晓明矿中央主扇调角节能论述

魏云鹏 万鑫 崔博

摘 要： 由于矿井通风机功率大，24小时不间断运转，且工作面骤减后，供风量溢出，风机能力过剩，造成电能浪费，经工程技术人员现场实际论证，详细查阅设备资料，熟悉设备的工作原理，掌握设运行周期，最终确定把风机叶片角度由+7度调至+5度为最高效率点，满足矿井安全生产用风的同时，节约大量电能，提高经济效益。年节约电费76.4万元。

关键词： 节能;通风;调角;防治

矿井主要通风机是煤矿生产中的重要固定设备，是矿井通风系统的基础，矿井下安全和通风的生产都离不开主通风系统，它担负着向井下输送新鲜空气、排除有害有毒气体、创造良好生产环境，确保矿井安全生产的重任。由于矿井通风机功率大，24小时不间断地运转，是矿井最大耗电设备之一，保证其稳定经济地运转，是对提高矿井的经济指标具有重要意义。特别是一些老式通风机，效率偏低，耗能过大，需要进行节能措施。

1晓明矿主通风机简介

晓明矿中央主扇于2007年4月进行改造，改造后安设上海鼓风机厂型号为：GAF21.1—14—1（GZ）主通风机2台，配备风机监控系统一套对风机各参数（轴温、电机温度、电机电流、电压、负压、震动值、风量、风速等）进行实时监控，参数误差为±0.1%，并且在风机停机时可报警（配备不间断电源）。主机为研华工控机（P4 3.0GHZ 1024MDDR内存 120G高速硬盘17液晶显示器）配备PLC通用编程器、适配器及PLC编译软件和组态软件。系统配备EPSON LQ-1600KⅢ针式打印机一台，可打印风机运行参数的报表。系统有本系统故障和线路故障等自动报警功能。采用上海利安液压润滑设备有限公司型号为XYZ-25的稀油站，公称流量为25L/min，公称压力0.4MPa，风机布置方式符合原有形式，主轴中心尺寸保持不变，电机的基础可在不破坏原基础的情况下进行安装，且风机出口与风道入口吻合，保留“S”弯道和扩散塔，保证改造后风机以“S”弯出口端面尺寸为基准设计风机，且确保进出气端接合严密不漏风。

高低压供电系统为XGN2-10型金属封闭式开关柜，具有五防闭锁功能，满足现有厂房空间和电缆沟的实际情况，包括进线柜、启动柜、变压器柜、隔离开关柜共计七台。高压开关柜内母线材质必须为铜质截面积4×40mm2以上。高压启动柜应用直接起动方式，使用真空断路器、额定电流630A、额定短路开断电流40kA，具备失压、短路、过负荷、漏电、过电压等保护功能，同时具备手动分合闸功能，以应急操作。启动柜使用电动操作机构，自身配备独立操作电源（AC220V）。低压供电系统为干式变压器供电，为风机附属设施供电还为风门绞车供电。干式变压器为F 级绝缘环氧树脂密封封装，容量50kVA。两台风机电控系统互相独立，高低压电控设备分别由西门子S7-300PLC进行集中控制。配备PLC通用编程器、适配器及PLC中文编译软件。

2按照煤矿安全规程分配风量

铁煤集团晓明矿是60年代建设的老矿井，运转队中央、及边界主扇负责全矿井下通风，保证井下空气畅通新鲜，降低瓦斯浓度。由于矿井服务年限过長，井下煤炭资源以面临枯竭，现有采区距离过近且采掘工作面骤减，通风机供风量超出井下实际用风量，使得风机能力过剩，流量有很大富余，造成电能浪费，为避免电机的富裕能力造成的浪费，经过科学计算，根据煤矿安全规程第一百零三条规定[1]，矿井需要的风量应按要求分别计算，并选取其中的最大值，按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4m3，按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算，各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合本规程的有关规定，按实际需要计算风量时，应避免备用风量过大或过小，生产矿井需要风量按各采煤、掘进工作面，硐室及其它巷道等用风地点分别进行计算，现有通风系统必须保证各用风地点稳定可靠供风，按照上述规程要求，经过科学计算，晓明矿矿井用风量分配见附表。

3风机能力过剩的解决措施

主要通风机的叶片安装角不同，特性曲线不同，改变叶片安装角，可以改变主要通风机特性曲线，当叶片安装角调整时，风量风压随之调整，改变主要通风机工作叶片安装角的方法很多，最安全的方法是在停止风机的情况下，旋松固定叶片的锁紧螺帽。通风机的内部是由轮毂抱紧多个叶片的叶柄形成一个完整的结构，而轮毂之间则通过螺丝固定的方式，因此松开螺丝后，工作人员可自由旋动叶柄，从而起到旋转叶片的效果，使叶片能够实现任意角度的调节，叶片角度调节完成后，锁紧螺丝叶片角度不再发生变化。但是，实际操作中往往是困难的，由于通风机在煤矿生产中的重要性，10分钟内必须保证完成角度调节，且人工调节的方式，不存在任何精准的参照角度，只凭技术人员来确定位置角度，会出现性能不准、满足不了现场需要而反复调整等弊端。为保证此次调试期间工作安全，晓明矿运转队工程技术人员经多次现场实际论证，详细查阅设备资料，熟悉设备的工作原理，掌握设运行周期，并作好各项记录，最终确定把风机叶片角度由+7度调至+5度为最高效率点，并于2018年4月10日8：00进行停机调角，在确保人、机、物的安全的情况下，用时7分23秒顺利完成恢复运转，经保安区测风人员在矿井总进风巷道、回风巷道及各分支工作面实际测量，每个测风点至少测风三次且每次误差不超过5%，测试结果满足矿井安全生产用风，且现叶片角度，降低风机能耗，节约大量电能，提高经济效益。通过计算，调角前电流为37A，用电量为：37A×1.732（根号3）×6000V×24h×365天=3368255kW·h。调角后电流为30A，用电量为30A×1.732（根号3）×6000V×24h×365天=2731017kW·h。可节约用电637238kW·h，节约电费76.4万元。

参考文献

[1]《煤矿安全规程》. 中国法制出版社出版. 2016年3月.

[2] 方慎权.矿山固定机械安装工艺.北京：煤炭工业出版社，1986.