矿用通风风机为何应纳入自动化规划
风机运转正常,但抵达工作面的风量仍可能不足。管路过长或接头漏风就足以造成风量缺口,即便电机本身并无异常表现。
操作人员不仅需要知道风机是否在运转,还需要知道每个作业区域实际获得的风量。随着矿山引入远程控制装载设备以及生产自动化程度的提升,风机选型与通风控制需要统筹规划。
工人在地下巷道中安装轴流式通风风机。
通风任务随矿山开发而变化
地下布局很少能长期保持不变。巷道不断延伸,管路不断加长,新的连接也会改变气流可用的路径。项目初期适用的通风方案,随着开发推进可能需要调整。
主风机提供驱动空气通过主通风回路所需的压力。局部风机与管路则服务于盲巷等需要局部通风的区域。局部通风依赖主回路提供足够的新风供应以及污染空气的回风通道。
结合管路系统来解读风机特性曲线会更容易。工作点是风机可提供的压力与通过该系统所需压力相匹配的位置。
增加管路长度或加入限流弯头,即便转速不变,工作点也可能发生偏移。这正是目录风量数据需要标明对应压力条件的原因。
对于采用压入式通风的开发巷道,技术规格应区分管路出口处所需风量与进入管路的风量。由于存在漏风,两者数值可能不同。
这样供应商才能评估完整的工况,而不是简单地把目录中最大风量作为选型目标。设备订购前应先核查规划中最长的管路长度。
比较矿用通风风机时,起点应是所需风量以及通过规划系统输送该风量所需的压力。应明确压力是静压还是全压,并使用考虑了现场预期空气密度的性能数据。
仅凭电机千瓦功率无法回答选型问题。具有相同电机功率的风机,其风量与压力特性可能大不相同。
为控制团队提供可用的运行范围
如果项目要求变速控制,风机需要适应其将遇到的各种工况范围。它必须满足设计工况,并在运行中预期出现的较低风量与压力组合下保持稳定与高效。
应依据制造商提供的风机特性曲线核查拟定的运行工作点,包括稳定运行范围、效率以及电机负载情况。电机与驱动装置也需要适配预期的转速范围。这些细节在选型阶段解决比设备到场后再处理要容易得多。
电气规格应与风机特性曲线一并提供。需确认供电电压与频率、电机配置方式,以及所报性能数据是基于直接接入电网还是通过驱动装置运行。
在风机几何结构、转速和空气密度不变的情况下,仅改变电机电压等级本身并不会改变风量—压力曲线。但如果运行转速发生变化,则必须重新核查相应曲线。
如采用驱动装置,供应商应确认允许的转速范围,以及与电机冷却或风机运行相关的任何限制。对于配备两台电机的风机,技术规格应涵盖两台电机及其控制系统。
这样控制团队便有了明确的运行边界可供参考。同一型号可能涵盖多种配置,因此订单与调试记录应准确标明实际供应的具体配置。
尽早让通风工程师、风机供应商与控制团队共同参与讨论会很有帮助。他们需要就所需风量、压力基准、预期工况变化以及控制系统可运行的边界达成一致。
按需通风的应用场景
按需通风让生产信息在风量管理中发挥实际作用。根据具体安装情况,该系统可利用设备位置、班次安排以及环境监测数据,随矿山内作业活动的转移来调整风机输出与风量分配。
在通风需求存在变化的情况下,这种方式可带来能源效益。即便某条巷道处于非作业状态,仍可能需要持续通风。残留的爆破烟雾、瓦斯释放或热量都可能仍需要气流,任何调整都必须遵守矿山规定的最低风量要求与操作规程。
在地下矿山通风系统中,风门、调节装置、进风路径、回风路径以及局部管路共同影响气流的流向。调整一台风机或一条支路,可能会改变其他位置的状况。因此,有效的控制依赖于理解这些相互关联,并核实预期的风量变化是否真正发生。
传感器故障应得到与正常控制指令同等的重视。一个停止更新的读数在屏幕上可能看起来完全正常,因此系统需要能够识别陈旧或无效数据,而不仅仅是识别超出预期范围的数值。
通风工程师与控制团队应共同决定每种故障如何影响风机指令、报警以及操作权限。如果工况已发生变化,简单地保持上一条指令可能并不合适。
受控调试测试应覆盖仪表与通信故障,这类测试能够发现普通启停测试无法暴露的问题。报警信息应标明受影响的仪表与位置,以便相关人员进行排查。约定的应对方式应足够清晰,便于下一班操作人员理解。
在地下核实实际效果
风机转速、电机电流、轴承温度与振动能够为操作人员提供大量设备信息。风量、压力与环境测量数据则有助于判断通风系统是否正常发挥作用。这两类信息需要结合起来解读。
以压入式管路中的接头漏风为例。空气可能在管路末端之前就已泄漏,而风机仍在正常运转。在作业区域附近测量风量,可以发现仅凭电机状态信号无法察觉的问题。记录测量位置、风机设定与管网状况后,读数才最具参考价值。
风机周围的空间不仅影响维护,也会影响性能。进风口被邻近设备挤占或与管路连接过于突兀,都可能使气流状况偏离公开性能测试所采用的安装方式。
因此,支座、过渡段以及消声器(如有)都应纳入安装评估,并在相关情况下将其影响计入压力评估。
应要求提供一张图纸,展示整套装置在巷道中的安装方式及各部件的拆卸方式。图纸中应包含连接长度与检修间隙,以便设备到场前对安装方案进行核查。
一台恰好能装入两壁之间的风机,可能仍无法留出足够空间来正确连接管路,或在不拆除周边设施的情况下更换电机。
调试前,应就风机允许的运行范围、每个作业场所所需风量以及传感器信号丢失时的应对措施达成一致。随后应在现场核实已安装设备的实际性能与控制响应。当操作人员能够将屏幕上的设定与实测风量变化对应起来时,控制系统才真正发挥出其应有的作用。
Q&A
Q1:矿用通风风机为什么需要纳入自动化规划?
A:因为风机运转正常并不代表风量能够足够到达工作面,管路延伸或漏风都可能造成风量不足。随着矿山引入远程控制设备和自动化生产,风机选型与通风控制需要统筹规划,才能确保作业区域获得足够风量。
Q2:什么是按需通风系统?它有什么好处?
A:按需通风系统可利用设备位置、班次安排及环境监测数据,根据矿山内作业活动变化来调整风机输出与风量分配,在通风需求存在波动的情况下能带来能源效益,但调整仍须遵守矿山规定的最低风量要求。
Q3:传感器故障会对通风控制系统产生什么影响?
A:传感器故障若未被及时识别,陈旧或无效数据可能在屏幕上显示正常,误导操作人员。因此系统需能识别异常数据,且通风工程师与控制团队应提前约定故障应对方式,避免简单保持上一条指令而忽视实际工况变化。
