多風機風壓平衡變頻技術(shù)分析

1、多風機風壓平衡變頻技術(shù)分析多風機風壓平衡變頻技術(shù)分析 本文關(guān)鍵詞：風壓，風機，變頻，平衡，分析 多風機風壓平衡變頻技術(shù)分析 本文簡介：摘要冬瓜山銅礦深部通風系統(tǒng)多風機串、并聯(lián)存在風壓不平衡、相互干擾等問題，風機運行工況不正常。為解決多風機聯(lián)合運行風壓平衡等問題，應分析多風機串、并聯(lián)合成曲線的通風阻力、風量等因素。通過采用變頻技術(shù)控制原理，對多風機運行工況點變化的規(guī)律進行研究，確定頻率與風量和風壓之間的關(guān)系。在多風機聯(lián)合運行滿足通風 多風機風壓平衡變頻技術(shù)分析 本文內(nèi)容： 摘要冬瓜山銅礦深部通風系統(tǒng)多風機串、并聯(lián)存在風壓不平衡、相互干擾等問題，風機運行工況不正常。為解決多風機聯(lián)合運行風壓平衡等問

2、題，應分析多風機串、并聯(lián)合成曲線的通風阻力、風量等因素。通過采用變頻技術(shù)控制原理，對多風機運行工況點變化的規(guī)律進行研究，確定頻率與風量和風壓之間的關(guān)系。在多風機聯(lián)合運行滿足通風排塵要求的基礎上調(diào)節(jié)風機頻率，使串、并聯(lián)風機能夠在工況合理的范圍內(nèi)運行。研究方案在現(xiàn)場實施后，多風機聯(lián)合運行總風量從原來的140.4m3/s增加到166.5m3/s，而總實耗功率降低了88.1kW，風機在正常性能曲線范圍內(nèi)運行的基礎上性能得到較大提升。變頻技術(shù)調(diào)節(jié)風壓平衡具有操作方便、安全可靠、風機性能最優(yōu)、通風能耗較低等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞多風機；聯(lián)合運行；相互影響；變頻控制；風壓平衡 隨著國外內(nèi)經(jīng)濟建設對礦產(chǎn)資源的需求量增

3、加，礦山開采深度及規(guī)模不斷增加，使礦井總需風量也隨之增大，采用多機站串、并聯(lián)回風的礦井也越來越多1。目前，冬瓜山銅礦礦井采用多機站通風方式，多機站風機串、并聯(lián)運行能夠解決礦井逐步增大的總需風量問題2，但隨著風機串、并聯(lián)數(shù)量的增加，風機聯(lián)合運行時，各風機之間相互影響，造成風機工況點不正常，出現(xiàn)風機不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)等問題3。因此，如何分析風機性能曲線、合理利用變頻技術(shù)控制對多風機聯(lián)合運行進行有效調(diào)節(jié)，避免風機相互干擾的問題不僅能夠有效地降低礦山通風能耗，也是礦山保持可持續(xù)發(fā)展的基本技術(shù)。 1通風系統(tǒng)現(xiàn)狀 冬瓜山深部礦床60線以南正在開采，礦體最低開采中段為-850m，60線以北-790m水平至-100m

4、水平的處于開拓階段。冬瓜山銅礦深部礦段通風系統(tǒng)目前采用多機站通風方式，以冬瓜山副井、團山副井和進風井進風，回風井回風。-850m水平為回風水平，共設置2個回風機站，風機均配備變頻器。具體風機布置及風機參數(shù)見表1。 2通風現(xiàn)狀分析 冬瓜山銅礦深部礦段2017年生產(chǎn)計劃60線以南資源已不能維持10000t/d產(chǎn)量要求，60線北產(chǎn)量任務重，安全生產(chǎn)壓力大。根據(jù)2017年初步設計要求在-850m水平60線北安裝1臺DK62-8-26風機，增加60線北回風量。-850m回風水平共2個回風機站3臺風機串、并聯(lián)設置，具體布置圖見圖1。 2.1檢測數(shù)據(jù) 風機安裝試運行后，對通風系統(tǒng)進行檢測。檢測數(shù)據(jù)見表2。

5、2.2存在問題 DK62-8-26、K45-6-19作為不同型號風機，其各自的性能曲線各不相同，風機性能曲線分別為和，風機工況點為N，曲線圖見圖2。在風機運行頻率相同的情況下，并聯(lián)運行會導致風機風壓不平衡等問題。由圖2可知，風機在滿負荷運行下DK62-8-26風機在風機性能曲線內(nèi)運行，對K45-6-19風機形成通風阻力，造成K45-6-19風機運行不正常，風機工況在性能曲線以外運行。更換-850m水平60線南200kW風機來滿足2×355kW風機風壓平衡要求，工程成本較高且風機更換過程中影響冬瓜山深部礦段正常通風需求。 3多風機運行變頻技術(shù)研究 3.1多風機運行影響分析 回風機站風機

6、運行主要采用串、并聯(lián)結(jié)合方式。多風機運行不同于單臺風機運行，風機之間存在風壓、風量平衡等因素。在3臺風機運行的基礎上分析多風機串、并聯(lián)運行的實際性能曲線和效果，保證多風機能夠在穩(wěn)定、高效和經(jīng)濟的基礎上運行。風機串聯(lián)工況分析。1#回風機站串聯(lián)2臺K45-6-19風機為同型號風機，風機曲線，為合成特性曲線，R為通風阻力曲線。N和N為風機串聯(lián)工況點和單臺風機工況點，曲線圖見圖3。風機串聯(lián)運行時風量不變，風壓等于2臺風機風壓之和。計算可以得到串聯(lián)2臺K45-6-19風機的合成風壓及風量范圍見表3。風機并聯(lián)工況分析。串聯(lián)2臺K45-6-19和1臺DK62-8-26風機并聯(lián)設置。K45-6-19曲線為，D

7、K62-8-26曲線為，為風機并聯(lián)合成性能曲線。N1、N2和N為單臺風機工況點和并聯(lián)工況點。曲線圖見圖4，由圖4可知，當Q=Q-Q2>0時,即工況點N位于DK62-8-26風機曲線和合成曲線之間，并聯(lián)有效。當Q=Q-Q23.2變頻技術(shù)研究 （1）變頻技術(shù)原理。風機風量及風壓控制過去多采用調(diào)節(jié)風機葉片角度來實現(xiàn)，這種控制方法需在風機檢修狀態(tài)下進行，影響正常生產(chǎn)且操作復雜，經(jīng)濟性差。依據(jù)現(xiàn)有風機的工作性能，采用變頻技術(shù)對風機調(diào)速來控制風量及風壓是目前最常用的技術(shù)4。（2）多風機變頻調(diào)節(jié)分析。根據(jù)變頻技術(shù)原理可知，風機變頻后風機性能曲線也會隨之變化，風機滿頻性能曲線為，變頻后風機性能曲線為。變

8、化曲線圖見圖5。 3.3現(xiàn)場實際應用 通過風機變頻技術(shù)控制研究，計算得出DK62-8-26風機最大運行頻率為46.99Hz，結(jié)合現(xiàn)場實際通風及頻率運行情況，將冬瓜山銅礦-850m水平60線北DK62-8-26風機運行頻率調(diào)低至46Hz,風機正常運行后對風機進行檢測，檢測數(shù)據(jù)見表5根據(jù)表2、表5可知，-850m60線南、北不同型號風機進行串、并聯(lián)設置，滿負荷運行實耗功率達到935.2kW，總風量為140.4m3/s，風機性能偏低。通過變頻技術(shù)控制研究將DK62-8-26風機頻率調(diào)至46Hz，風機總實耗功率降低至847.1kW，總風量提高到166.5m3/s，風機均在性能曲線范圍內(nèi)運行，風機效率得

9、到較大提升。 4結(jié)論 （1）多風機串、并聯(lián)設置時由于風機性能曲線不同，在聯(lián)合運行時應對各風機性能曲線進行合成，確定多風機合成性能曲線，避免風機在性能曲線范圍外運行，既能提高礦井總風量，又能降低總實耗功率，保證了多風機高效、穩(wěn)定運行。（2）結(jié)合冬瓜山銅礦多機站通風系統(tǒng)情況，風機均配備變頻器，通過變頻器調(diào)節(jié)頻率降低轉(zhuǎn)速的技術(shù)，利用流體力學風壓、風量與頻率之間的關(guān)系，間接調(diào)節(jié)風壓的公式簡單易懂，為現(xiàn)場通風技術(shù)人員調(diào)節(jié)風量和風壓平衡提供了理論性知識。（3）風壓平衡變頻技術(shù)研究通過調(diào)節(jié)風機頻率達到降低風壓的方法，改變了通過調(diào)節(jié)風機葉片角度、更換風機等降低風壓的傳統(tǒng)方法，該方法能夠快速、有效地調(diào)節(jié)風壓平衡，確保通風系統(tǒng)多風機聯(lián)合運行時風機性能能夠相互匹配，不造成相互干擾等問題。（4）冬瓜山銅礦隨著礦山企業(yè)的深部開采和擴能需要，采用多風機聯(lián)合運行布置時存在新舊風機型號不匹配、風機性能降低