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主通风机系统检测检验规范

来源:意榕旅游网
一、检测标准

(一)AQ 1011-2005《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》,国家安全生产监督管理局2005-03-07发布,2005-08-01实施。 (二)煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范

1.范围

本标准规定了煤矿在用主通风机系统安全检测检验的条件、要求、方法和技术要求。 本标准适用于全国范围内安装在工作网路上的在用主通风机系统的一个工况点或多个工况点性能参数、故障诊断、振动、噪声、轴承和电动机定子温升、外观质量、证件审查、安全防护及设施、电动机参数的检验。也适用于维修后的煤矿主通风机系统的安全检验。

2.规范性引用文件

下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条款。凡是注明日期的引用标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本标准,然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡不注明日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。

GB/T1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验 GB10178-1988通风机现场试验

GB/T2888-1991风机和罗茨鼓风机噪声测量方法

GB/T13813-2001煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则 MT113-1995煤矿井下聚合物制品阻燃抗静电通用试验方法和判定规则 MT421-1996煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法 JB/T4296-1999矿井轴流式通风机

JB/T8689-1998通风机振动检测及其限值 JB/T8690-1998工业通风机噪声限值

ISO10816机械振动——通过测量机械的非旋转部件来对机械振动进行评价 《煤矿安全规程》2004版 3.检验用仪器仪表

检验用仪器仪表见表3-1 4.要求及检验条件 4.1要求

4.1.1检测工作负责人应由测试技术方面有丰富经验的技术人员担任,一般检测人员应由具有一定检测专业知识并能够对矿井主通风机检验进行熟练操作的人员担任。所有检测人员都要经过主管部门培训,经考核合格颁发检测资格证,做到持证上岗。

表3-1 检验用仪器仪表 序号 1 2 3 4 5 6 7 仪器名称 气压计 温度计 干湿温度计 皮托管 全压管 附壁静压片或静压管 风速传感器、摇测风速计、风速表 测量范围 800hPa—1060 hPa 0℃—50℃ -25℃—+50℃ 0.5m/s—20 m/s 准确度 ±200Pa ±0.5℃ ±0.5℃ 系数0.998—1.004 系数0.998—1.004 系数0.998—1.004 ±(0.10—0.20)m/s 数量 只 (台) 1 2 2 ≥25 ≥25 ≥8 ≥25 用途 测大气压力 测温度 测干、湿温度 测动压、全压 测全压 测静压 测风速 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 压差计 压差计 电流互感器 电压互感器 转速表 声级计 点温计或温度测量元件 通风机综合测试仪 全功能电力测量仪或电动机经济运行仪 测振仪 故障诊断仪 兆欧表 兆欧表 0Pa—6000Pa 0Pa—2000Pa 0℃—1000℃ 加速度 220.1m/s—199.9 m/s 0 MΩ—1000 MΩ 0 MΩ—1000 MΩ ±10 Pa ±10 Pa 0.2级 0.2级 ±1 r/min 0.5dB ±0.5℃ 0.5级 ±5% 1.0级 1.5级 ≥5 ≥5 ≥2 ≥2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 测静压、全压 测动压 电气参数测定 电气参数测定 测风速、电机转速 测噪声 电机温升 风速、风压 电参数 测振动 故障分析 测绝缘电阻 测绝缘电阻 注:在进行通风机运行参数测定时,可根据具体测定方法选用表3-1中的测量仪表和数量。在高原地区测量大气压时,参照表3-1选用相适应的空盒气压计,若现场检测条件限制时,可使用现场已有的互感器。

4.1.2所有测试仪器和设备,应符合本标准的要求。

4.1.3主要通风机及配套件相关证件应齐全,如:安全标志准用证、防爆合格证、摩擦火花安全性检验合格证、聚合物制品阻燃抗静电检验报告等。主通风机因其结构、采购或使用年限等不同,其相关证件也会有所不同,但应符合国家有关规定。

4.1.4现场检查通风机、电动机各零部件应齐全,主通风机各连接部位的紧固件应牢固;刹车装置应灵活可靠;润滑系统应工作正常;主通风机处壳或内部结构不应有异常变形或损伤;主通风机铭牌、转向标志、风流标志应齐全。

4.1.5主通风机的电动机运行功率不应超过额定功率。

4.1.6主通风机系统的保护及相关设施应齐全,应符合《煤矿安全规程》(2004年版)的规定。如:双回路供电、防爆门、反风性能及反风设施、欠压和过流保护、监视用仪器仪表等等。

4.1.7主通风机装置运行效率应不小于最高效率的70%。风量和风压应满足矿井的需要和产品使用说明书的规定。

4.1.8振动速度测量结果应符合JB/T8689标准中的规定。

4.1.9若测试主通风机系统全性能曲线时,通风机系统的比A声级应符合JB/T8690的要求,比A声级应不大于35dB。但作业场所噪声应符合《煤矿安全规程》(2004版)中第741条规定。有环保要求时,主通风机系统环保噪声应符合国家环保要求。

4.1.10轴承温升应满足JB/T4296标准的规定。不应超过厂方提供的技术参数。 4.1.11故障诊断发现故障特征信号,应及时进行排查,防止事故发生。

4.1.12电动机绝缘电阻在额定电压为380V时,应不小于0.5MΩ;660V时应不小于1 MΩ;6000V时应不小于6 MΩ。接地电阻应不大于4Ω。

4.1.13主通风机叶片与机壳(或保护圈)的单侧间隙值应不小于2.5mm。 4.2检验要求

安装在煤矿的通风机,有下列情况之一者,应进行运行参数测定: a 每5年至少进行一次; b 新安装;

c 技术改造前后;

d 更换了叶片、电动机,改变了动叶、导叶角度。

4.3主通风机性能检验条件

4.3.1在通风机至流量和压力测量面之间的风道应无明显的内外漏风现象。通风机进、出口之间不得存在未规定的气体循环。

4.3.2为保证实验操作人员安全及机器免受损坏所采取的措施,不应对通风机的气动性能有任何影响。

4.3.3通风系统阻力可以改变时测试点的选择。当系统阻力可以改变时,通过调节风机自有的闸门或系统中设置的风门进行工况调节,测点在全流量范围内不少于7个点。

4.3.4通风系统阻力不可改变时测试点的选择。

4.3.4.1通风系统的阻力不能改变时,只能在一个工况点测试。此种情况下,各方应对只进行单一工况测试达成协议。

4.3.4.2通风系统的阻力不能改变时,为得到通风机特性曲线的各个点,可采用板阻法测量备用风机。测点在全流量范围内不少于7个点。

5.检验方法 5.1证件审查

视主通风机结构及其具体情况,按4.1.3条规定,在现场通过查看主通风机系统证件档案进行。

5.2外观质量检测

用目测法按4.1.4条进行。 5.3轴承与电动机温升检验

煤矿主通风机轴承和电动机定子温度是判定通风机能否正常运行的重要指标,必须对其温升进行检验。检验时,根据现场实际情况,采用相应的测试方法进行测量。

5.4空气密度测定

在距风压测点20m内的巷道中,用气压计测量绝对静压,用干、湿温度计测量干、湿温度。每调节工况1次测量3次,按式(1)计算空气密度取其算术平均值:

3.484103式中:——空气密度,kg/m;

3p00.3779psat (3-1)

273tp0——大气压力,Pa;

——空气的相对湿度,%;

psat——湿度为t℃时空气的绝对饱和水蒸气压力,Pa; t——空气的温度,℃。

5.5风量测定

5.5.1选择测定断面的条件

5.5.1.1按GB/T10178中6.2条选择风量测定断面。

5.5.1.2现场条件不能满足5.5.1.1打的要求时可按下列的要求选择; a)轴流式通风机可选在集风器入口;

b)离心式通风机可选在通风机入风口附近。

5.5.1.3应选两个以上测风断面,断面之间应无漏风。 5.5.2风速测点的布置

5.5.2.1圆形巷道断面:按GB/T10178中6.4.3.1条的要求布置。 5.5.2.2矩形巷道断面:按GB/T10178中6.4.3.3条的要求布置。 5.5.2.3扩散器环形断面:按GB/T10178中6.4.3.2条的要求布置。 5.5.2.4其他形状的巷道断面:

a)面积测定。在同一断面上划分成若干个矩形、三角形、半圆形等小块,计算总面积。

b)测点布置。用全压管测风量,将全压测点布置在每个小面积块的重心上。静压测点,根据巷道断面的近似形状布置在巷道壁上。

c)各种断面形状的重心按附录A计算。 5.5.2.5静压测点的布置: a)环形空间(图3-1a),测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁和芯筒外缘的交点a、b、c、d、e、f、g、h处;

b)圆形断面(图3-1b),测点布置在水平、垂直的两条直径与硐壁的交点a、b、c、d处;

c)矩形断面(图3-1c),测点布置在高、宽中线与硐壁的交点a、b、c、d处。

图3-1 静压测点安设位置示意图

5.5.3测定方法

5.5.3.1皮托管测定方法:

a)皮托管的安装。按5.5.2条的规定,在流速均匀的测定断面安装支撑架和皮托管。皮托管的测头应超前支撑架100mm,其余压孔应迎风正对气流,允许偏差不大于5°。

b)动压测量。用干净、畅通、不漏气的软管,将皮托管的“+”、“-”接头与压差计的“+”、“-”接头对应连接,测量动压。

5.5.3.2全压管、附壁静压片测定法:

a)全压管的安装。按5.5.2条的规定,在流速不均匀的测定断面或扩散器环形空间,集风器入口安设全压管。全压管测头应超前支撑架100mm,全压孔迎风正对气流,允许偏角不大于15°。

b)附壁静压片。按5.5.2.5条图3-1所示的位置,紧贴壁面安设。

c)全压、静压测定。用干净、畅通、不漏气的软管,将全压管、附壁静压片的接头分别与压差计连接,测量全压和静压。

5.5.3.3风速传感器、遥测风速计测定法: 按5.5.2条规定,安设支撑回和风速传感器或遥测风速计,仪表测头应超前支撑架200mm—250mm,测量各测点风速。

5.5.4风速计算

5.5.4.1皮托管测定法:

vi2pdi (3-2)

式中:vi——测风断面第i测点风速,m/s;

——空气密度,kg/m3;

pdi——第i测点测得的动压,Pa。

5.5.4.2全压管、附壁静压片测定: 用式(3-2)计算测风断面第i测点风速。

pditiptipsi (3-3)

psiLib(3-4) (apsabpsb)bpsb

Lab式中:pti——第i测点测得全压,Pa;

ti——第i测点全压管系数;

Psi——第i测点测算的静压,Pa;

Lib——i点到静压测点b的距离(见图3-1),m; Lab——a、b两静压点的距离,m;

Psa、Psb——a、b静压测点测得的静压,Pa;

a、b——a、b静压测点附壁静压片的系数。

5.5.4.3风速传感器,遥测风速计测定法: 直接测得各测点的风速,vi,m/s。 5.5.5风量计算

(3-5) qviviAi

i1n式中:qvi——通过通风机的风量,m/s;

3n——测点数;

vi——第i测点测得的风速,m/s; Ai——测风断面第i块的面积,㎡。

5.5.6测定误差

在同一工况用同一方法在两个(或多个)断面上所测定的风量,其算术平均值与最大值或最小值的相对差值应不大于2.5%,若大于2.5%,应重新测试或重新审定测试方案。

5.6风压测定

5.6.1选择测定断面的条件 5.6.1.1

a)抽出式通风测压断面应选定在集风器入口,如图3-2所示Ⅰ——Ⅰ断面处;

b)压入式通风(无引风道)测压断面应选定在扩散器出口,如图3-2所示Ⅱ——Ⅱ断面处;

c)抽压式通风(含专门引风道的压入式通风),测压断面应选定在集风器入口和扩散器出口,如图3-2所示Ⅰ——Ⅰ、Ⅱ——Ⅱ断面处。

图3-2 轴流式通风机测压断面位置图

5.6.1.2离心式通风机:

a)单吸风口离心式通风机,测压断面应选定在控制闸门后尽可能靠近通风机入口,如图3-3所示Ⅰ——Ⅰ断面处;

图3-3 离心式通风机测压断面位置图

b)双吸风口离心式通风机,测压断面应选下在风道分支处,如图3-3所示Ⅰ——Ⅰ断面处;

c)亦可参照5.6.1.1条相应原则选定。

5.6.1.3根据煤矿生产的实际情况,亦可以其他适宜的位置选定测压断面,测定结果仅供生产使用。

5.6.2风压测点的布置

根据巷道断面形状,按5.5.2条的有关规定布置测点。 5.6.3测定方法

5.6.3.1皮托管测定法:

a)在5.6.1条选定的测压断面,按5.5.3.1a条的规定安装皮托管;

b)用干净、畅通、不漏气的软管,将皮托管的“+”接头与压差计连接,测量全压。 5.6.3.2全压管测定法:

a)在5.6.1条选定的测压断面,按5.5.3.2a条的规定安装全压管; b)按5.5.3.2c条的规定,将全压管的接头与压差计连接,测理全压。 5.6.4风压计算

5.6.4.1通风机静压计算:

a)皮托管测定法,抽出式通风:

Pa式中:Pa——通风机静压,Pa;

Pi1nitin1 (3-6)

Pti——第i测点测得全压,Pa;

i——第i测点皮托管系数;

n1——测点数。

b)全压管测定法:抽出式通风的计算同(3-6)式。 5.6.4.2通风机全压计算: a)抽出式通风:

PtPsPd2 (3-7)

Pd2b)压入式通风:

q1 2(v2)2 (3-8)

2A2Ptc)抽压式通风

n2Pi1n1tin1 (3-9)

PPtj1tjn2Pi1n1tin1 (3-10)

式中:Pt——通风机全压,Pa;

Ps——通风机静压,Pa;

Pd2——通风机扩散器出口测算的速压,Pa;

2——通风机扩散器出口空气密度,kg/m3;

qv2——通风机扩散器出口通过风量,m3/s;

A2——通风机扩散器出口断面积,m2;

Pti——通风机扩散器出口第i测点全压,Pa; Ptj——通风机扩散器出口第i测点全压,Pa;

n2——通风机扩散器出口测点数; n1——通风机入口测点数。

5.7转速测定

5.7.1电动机转速测定。

用转速表测量电动机转速,每调一个工况点测3次,取其算术平均值。 5.7.2通风机转速测定。

测定方法同5.7.1条,通风机与电动机直接传动,只测电动机转速;通风机与电动机以其他方式传动,应分别测通风机、电动机的转速。

5.7.3若现场确不具备测试通风机、电动机转速条件时,以通风机和电动机额定转速为依据。

5.7.4传动效率。

传动效率可按表3-2选取。

表3-2 传动效率 类别 传动型式 联轴器 浮动联轴器 齿轮联轴器 弹性联轴器 万向联轴器(a≤3°) 万向联轴器(a>3°) 梅花接轴 滚力联轴器(在设计点) 带式传动 平带无压紧轮的开式传动 效率η 0.98 0.99 0.99 0.97 0.95 0.97 0.93 0.98 平带有压紧轮的开式传动 平带无交叉传动 三角带传动 0.97 0.90 0.96 5.8电参数测定 5.8.1电动机输入功率按GB/10178中7.3条功率测定方法进行。 5.8.2电动机绝缘电阻测定

电动机绝缘电阻用兆欧表进行测定,1000V以下设备使用1000V兆欧表测定;1000V以上设备使用2500V兆欧表测定。电动机接地电阻用接地电阻测量仪测量。

5.9通风机功率、效率测定 5.9.1通风机轴功率计算

PatrmPe 式中:Pa——通风机轴功率,kW;

tr——机械传动效率;

m——电动机效率;

Pe——电动机输入功率,kW;

5.9.2通风机输出功率计算 5.6.2.1通风机全压功率

Pptqvit1000 式中:Pt——通风机全压功率,kW;

pt——通风机全压,Pa; q3vi——通过通风机风量,m/s。

5.9.2.2通风机静压效率:

Ppsqv1s1000 式中:Ps——通风机静压效率,kW;

ps——通风机静压,Pa;

q3v1——通过通风机风量,m/s。

5.9.3通风机效率的计算 5.9.3.1通风机全压效率:

PttP100 a式中:t——通风机全压效率,%;

Pt、Pa——通风机全压功率、轴功率,kW。

5.9.3.2通风机静压效率:

PssP100 a式中:s——通风机静压效率,%;

Ps、Pa——通风机静压功率、轴功率,kW。

(3-11)(3-12)(3-13)(3-14)(3-15) 5.9.4测定数值的换算

将测定数值换算成标准空气状况和通风机额定转速条件下的数值。 5.9.4.1换算系数计算: a)空气密度换算系数

k1.2 (3-16)

1i式中:k——密度换算系数

1i——某一工况点实测空气密度,kg/m3。

b)通风机转速换算系数

kN0nN i式中:kn——转速换算系数;

N0——通风机额定转速,r/min; Ni——某一工况点实测转速,r/min;

5.9.4.2通风机风量换算:

qvfknqv 式中:q3vf——换算后的通风量,m/s。

5.9.4.3通风机风压换算:

a)全压换算

pk2tfknpt b)静压换算

pk2sfknps 式中:ptf——换算后的通风机全压,Pa;

psf——换算后的通风机静压,Pa;

5.9.4.4通风机功率换算:

a)轴功率换算

Pk3afknPa b)输出全压功率换算

Pk3tfknPt c)输出静压功率换算

Pkk3sfnPs 式中:Paf——换算后的通风机轴功率,kW;

Ptf——换算后的通风机全压功率,kW; Psf——换算后的通风机静压功率,kW;

5.9.4.5通风机效率计算

a)全压效率

(3-17) 3-18)

(3-19)

(3-20)

(3-21)

(3-22)

(3-23)

(tfb)静压效率

PtfPaf100 (3-24)

stc)通风机机组效率

Pst100 (3-25) PafPtfPe100 (3-26)

fm5.9.5通风机的工序能耗计算

5.9.5.1单台通风机工序能耗计算

式中:tf、st、fm——换算后的全压、静压和机组效率,%。

EfnWtqvfjptfjj1n (3-27)

式中:Ef——单台通风机工序能耗(也可按

13计算),kWh/(mMPa);

3.6fmn——单台通风机测定次数;

,kWh W——单台通风机消耗电量(可按电动机输入功率计算)

t——统计时间,这里取t3600s;

qvfj——第j次测算的通风机风量,m3/s。

ptfj——第j次测算的通风机全压,Pa。

5.9.5.2多台通风机工序能耗计算

n3式中:Efi——第i台通风机工序能耗,kWh/(mMPa);

i——第i台通风机;

n——运行的通风机台数。

EmfEi1nfi (3-28)

5.9.6反风量测量

通风机及其系统处于反风运行状态,参照4.4.3.2条的规定进行测定。 5.10噪声测量

5.10.1对现场通风机进行噪声测定时,只测定运行条件下的噪声。

5.10.2参照GB/T2888第1.9条规定标准长度,即当主要通风机叶轮直径小于或等于1m时,取标准长度为1m,当叶轮直径大于1m时,取标准长度等于叶轮直径。在通风机扩散器出口45°方向上测量风机噪声。

对于机壳辐射噪声,按GB/T2888第9.2.1.4条规定点距壳体1m外测量,并按下式求出平均噪声级:

LA101g(100.1L1100.1L2100.1Ln)101gn (3-29)

式中:LA——平均A声级,dB(A);

L1,L2,„„Ln——测量值,dB(A); n——测点数。

5.10.3当有环保要求时,应按有关规定测量环保噪声。 5.11主通风机叶片与机壳(或保护圈)的单侧间隙值测量

主通风机叶片与机壳(或保护圈)的单侧间隙值用分度值不大于0.05mm的量具测量,在圆周上布置的测点不少于4个。

5.12振动测试 5.12.1定义

5.12.1.1振动参数

振动参数主要有位移(x)、速度(v)及加速度(a),以及由这三种参数构成的统计量如峰——峰值(xpp,app),均方根值(vrms,xrms等)、平均值(x,v,a)等。

常用的振动指标有以下几种:

(1)振动峰——峰值(pp值)。常用的峰——峰值为振动位移和加速度的峰——峰值xpp,app。

(2)振动速度(振动速度的均方根值)vrms。即:

1T2v(t)dt (3-30) 0T式中:vrms——振动速度均方根值(有效值),mm/s;

v(t)——随时间t变化的振动速度函数,mm/s; T——振动周期,s; t——时间自变量,s。

vrms是表示振动信号中各频率分量的能量的综合影响,表征着振动的威力或破坏能力,

vrms称为振动速度。

5.12.1.2刚性支承 通风机被安装后,“通风机——支承系统”的基本固有频率高于通风机的工作主频率,称为刚性支承。如一般通风机直接与坚硬基础紧固连接。

5.12.1.3挠性支承 通风机被安装后,“通风机——支承系统”的基本固有频率低于通风机的工作主频率,称为挠性支承。如在特殊条件下,通风机通过隔振体与基础连接。

5.12.2测量参数及其限制

5.12.2.1测量参数为振动速度均方根值,它可以由具有有效值检波特性的仪器直接测量和显示。

5.12.2.2在5.11.3所规定的各个测量方向和测量点上,测得的振动速度均方根值不应超出如下规定:

刚性支承:vrms4.6mm/s;

挠性支承:vrms7.1mm/s。

5.12.3测量部位

通风机振动测点主要布置在风机、电机轴承座的径向相互垂直方向以及轴向上,所布置的风机测点要固定,并且要用特殊明显的标记符号标出。测点应选在与轴承座联接刚度较高的地方或箱体上的适当位置,应尽量减少中间界面,且安装面要光滑。每次测量振动时风机的工况条件、测量参数、使用的测量仪器和测量方法(如传感器的固定方法)相同。参见JB/T8689第3.2条。

6.检测结果的判定

凡检验发现下列情况之一者,判定为不合格。 6.1证书审查不符合规定。 6.2主通风机喘振。

6.3电动机功率超过额定功率。

6.4电动机、轴承温度和温升、超过相应标准。 6.5通风机振动有效值超过规定。 6.6安全保护及设施不齐全。

二、检测检验

(一)测量方案

在现场对通风机进行技术测试,首先应根据通风机设备布置的客观条件确定测试的总体方案,它包括以下几个方面:

(1)组成一个包含通风机在内的通风网路。这个网路可以利用矿井通风网路,但进行工况凋节时改变了网路风量,会影响矿井生产,因此,必要时仅对其运行工况进行测试。最好的方法是对备用通风机进行技术测试。在绝大多数情况下,备用通风机连同在通风机入口前和出口后的风硐可组成一个基本满足测试耍求的通风系统。

(2)确定工况凋节的方法。

(3)确定相对合理的测试点位置。测试点位置选择得当与否直接决定着技术测试的成败。

(4)选用满足测试要求的测量仪器。仪器应完好、准确并符合有关规定。仪器的布置应符合有关要求。

(二)测量用的仪器

目前用于通风机性能测试的仪器和装置有多种形式。有些仪器装置自动化程度很高,其数据采集、数据处理以至输出最后结果均在计算机的控制下完成,节省了人力物力,缩短了测试时间,使用十分方便,但价格相应昂贵一些。有些仪表装置价格较便宜,但测试时要占用较多的人力物力,同时需要较长的测试时间。

1.测风速仪表 1.1普通风速表

在实际中应用较多的风速表是转叶式风速表。应注意的是,转叶式风速表仅限于在测量平面上任意点不存在明显脉动的条件下使用。

1.2超声风速仪

超声风速仪是用于检测风洞内总风速及总风量的装置,该装置自动化程度很高,可与计算机相连,计算机对检测结果进行处理后直接打印出平均风速值和风量值。

1.3超声波旋涡风速传感器

超声波风速传感器是利用卡门涡街对超声波束的调制原理来实现风速测量的。该装置没有运动部件,不受井下气体成分、湿度及粉尘的影响,可对风硐内风速作长期连续监测,并有相应的电信号可供远传。

2.测压仪器 2.1皮托管

皮托管是流体测量中较常用的一种压力感受仪器。它与各种差压计相配合,可测量风流中某一点的全压、静压和动压,且可由动压计算该点的风速。故皮托管也可用于风流中某点的风速测量。

图3-1 皮托管结构图

1―测风头;2―全压管;3―静压管;4-全压管接头;5―静压管接头

2.2静压测孔

静压测孔的结构形状如图3-10所示,它设置在测试截面的壁面上,用来测试该截面的静压。静压测孔沿测试截面的周边布置,其数量由测试要求确定。孔中心线应垂直于管壁,风硐的内壁面与孔交界处应平滑无毛刺。

图3-1 静压测孔结构示意图

1―静压测孔;2一风硐内壁面;3―短导管

3.压力显示仪器

只有将各种感压装置获得的压力信号输入到压力显示仪器上,才能得到压力的读数。通风机测试中较常用的压力显示仪器有U形管液柱压差计等。

4.温度和湿度测量仪器 温度计、干湿温度计等。 5.大气压力测量仪器 精密气压计等。 6.转速测量仪器

可采用机械式转速表、数字式转速仪或频闪式转速仪测量转速。 7.电气参数测量仪表

电流表、电压表、功率因数表、功率表、电流互感器、电压互感器、全功能电力侧录仪或电动机经济运行仪、兆欧表等。

8.噪声测量仪器

噪声测量仪器为声级计和倍频带滤波器或与之等效的其他测量仪器。

9.振动参数测量仪器

为了方便起见,可用振动的加速度表征通风机的振动特性。 10.通风机装置性能测试数据采集系统

近年来国内有多家单位针对通风机现场测试的特点,设计出了通风机装置性能测试数据采集系统。这些系统具有携带方便、操作简单、实时性强、精确度高、性能稳定、测试时间短和自动化程度高等特点。

(三)工况调节方法

根据通风机的测试原理,改变工况意味着改变网路的通风阻力。对于压入式通风机,工况调节位置应位于通风机出口侧压力测量点的下游;对于抽出式通风机,工况调节的位置应位于通风机进口侧压力测量点上游。

通风机设备的实际布置状况千变万化,应根据现场实际情况确定合适的工况调节方法。由于在工况调节位置截面两侧存在着压力差,尤其当风机压头很高时,其压力差是相当大的,要充分考虑设备的承载能力。因此,无论使用何种调节方法,都应保证整个试验过程安全可靠,万无一失。

现将目前较常用的几种工况调节方法分述如下: 1.风门调节法

利用改变反风门的开度来改变阻力,从而达到改变工况的目的。这种方法可以利用原有设备,使用比较方便。尤其适用于测试备用通风机。

2.木板或帘幕调节法

在用风门调节网路阻力受到现场客观条件限制而无法实现时,可在网路适当位置用木板或帘幕调节网路阻力。采用此法要注意测试安全,要防止上、下木板承载后折断以及帘幕被气流撕碎。

(四)测量截面位置的选择和测量方法

选择测风测压截面的位置是通风机测试中的一个关键环节,在确定测量截面时应符合以下原则和要求。

l.测量截面应选在缓变流处

选择测量截面的一个最基本的要求是测量截面应位于风硐的缓变流处。在缓变流的过流截面上流速分布均匀而有规律,其静压分布为常数。缓变流的这一特性奠定了通风机性能精确测试的基础。在一般情况下要保证某截面为缓变流,则要求在测量截面位置的上游和下游各有两倍风硐直径的直线段。

2.通风机装置的进出口截面

对于大型矿井轴流式通风机,厂家给定的是通风机装置的静压特性曲线;而对于离心式通风机,厂家给定的是通风机的全压特性曲线。因此,在测试条件许可的情况下,应将测量截面位置尽可能地取在通风机装置的进出口截面,在此条件下测得的通风机装置性能曲线才可以与厂家给定的特性曲线相比较。若测试位置不在通风机装置进出口截面,则应按照流体力学有关阻力实验数据对试验数据进行修正,并换算成通风机装置进出口截面上的数据。

3.测量截面的数目要求

无论对于何种通风机设备布置情况,对测量截面位置的数目有一个基本要求。按照通风机风压和风量的定义,要想通过技术测试而获得通风机的性能,必须在通风机进出口侧各选择一个测量截面测取该两截面的静压。除此之外,还耍在通风机出口侧或进口侧选择一个测量截面,测取该截面的风速,以计算通风机的风量。在某些情况下,测风与测压可共用一个截面,甚至还可以省略一个测压截面。

(五)测压位置的选择及测量方法

1.测压位置的选择

在通风机进口前风硐的直线段上选择测压截面。这种方案要求测试截面前后有一定长度的直线段,当前后直线段较短时,应适当增加测试点的布置密度,以提高测试精度。若测压截面为矩形截面,可在该截面每一壁的中心处布置静压测孔。若测试点截面为圆形截面,可在该截面的壁面上布置四个静压测孔,各孔沿圆周均布。在某些情况下,如果在风洞壁面上无法设置静压测孔,则可在测量截面内设置测试点,用皮托管或其他测压仪器测量该截面的静压。

2.测量方法

2.1多点分联测法

即将各皮托管的静压端或静压测孔分别与压差计相连接,将测得的各点的静压值作算术平均后作为该截面的平均静压。

2.2多点并联测法

即将各测试点的静压收集到一个总管里,再用胶皮管将总管与压差计相连接,将压差计的读数作为该截面的平均静压。

(六)测风截面的选择和测量方法

1.测风截面的选择

对于轴流式通风机,可在集流器出口至第一级叶轮之间通道的直线段上设置测风截面。如果此处不能布置测试点,可将测量截面选在通风机扩散器的风道内。

2.测量方法

可采用风速表、风速传感器和超声风速仪来测量。用风速表测风量劳动条件差,对测量人员的操作技能要求较高,准确性差,因此一般作为其他测量方法的辅助手段。

(七)环境大气参数的测量

环境大气参数包括大气压力、大气温度和大气湿度。放置测量仪器的地方不得受到任何高温物体传热的影响,并防止日光直射和大气对流的影响。

(八)通风机装置进出口气流温度的测量

在通风机进出口侧的每一个压力或流量的测量截面上都应进行温度的测量。多次测量取其平均值。

(九)风硐内湿度的测量

通风机性能测试时,若流经通风机的气流来自于井下,则气流的湿度应在进风侧的风硐内测量。

(十)转速与功率的测量

使用转速表测量风机转速,若无法测量,可参照厂家提供的转速监控。通风机的轴功率是电动机传递给风机轴的功率。风机轴功率的测定实质上是通过测定拖动电机的输人功率和功率损耗来确定拖动电机的输出功率,对于联轴器直联传动机组,电动机输出功率与传动效率之积为风机轴功率。

(十一)通风机反风性能的测量

通风机及其系统处于反风运行状态时,可从新界定通风机的进口与出口。工况调节方法及测试可参照正常通风情况下所制定的方法进行。

(十二)通风机噪声参数的测量

对现场通风机进行噪声测定时,只测定运行条件下的噪声,当有环保要求时,按照有关规定测量环保噪声。

1.通风机空气动力性噪声的测定

即当主通风机叶轮直径小于或等于1m时,取标准长度为1m;当叶轮直径大于1m时,取标准长度等于叶轮直径。在扩散器出口45°方向上测量。

2.通风机机壳辐射噪声的测量

对于机壳辐射噪声,距机壳1m处,围绕机壳布置若干测点,测量各点的A声级。

(十三)通风机振动参数的测量

1.支承类型 1.1刚性支承:“通风机-支承系统”的基本固有频率高于通风机的工作主频率,如一般通风机直接与坚硬基础紧固连接。

1.2挠性支承:“通风机-支承系统”的基本固有频率低于通风机的工作主频率,如在某些特殊条件下,通风机通过隔振体与基础连接。

2.测试方法

使用振动计在风机运行平稳的状态下进行测量,测点应布置在通风机、电机轴承处,方向为X、Y、Z三个坐标上。

(十四)测试方案的可靠性检查

测试布置完成之后,应仔细对整个测试方案进行可靠性检查,以免测试时造成设备或人身事故。

(l)检查工况调节设备是否可靠。

(2)测风、测压仪器的支撑框架是否具有足够的强度以承受气流的冲击。仪表的安装应牢固可靠,以免脱落被吸人通风机,尤其对设置在第一级叶轮前的测试装置更应给予特别注意。

(3)通风机投人运行,当机械运转和全部仪表工作正常后,再进行各工况的测量。 (4)工况凋节的方向可以从最大流量到最小流量或从最小流量到最大流量,轴流式通风机宜采用前者,离心式通风机宜采用后者。

(5)每一工况测量之前,必须有足够的时间确保压力、流量和温度稳定之后,再同时读取各仪表的读数。

(6)测量的工况点一般不得少于10个,工况点分布应均匀,轴流式通风机在接近其喘振点时,工况点应适当加密。

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