多风机风压平衡变频技术分析

精品WORD文档下载可编缉使用多风机风压平衡变频技术分析多风机风压平衡变频技术分析本文关键词：风压，风机，变频，平衡，分析多风机风压平衡变频技术分析本文简介：摘要冬瓜山铜矿深部通风系统多风机串、并联存在风压不平衡、相互干扰等问题，风机运行工况不正常。为解决多风机联合运行风压平衡等问题，应分析多风机串、并联合成曲线的通风阻力、风量等因素。通过采用变频技术控制原理，对多风机运行工况点变化的规律进行研究，确定频率与风量和风压之间的关系。在多风机联合运行满足通风多风机风压平衡变频技术分析本文内容：摘要冬瓜山铜矿深部通风系统多风机串、并联存在风压不平衡、相互干扰等问题，风机运行工况不正常。为解决多风机联合运行风压平衡等问题，应分析多风机串、并联合成曲线的通风阻力、风量等因素。通过采用变频技术控制原理，对多风机运行精品WORD文档下载可编缉使用工况点变化的规律进行研究，确定频率与风量和风压之间的关系。在多风机联合运行满足通风排尘要求的基础上调节风机频率，使串、并联风机能够在工况合理的范围内运行。研究方案在现场实施后，多风机联合运行总风量从原来的140.4m3/s增加到166.5m3/s，而总实耗功率降低了88.1kW，风机在正常性能曲线范围内运行的基础上性能得到较大提升。变频技术调节风压平衡具有操作方便、安全可靠、风机性能最优、通风能耗较低等优点。关键词多风机；联合运行；相互影响；变频控制；风压平衡随着国外内经济建设对矿产资源的需求量增加，矿山开采深度及规模不断增加，使矿井总需风量也随之增大，采用多机站串、并联回风的矿井也越来越多[1]。目前，冬瓜山铜矿矿井采用多机站通风方式，多机站风机串、并联运行能够解决矿井逐步增大的总需风量问题[2]，但随着风机串、并联数量的增加，风机联合运行时，各风机之间相互影响，造成风机工况点不正常，出现风机不稳定运转等问题[3]。因此，如何分析风机性能曲线、合理利用变频技术控制对多风机联合运行进行有效调节，避免风机相互干扰的问题不仅能够有效地降低矿山通风能耗，也是矿山保持可持续发展的基本技术。1通风系统现状冬瓜山深部矿床60线以南正在开采，矿体最低开采中段为-850m，60线以北-790m水平至-100m水平的处于开拓阶段。精品WORD文档下载可编缉使用冬瓜山铜矿深部矿段通风系统目前采用多机站通风方式，以冬瓜山副井、团山副井和进风井进风，回风井回风。-850m水平为回风水平，共设置2个回风机站，风机均配备变频器。具体风机布置及风机参数见表1。2通风现状分析冬瓜山铜矿深部矿段2021年生产计划60线以南资源已不能维持10000t/d产量要求，60线北产量任务重，安全生产压力大。根据2021年初步设计要求在-850m水平60线北安装1台DK62-8-№26风机，增加60线北回风量。-850m回风水平共2个回风机站3台风机串、并联设置，具体布置图见图1。2.1检测数据风机安装试运行后，对通风系统进行检测。检测数据见表2。2.2存在问题DK62-8-№26、K45-6-№19作为不同型号风机，其各自的性能曲线各不相同，风机性能曲线分别为Ⅰ和Ⅱ，风机工况点为N，曲线图见图2。在风机运行频率相同的情况下，并联运行会导致风机风压不平衡等问题。由图2可知，风机在满负荷运行下DK62-8-№26风机在风机性能曲线内运行，对K45-6-№19风机形成通风阻力，造成K45-6-№19风机运行不正常，风机工况在性能曲线以外运行。更换-850m水平60线南200kW风机来满足2×355kW风机风压平衡要求，工程成本较高且风机更换过程中影响冬瓜山深部矿段正常通风需求。精品WORD文档下载可编缉使用3多风机运行变频技术研究3.1多风机运行影响分析回风机站风机运行主要采用串、并联结合方式。多风机运行不同于单台风机运行，风机之间存在风压、风量平衡等因素。在3台风机运行的基础上分析多风机串、并联运行的实际性能曲线和效果，保证多风机能够在稳定、高效和经济的基础上运行。风机串联工况分析。1#回风机站串联2台K45-6-№19风机为同型号风机，风机曲线Ⅱ，Ⅲ为合成特性曲线，R为通风阻力曲线。N和N’为风机串联工况点和单台风机工况点，曲线图见图3。风机串联运行时风量不变，风压等于2台风机风压之和。计算可以得到串联2台K45-6-№19风机的合成风压及风量范围见表3。风机并联工况分析。串联2台K45-6-№19和1台DK62-8-№26风机并联设置。K45-6-№19曲线为Ⅰ，DK62-8-№26曲线为Ⅱ，Ⅲ为风机并联合成性能曲线。N1、N2和N为单台风机工况点和并联工况点。曲线图见图4，由图4可知，当ΔQ=Q-Q2>0时,即工况点N位于DK62-8-№26风机曲线和合成曲线之间，并联有效。当ΔQ=Q-Q2<0时，合成曲线已在DK62-8-№26风机曲线下方，则小功率风机反风，未起到并联效果。风机并联运行时合成风压取小值，风量为2台风机风量相加。计算可以得到风机并联的合成风压及风量范围见表4.3.2变频技术研究精品WORD文档下载可编缉使用（1）变频技术原理。风机风量及风压控制过去多采用调节风机叶片角度来实现，这种控制方法需在风机检修状态下进行，影响正常生产且操作复杂，经济性差。依据现有风机的工作性能，采用变频技术对风机调速来控制风量及风压是目前最常用的技术[4]。（2）多风机变频调节分析。根据变频技术原理可知，风机变频后风机性能曲线也会随之变化，风机满频性能曲线为Ⅰ，变频后风机性能曲线为Ⅱ。变化曲线图见图5。3.3现场实际应用通过风机变频技术控制研究，计算得出DK62-8-№26风机最大运行频率为46.99Hz，结合现场实际通风及频率运行情况，将冬瓜山铜矿-850m水平60线北DK62-8-№26风机运行频率调低至46Hz,风机正常运行后对风机进行检测，检测数据见表5．根据表2、表5可知，-850m60线南、北不同型号风机进行串、并联设置，满负荷运行实耗功率达到935.2kW，总风量为140.4m3/s，风机性能偏低。通过变频技术控制研究将DK62-8-№26风机频率调至46Hz，风机总实耗功率降低至847.1kW，总风量提高到166.5m3/s，风机均在性能曲线范围内运行，风机效率得到较大提升。4结论（1）多风机串、并联设置时由于风机性能曲线不同，在联合运行时应对各风机性能曲线进行合成，确定多风机合成性能曲线，避免风机在性能曲线范围外运行，既能提高矿井总风量，精品WORD文档下载可编缉使用又能降低总实耗功率，保证了多风机高效、稳定运行。（2）结合冬瓜山铜矿多机站通风系统情况，风机均配备变频器，通过变频器调节频率降低转速的技术，利用流体力学风压、风量与频率之间的关系，间接调节风压的公式简单易懂，为现场通风技术人员调节风量和风压平衡提供了理论性知识。（3）风压平衡变频技术研究通过调节风机频率达到降低风压的方法，改变了通过调节风机叶片角度、更换风机等降低风压的传统方法，该方法能够快速、有效地调节风压平衡，确保通风系统多风机联合运行时风机性能能够相互匹配，不造成相互干扰等问题。（4）冬瓜山铜矿随着矿山企业的深部开采和扩能需要，采用多风机联合运行布置时存在新旧风机型号不匹配、风机性能降低等问题，在通风系统优化研究时通过该技术调节风机性能，既能降低通风系统技术研究的难度，也为企业节省了工程及设备等费用，对企业未来发展起到至关重要的作用。作者：居伟伟单位：中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司金属矿山安全与健康国家重点实验室华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司