀释并排除 有毒有害气体及粉尘,给井下创造一个良好的作 业环境,确保矿井安全生产的重任。矿井通风系 统由通风动力、通风网路及通风调控设施组成。 由于矿井自然通风一般不能满足矿井通风的需要, 故《煤矿安全规程》第121条规定:矿井必须采 用机械通风。因此,矿井主要通风机是矿井通风 的主要动力,必须保持其长期稳定、安全可靠地 运转。 作为煤矿大型设备和主要耗电设备的 矿井主要通风机,其耗电量约占煤矿总耗 电量的20%左右,因此,煤矿主要通风机 的使用和运行状况,对煤矿安全生产和经 济效益将产生明显的影响。 通过对河南省焦作、义马、鹤壁和郑 州矿区1992年、1997年、2004年三个时期 煤矿主要通风机资料及运行状况的比较分 析,谈一下煤矿主要通风机的使用状况与 趋势,以供参考。 1、主要通风机类型、型号及工作方式 ? ? 1992年、1997年、2004年三个时期河南省 焦作、义马、鹤壁和郑州矿区煤矿主要通 风机类型、型号统计如表1所示(在下表 中,型号为2K56、2K58、2K60的风机台数 统计在“2K”列中,型号为DK、BK、BD 的风机台数统计在“BDK”列中;其中 2004年仅为焦作、鹤壁两矿区数据)。 所有风机的工作方式均为抽出式。 表1 煤矿主要通风机类型、型号统计 分类 时期 类型 型号 台数 1992年 占百分比(%) 台数 1997年 44.0 36 18.7 33 — 4 — 6 2.7 3 65.3 82 18.7 14 14.7 20 1.3 0 34.7 34 100.0 116 2By、70B2 33 2K 14 轴流式 BDK 0 GAF 0 其它 2 合计 49 4-72 14 离心式 总计 G4-73 11 其它 1 合计 26 75 占百分比(%) 台数 2004年 占百分比(%) 31.0 6 11.5 28.4 20 38.5 3.4 12 23.1 5.2 6 11.5 2.6 0 0.0 70.7 44 84.6 12.1 2 3.8 17.2 6 11.5 0.0 0 0.0 29.3 8 15.4 100.0 52 100.0 各型号所占比例 1992年型号统计 1 2 3 4 5 6 7 8 1997年型号统计 1 2 3 4 5 6 7 8 2004年型号统计 1 2 3 4 5 6 7 8 ? ? ? 1(2By、70B2);2(2K);3(BDK); 4(GAF);5(其他轴流式风机);6(4-72) 7(G4-73);8(其他离心式风机) 新型号风机 ? ? ? 1997 、2004年与1992年相比,增加了BDK及GAF 两种新型号风机。 BDK 、BD系列主要通风机为防爆对旋轴流式风 机,是对传统风机的关键部件进行深层次技术改 造后研制的新型产品,其最高静压效率可达 85.2%,噪声可降至85dB(A)以下。 GAF主要通风机是上海鼓风机厂引进德国TLT公 司先进技术生产的适合矿山使用的高效风机,其 风机叶片角度调节方便,调节范围大,具有高负 压、大风量、运行效率高等特点。 轴流式风机与离心式风机的比较 ? ? 从风机类型来看,1992年、1997年、2004 年三个时期轴流式风机所占比例依次为: 65.3%、70.7%、84.6%,其比例不断提高。 轴流式风机与离心式风机相比,安装简便, 反风时可以反转反风,节约了反风道,风 机房占地面积小,加之近年来高效低噪轴 流式风机的出现,所以使轴流式风机所占 比例上升,也是今后矿用主要通风机发展 的趋势。 落后风机 ? ? 三个时期2By和70B2落后风机所占比例依 次是:44.0%、31.0%、11.5%。 到2004年,这两种淘汰型号的风机从数量 和比例上减少很多,但仍占风机总数的 11.5%,其运行效率很低,影响主要通风 机的经济运行。 2、主要通风机运行状况 以下就从通风机运行效率、风 压、风量这三个方面对比分析三个 时期煤矿主要通风机运行状况。 2.1、主要通风机运行效率 ? 1992年、1997年、2004年三个时期主要通风机运 行效率统计如下表所示 效率(%) 台数 占百分比(%) 台数 占百分比(%) 台数 40 21 28.0 19 21.6 4 40-60 25 33.3 34 38.6 12 60-80 27 36.0 26 29.5 28 80 2 2.7 9 10.2 8 时期 1992年 1997年 2004年 占百分比(%) 7.7 23.1 53.8 15.4 运行效率提高 ? ? 运行效率在60%以上的风机所占比例1992 年、1997年、2004年分别是38.7%、39.7%、 69.2%,低于40%的分别是28.0%、21.6%、 7.7%。 由此可见,1992年以来,大、中型煤矿主 要通风机效率明显提高,这与在用主要通 风机的改造、新一代风机的使用、管理水 平的提高直接相关。 三个时期同型号风机运行效率统计 类型 分类 型号 1992年 效率 (%) 1997年 2004年 2By、 70B2 45.2 55.8 38.8 2K 55.1 BDK GAF 平均 4-72 G4-73 平均 — — 60.7 64.2 49.0 60.2 57.6 52.4 62.6 58.0 44.9 44.5 88.0 54.1 47.8 80.5 轴流式 离心式 63.9 60.0 71.9 71.7 同型号风机效率在不同时期比较 ? ? BD、 BDK、 GAF等新一代风机的运行效率明显 高于2By和70B2风机的运行效率。但也有一些新 型风机运行效率较低,原因是风机选型不合理, 风网和风机的匹配性不好。 与新型风机相比,陈旧风机的运行效率低。2By 和70B2风机的运行效率一般在30~50%。若一台 配用额定功率为630kW的风机,其效率提高10%, 则每年大致可节约耗电量44万kWh,可节约电费 22万元。 2.2、主要通风机工作风压 ? 1992年、1997年、2004年主要通风机工作风压统计如下 表所示 500 500-999 1000-1499 1500-1999 2000-3000 3000 2 2.7 4 4.3 0 — 9 12.0 15 16.3 2 3.8 28 37.3 8 8.7 2 3.8 17 22.7 24 26.1 2 3.8 16 21.3 33 35.9 26 50.0 3 4.0 8 8.7 20 38.5 时期 Hf(Pa) 台数 92年 占百分比(%) 台数 97年 占百分比(%) 台数 04年 占百分比(%) 工作风压变化分析 ? ? 三个时期工作风压在2000Pa以上的主要通风机占 总数比例分别是25.3%、44.6%、88.5%,其中 2004年工作风压在3000Pa以上的风机占38.5%。 鹤壁十矿小付井风机风压为3924Pa,鹤壁九矿新 风井负压为4150Pa,鹤壁八矿桐家庄风井负压高 达4700Pa。 风机负压与矿井向深部、井田边界开采通风路线 长,矿井用风量增大有关,也与通风巷道失修率 有关。比如,鹤壁某矿通风巷道失修率达17.9%。 2.3、主要通风机排风量 ? 1997年和2004年主要通风机实际排风量统计如下 表所示 10002000 10 11.4 0 — 时期 Qf(m3/min) 1000 台数 4 4.5 4 7.7 20003000 18 20.5 8 15.4 30004000 26 29.5 6 11.5 40006000 6000 22 25.0 22 42.3 8 9.1 12 23.1 1997年 占百分比 (%) 台数 2004年 占百分比 (%) 风量变化分析 ? ? ? ? 其中,实际排风量在3000m3/min以上的风机1997 年占63.6%,2004年占76.9%,显示了增大的趋势。 需风量、排风量的大小与诸多因素有关,如生产 规模、瓦斯涌出量、地温等。 2002年以来,煤矿普遍扩大了生产能力,如鹤壁 四矿1992年实际生产能力为90万t/a,2004年为 163万t/a;义马矿区耿村煤矿2002年生产能力为 240万t/a,2004年为380万t/a。生产能力的增加使 得需风量随之增加。 另外,矿井随着向深部开采,导致瓦斯涌出量增 加、地温升高,使吨煤需风量增加,也是主要通 风机排风量增加的原因。 3、主要通风机配用电机功率与通风节能 3.1配用电机功率 项目 1992 年 额定功率(kw) 100 台数 8 100199 13 200299 10 300399 19 400599 15 6001000 10 1000 0 占百分比(%) 负荷率(%) 台数 10.7 71.8 8 6.9 76.9 0 — — 17.3 62.9 14 12.1 74.8 2 3.8 78.4 13.3 55.2 14 12.1 68.0 2 3.8 73.2 25.3 54.8 30 25.9 62.8 6 11.5 68.2 20.0 46.7 26 22.4 54.5 10 19.2 62.3 13.3 37.1 22 19.0 49.1 30 57.7 61.0 — — 2 1.7 30.1 2 3.8 31.0 1997 年 占百分比(%) 负荷率(%) 台数 2004 年 占百分比(%) 负荷率(%) 功率变化分析 ? ? 可以看出,1992年和1997年额定功率在300~ 399kw和400~599kw这两个区间的比例最大,两 个区间之和都在45%以上,到2004年,仅额定功 率在600~1000kw区间的电机就占57.7%,电机功 率增大明显。风机配用电机功率的增大是其风压、 风量增加的必然。因此,煤矿主要通风机的发展 趋势是高负压、大风量、大功率。 从电机的负荷率来看,三个时期均有一共同现象, 电机功率越大,其负荷率越小,但2004年96.2% 的主要通风机配用电机的负荷率都在60%以上, “大马拉小车”的现象很少。 3.2、通风节能 ? ? 从主要通风机的方面来说,通风节能与通 风机本身、配用电机的合理性及矿井通风 网络与通风机的匹配性有关。 更换陈旧风机设备是节能的主要途径,目 前国产高效风机中,BD系列风机的静压效 率可高达85%,GAF风机可达85%,而永 夏矿区的城郊煤矿使用的丹麦进口风机 (型号为:ANN-2500/1250)运行效率高 达87-90%。 风机工况调节 ? ? 目前,轴流式通风机一般通过改变叶片安装角度 来调节,而离心式通过调节前导器角度调节。 BDK风机改变叶片安装角度时,必须进行手动调 节,GAF可通过液压动叶调节机构调节,调节较 为方便。方便的调节方式可以及时使风机与通风 网络相匹配,使风机尽可能的运行在高效区。 离心式风机调整前导器角度的调节方法,使效率 下降,浪费大量电能,而使用变频调速调节风量, 可保持风机高效运行,达到节能目的。 4、结语 近十多年来,大、中型煤矿主要 通风机的状况整体上提高较大,淘汰了 大部分陈旧风机,陈旧风机的比例从 1992年的44%下降到2004年的11.5%。 煤矿主要通风机的使用趋势: ? 新型高效低噪轴流式风机成为主流; ? ? ? 随着矿井开采深度及规模的增大,中高 风压(工作风压在2000-3000Pa以上), 大风量的风机数量增多; 使用变频调速的风机数量增多;实现通风 节能。 进行矿井通风系统优化改造,使用新型高 效低噪风机,提高矿井通风能力。 谢谢!

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