книги / Эксплуатация шахтных вентиляторов

закручивания потока соответственно на входе в лопатки и выходе из них, м/с.

На рис. 28 показаны характеристики сети 1 и венти­ лятора 2, точка их пересечения А\ называется рабочей точкой вентилятора, а ее координаты Н\ и Q\ — рабо­ чими параметрами при частоте вращения п\.

Из рисунка ясно, что изменить рабочие параметры вентилятора, его производительность и давление можно только при условии изменения одной из пересекающих­ ся характеристик. Но характеристика сети для каждо­ го данного периода работы шахты практически неизмен­ на, переход на другую характеристику требует расши­ рения сечения капитальных выработок, резкого умень­ шения их сопротивления и др., что всегда связано с большими капитальными затратами. Следовательно, единственный путь получения требующейся производи­ тельности— изменение характеристики вентилятора, что и называется настройкой на заданный режим работы и достигается применением одного из способов регулиро­ вания, заложенного в конструкцию и схему вентилятора.

По выражению (2) можно проследить за влиянием основных параметров регулирования на режим работы вентилятора. Прежде всего ясно, что существенное влияние на создаваемое вентилятором давление ока­ зывает окружная скорость рабочего колеса (но концам лопаток)

Для увеличения или уменьшения окружной скорости надо соответственно изменять частоту вращения рото­ р а — /г, об/мин. На этом основан один из наиболее эф­ фективных способов регулирования — применение регу­ лируемого по частоте вращения электропривода. Дейст­ вительно, исходя из законов подобия, производитель­ ность, развиваемое давление и потребляемая вентиля­ тором мощность находятся в следующих зависимостях от частоты вращения:

(4)

На рис. 28 приведены аэродинамические характеристи­ ки вентилятора ВЦД32М (ВЦД31,5М) с регулируемым электроприводом, каждой из частот вращения соответ­

При настройке вентилятора необходимо определять частоту вращения исходя из требующегося шахте коли­ чества подаваемого в подземные выработки воздуха. На этой частоте вращения вентилятор и должен рабо­ тать весь период времени, в течение которого потребное количество воздуха остается постоянным. Следует от­ метить, что регулируемый привод позволяет получить значительную экономию электроэнергии, так как при работе на меньшей номинальной частоте вращения по­ требляемая мощность снижается в кубе [см. форму-

ЛУ (4)].

Выше рассмотрено регулирование изменением окружной скорости и за счет частоты вращения; и2 и,

выражение (3)]. Это достигается в центробежных вен­ тиляторах удлинением лопаток рабочих колес; такой метод настройки на требующиеся параметры будет подробно рассмотрен ниже в гл. 8. Режим работы вен­

два параметра — диаметр окружности концов лопаток и угол выхода потока из рабочего колеса и как произ­ водные этих параметров изменяются и2 [см. выраже­ ние (3)] и с2и• С помощью закрылков регулирование может осуществляться как «вниз» — установка закрыл­ ков на отрицательные углы, при которой и2с2и уменьша­ ется, так и «вверх» — установка закрылков на положи­ тельные углы, сопровождающаяся увеличением и2с2и- Преимуществом закрылочного регулирования является одновременное изменение двух параметров. Именно этим и обусловливается большая глубина такого регу­ лирования, примерно равная глубине экономичного ре­ гулирования изменением частоты вращения (регулируе­ мом приводе). Закрылки могут быть как поворотными, так и выполненными в виде накладок на основной про­ филь— иакрылков (см. гл. 8).

При всех рассмотренных методах регулирования получают уже не одну, а семейство характеристических кривых вентилятора. Рабочей точкой может быть любая из точек пересечения характеристики сети и одной из кривых, каждая из которых характеризуется определен­ ной частотой вращения двигателя и ротора вентилято­ ра (кривые 2, рис. 28), углом установки лопаток НА (кривые 5, рис. 28), углом установки закрылков и т. д. Выбор рабочей точки должен производиться службой ВТБ и энергомеханической службой предприятия таким образом, чтобы обеспечить минимальные энергозатра­ ты при подаче в подземные выработки требующегося количества воздуха.

§ 17. Выбор экономичного режима работы

Прежде чем перейти к вопросу о выборе экономич­ ного режима работы, следует рассмотреть все возмож­ ные группы случаев, при которых требуется изменение режима работы вентиляторной установки (изменение рабочей точки за счет перехода на новую характери­ стическую кривую).

Очевидно, имеются три разных вида регулирования, отличающихся как по функциональной направленности, так и по частоте регулирования, а именно:

краткосрочное, или оперативное регулирование с

частотой от нескольких минут до нескольких месяцев, необходимость которого определяется технологическим

циклом предприятия, текущим изменением метано­ обильности и т. д. и осуществляется без остановки вен­ тилятора;

долгосрочное регулирование, производимое на ре­ зервном или остановленном вентиляторе с частотой от нескольких месяцев до нескольких лет, связанное с за­ ранее запланированным вводом’ новых участков, пере­ ходом на новые горизонты, развитием предприятий. Та­ кого рода изменение вентиляционных параметров задается по годам эксплуатации шахты проектной ор­ ганизацией;

глубокая перестройка режима работы установки, связанная с незапланированными заранее изменениями горных работ, увеличением мощности предприятия, ошибками прогноза метанообильности и т. д. Дело в том, что проектные режимы, базирующиеся на прогно­ зах метанообильности, суточной добычи, температуры боковых пород и т. п., зачастую отличаются от фактиче­ ских в 2—3 раза. Кроме того, отечественная промыш­ ленность выпускает малое число типоразмеров венти­ ляторов; области экономичной работы этих типоразме­ ров, конечно, в известной степени перекрываются, но вероятность попадания рабочей точки дайной шахты на оптимальный режим машины весьма мала. Нередки случаи, когда рабочая точка не попадает даже в об­ ласть экономичной работы установленного на шахте вентилятора.

Первые две рассмотренные группы случаев регули­ рования имеют место практически на всех вентилятор­ ных установках горнорудных предприятий. Следова­ тельно, они должны обеспечиваться устройствами для регулирования, предусмотренными в конструкции вен­ тиляторов главного проветривания.

Глубокая перестройка режима работы встречается значительно реже, примерно в 10—15% случаев. Она требуется обычно либо в начале работы шахты в пе­ риод строительства и освоения проектной мощности, либо при реконструкции предприятия. Возможность проведения глубокой перестройки должна учитываться при разработке конструкции, однако устройствами для регулирования она может и не обеспечиваться. Исклю­ чение составляет регулируемый по частоте вращения привод, с помощью которого в большинстве случаев удается провести глубокую перестройку.

Измерительные приборы устанавливаются на стан­ циях управления, но при этом расстояние от места от­ бора импульса (замерной станции) не должно превы­ шать 50 м. Приборы должны располагаться вертикаль­ но на высоте, удобной для обслуживающего персонала, соединительные линии передачи давления к приборам выполняться трубами диаметром V2", которые должны быть проложены с минимальным числом плавных по­ воротов. Соединительные трубы не следует проклады­ вать в местах, подверженных значительному нагреву или охлаждению ниже 0 °С. Разность давлений между точками установки трубок статического давления дол­ жна быть не больше перепада давления для подсоеди­ няемого прибора.

Перед тарировкой измерительных приборов необхо­ димо прогреть систему в течение одного часа. Замеры количества воздуха, проходящего по вентиляционному каналу, выполняются не менее чем двумя лицами. Перемещаться следует вдоль стены канала, не торо­ пясь. В том случае, если «тянет» поток, необходимо уменьшить площадь контакта с воздушным потоком, т. е. присесть, а затем вдоль стены выйти в безопасное место. Запрещается близко подходить к работающему колесу вентилятора, к направляющему аппарату и к месту сочленения вентиляционного канала со стволом.

Проходящее по вентиляционному каналу количест­

п

v^ - i r Y i Vi' i=1

п — число измерений по участкам; иь— скорость, изме­ ренная на участке, м/с.

Скорость движения воздуха при измерении анемо­ метром (до 5 м/с крыльчатого типа, а более 5 м/с — чашечного типа) определяется по формуле

где k — поправочный коэффициент, зависящий от спо­ соба замера; при измерении анемометром чашечного типа й = 1, при измерении крыльчатым анемометром и