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风机选型与安装
进口水帘_关于改变叶轮转速调整离心通风机工作点的探讨问题！聚
关于改变叶轮转速调整离心通风机工作点的探讨问题！
在矿井开采过程中，随着并下巷道的掘进延伸及采区工作面数目的增加，通风网络阻力也将不断增加。并且随着产量的增加，矿井瓦斯涌出量也随着增加。为了适应这种变化，应当根据需要调整风机的工况点。
众所周知离心式通风机常用的调整工况点的方法有三种：改变叶轮转速调整法、前导器调整法。
闸门节流法一般在风机投入运行后进行，并且调节的幅度也很小，故效果不明显，目前在矿井运行的4－72系列通风机，大多数都没有设置前导器，故不能用前导器调整工作点。离心．通风机工作点调整的主要措施晕改变风机叶轮转速，在一般教［科书中，仅只笼统介绍离心式风机可采用更换皮带轮或电动机5的方法改变叶轮转速来达到调整工作点的目的，很少具体介绍g更换皮带轮或电动机的方法和原则。另外矿用电动机的制造成体较高，价格昂贵，盲目更换会给企业造成浪费或经济损失。所以，有必要对此加以研讨，以充分挖掘设备潜力、节约资。下面结合实例说明改变风机工作点的具体过程和效果。
在改变叶轮转速的操作之前，需要在理论上进行计算。
1.确定新工作点叶轮应有的转速
确定新工作点下风机叶轮转速的方法有两种·，一是在矿井经过网路特性测定之后，可将网路特性曲线绘制在通风机个体特性曲线上，根据风量、风压的要求确定新工作点时的转速。如果工作点位于两条转速线之间，可用内插法确定转速。其二，若没有条件测定网路特性曲线，可用比例定律估算。
2.更换皮带轮
确定叶轮转速后，接着应考虑更换电动机皮轮来满足要求。根据传动理论，应加大电动机皮带轮的直径，不得减小板动轮的直径。
3.验算电机的功率
在验算电机功率时，应按正在使用的电机进行，可先不虑备用系数，当验算结果显出电机稍有过负荷时，不要盲目技出更换电机，而应对电机运动数据进行分析，同时也应分析｝算数据和实际运行数据之间的误差因素，通过综合分析比较方可确定经济合理的方案。
实例：郑州煤炭集团公司某矿，由于原煤产量增加，急增加矿井风量（该矿井单翼生产，一个风并抽出式通风）。根瓦斯涌出量，确定矿井风量需增加到65m31s，全压力 1．47hP。该矿养猪通风设备的有关技术数据如下表1。（l）根据以上条件，用比例定律估算转速
由n1/n2＝Q1/Q2 得n2=n1 Q2/Q1＝627．5 r/min
表 1
风机型号 4-72-11-NO.20B 电机型号 JS126-8
叶轮转速(r/min) 560 额定电压(V) 380
实测风量(m3/s) 58 额定电流(A) 210
实测全压(kPa) 1,负压风机报价.176 额定功率(kw) 110
带轮直径(mm) D2=800 额定转速(r/min) 730
确定转速为 630r/min。
(2）计算加大后主动带轮的直径 D=D2n2/n＝690mm
(3)验算电动机的功率
根据调整后参数Q=65m3/s，全压1.47kP。，及通风机效率η＝0．82，传动效率ηc＝0．95，得电动机功率：
N＝HQ/(102ηηc）=123kw＞110kw
由此计算数据可知电机已过负荷，应更换电机。
（4）对通风机实际运动情况分析
根据实测：Q=58m3/s，H＝l·17kPa
(5)计算电机功率
N理=HQ/(120η&eta,车间安装负压风机;c)=88kw
风机运行时电动机的电流I＝120A 电压U＝80v
功率因数 cosφ＝0．9
计算电动机的功率：N&lambda,负压风机外框;＝ kw
由此，电动机的输人功率与计算功率之间存在着误差，其√3cosφUI=71kw
电动机的实际输人功率与计算出的功率的比值为：Nλ/N理=71/88x100%=81%
若按比例考虑，新工作点下电动机的输人NλxN理=99．6kw＜110kw，可知采用原电动机能满足要求不超负荷。
5.实际运行结果
综合上述分析，该矿仍采用原电动机，只是电机皮带轮由原先的 610mm更改为 690mm，更换皮带轮后风机运行状况良好。工作点调整后，通过实测风量比原来增加 500m’lmin，全压增加！ 96Pa满足了矿井的需要
离心风机设计时几个重要方案的选择：
(1)离心风机叶片型式的合理选择：常见风机在一定转速下，后向叶轮的压力系数中Ψt较小，则叶轮直径较大，而其效率较高；对前向叶轮则相反。
(2)离心风机传动方式的选择：如传动方式为A、D、F三种，则风机转速与电动机转速相同；而B、C、E三种均为变速，设计时可灵活选择风机转速。一般对小型风机广泛采用与电动机直联的传动A，，对大型风机，有时皮带传动不适，多以传动方式D、F传动。
对高温、多尘条件下，传动方式还要考虑电动机、轴承的防护和冷却问题。
(3)蜗壳外形尺寸的选择：蜗壳外形尺寸应尽可能小。对高比转数风机，可采用缩短的蜗形， 对低比转数风机一般选用标准蜗形。有时为了缩小蜗壳尺寸，可选用蜗壳出口速度大于风机进口速度方案，此时采用出口扩压器以提高其静压值。
(4)叶片出口角的选定：叶片出口角是设计时首先要选定的主要几何参数之一。为了便于应用，我们把叶片分类为：强后弯叶片(水泵型)、后弯圆弧叶片、后弯直叶片、后弯机翼形叶片；径向出口叶片、径向直叶片；前弯叶片、强前弯叶片(多翼叶)。表1列出了离心风机中这些叶片型式的叶片的出口角的大致范围。
(5)叶片数的选择：在离心风机中，增加叶轮的叶片数则可提高叶轮的理论压力，因为它可以减少相对涡流的影响(即增加K值)。但是，叶片数目的增加，将增加叶轮通道的摩擦损失，这种损失将降低风机的实际压力而且增加能耗。因此，对每一种叶轮，存在着一个最佳叶片数目。具体确定多少叶片数，有时需根据设计者的经验而定。根据我国目前应用情况，在表2推荐了叶片数的选择范围。
(6)全压系数Ψt的选定：设计离心风机时，实际压力总是预先给定的。这时需要选择全压系数Ψt，全压系数的大致选择范围可参考表3。
(7)离心叶轮进出口的主要几何尺寸的确定：叶轮主要尺寸示于图1。叶轮是风机传递给气体能量的唯一元件，故其设计对风机影响甚大；能否正确确定叶轮的主要结构，对风机的性能参数起着关键作用。它包含了离心风机设计的关键技术--叶片的设计。而叶片的设计最关键的环节就是如何确定叶片出口角β2A。
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众所周知离心式通风机常用的调整工况点的方法有三种：改变叶轮转速调整法、前导器调整法。
闸门节流法一般在风机投入运行后进行，并且调节的幅度也很小，故效果不明显，目前在矿井运行的4－72系列通风机，大多数都没有设置前导器，故不能用前导器调整工作点。离心．通风机工作点调整的主要措施晕改变风机叶轮转速，在一般教［科书中，仅只笼统介绍离心式风机可采用更换皮带轮或电动机5的方法改变叶轮转速来达到调整工作点的目的，很少具体介绍g更换皮带轮或电动机的方法和原则。另外矿用电动机的制造成体较高，价格昂贵，盲目更换会给企业造成浪费或经济损失。所以，有必要对此加以研讨，以充分挖掘设备潜力、节约资。下面结合实例说明改变风机工作点的具体过程和效果。
在改变叶轮转速的操作之前，需要在理论上进行计算。
1.确定新工作点叶轮应有的转速
确定新工作点下风机叶轮转速的方法有两种·，一是在矿井经过网路特性测定之后，可将网路特性曲线绘制在通风机个体特性曲线上，根据风量、风压的要求确定新工作点时的转速。如果工作点位于两条转速线之间，可用内插法确定转速。其二，若没有条件测定网路特性曲线，可用比例定律估算。
2.更换皮带轮
确定叶轮转速后，接着应考虑更换电动机皮轮来满足要求。根据传动理论，应加大电动机皮带轮的直径，不得减小板动轮的直径。
3.验算电机的功率
在验算电机功率时，应按正在使用的电机进行，可先不虑备用系数，当验算结果显出电机稍有过负荷时，不要盲目技出更换电机，而应对电机运动数据进行分析，同时也应分析｝算数据和实际运行数据之间的误差因素，通过综合分析比较方可确定经济合理的方案。
实例：郑州煤炭集团公司某矿，由于原煤产量增加，急增加矿井风量（该矿井单翼生产，一个风并抽出式通风）。根瓦斯涌出量，确定矿井风量需增加到65m31s，全压力 1．47hP。该矿养猪通风设备的有关技术数据如下表1。（l）根据以上条件，用比例定律估算转速
由n1/n2＝Q1/Q2 得n2=n1 Q2/Q1＝627．5 r/min
表 1
风机型号 4-72-11-NO.20B 电机型号 JS126-8
叶轮转速(r/min) 560 额定电压(V) 380
实测风量(m3/s) 58 额定电流(A) 210
实测全压(kPa) 1,负压风机报价.176 额定功率(kw) 110
带轮直径(mm) D2=800 额定转速(r/min) 730
确定转速为 630r/min。
(2）计算加大后主动带轮的直径 D=D2n2/n＝690mm
(3)验算电动机的功率
根据调整后参数Q=65m3/s，全压1.47kP。，及通风机效率η＝0．82，传动效率ηc＝0．95，得电动机功率：
N＝HQ/(102ηηc）=123kw＞110kw
由此计算数据可知电机已过负荷，应更换电机。
（4）对通风机实际运动情况分析
根据实测：Q=58m3/s，H＝l·17kPa
(5)计算电机功率
N理=HQ/(120η&eta,车间安装负压风机;c)=88kw
风机运行时电动机的电流I＝120A 电压U＝80v
功率因数 cosφ＝0．9
计算电动机的功率：N&lambda,负压风机外框;＝ kw
由此，电动机的输人功率与计算功率之间存在着误差，其√3cosφUI=71kw
电动机的实际输人功率与计算出的功率的比值为：Nλ/N理=71/88x100%=81%
若按比例考虑，新工作点下电动机的输人NλxN理=99．6kw＜110kw，可知采用原电动机能满足要求不超负荷。
5.实际运行结果
综合上述分析，该矿仍采用原电动机，只是电机皮带轮由原先的 610mm更改为 690mm，更换皮带轮后风机运行状况良好。工作点调整后，通过实测风量比原来增加 500m’lmin，全压增加！ 96Pa满足了矿井的需要
离心风机设计时几个重要方案的选择：
(1)离心风机叶片型式的合理选择：常见风机在一定转速下，后向叶轮的压力系数中Ψt较小，则叶轮直径较大，而其效率较高；对前向叶轮则相反。
(2)离心风机传动方式的选择：如传动方式为A、D、F三种，则风机转速与电动机转速相同；而B、C、E三种均为变速，设计时可灵活选择风机转速。一般对小型风机广泛采用与电动机直联的传动A，，对大型风机，有时皮带传动不适，多以传动方式D、F传动。
对高温、多尘条件下，传动方式还要考虑电动机、轴承的防护和冷却问题。
(3)蜗壳外形尺寸的选择：蜗壳外形尺寸应尽可能小。对高比转数风机，可采用缩短的蜗形， 对低比转数风机一般选用标准蜗形。有时为了缩小蜗壳尺寸，可选用蜗壳出口速度大于风机进口速度方案，此时采用出口扩压器以提高其静压值。
(4)叶片出口角的选定：叶片出口角是设计时首先要选定的主要几何参数之一。为了便于应用，我们把叶片分类为：强后弯叶片(水泵型)、后弯圆弧叶片、后弯直叶片、后弯机翼形叶片；径向出口叶片、径向直叶片；前弯叶片、强前弯叶片(多翼叶)。表1列出了离心风机中这些叶片型式的叶片的出口角的大致范围。
(5)叶片数的选择：在离心风机中，增加叶轮的叶片数则可提高叶轮的理论压力，因为它可以减少相对涡流的影响(即增加K值)。但是，叶片数目的增加，将增加叶轮通道的摩擦损失，这种损失将降低风机的实际压力而且增加能耗。因此，对每一种叶轮，存在着一个最佳叶片数目。具体确定多少叶片数，有时需根据设计者的经验而定。根据我国目前应用情况，在表2推荐了叶片数的选择范围。
(6)全压系数Ψt的选定：设计离心风机时，实际压力总是预先给定的。这时需要选择全压系数Ψt，全压系数的大致选择范围可参考表3。
(7)离心叶轮进出口的主要几何尺寸的确定：叶轮主要尺寸示于图1。叶轮是风机传递给气体能量的唯一元件，故其设计对风机影响甚大；能否正确确定叶轮的主要结构，对风机的性能参数起着关键作用。它包含了离心风机设计的关键技术--叶片的设计。而叶片的设计最关键的环节就是如何确定叶片出口角β2A。
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