中央主扇高压变频调速改造方案

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1、集团公司某矿井中央风井主扇风机改造方案设计1项目概况1.1矿井通风系统概况集团公司股份公司该矿井位于山西省屯留县境内，设计生产能力6.0Mt/a，于1995年建成投产，是我国利用世行贷款建设的第一座现代化特大型矿井。该矿井目前通风系统采用分区式通风，其中中央风井主扇风机担负+520水平南一、南二、北一、北二及北三采区开拓的供风任务，在+470水平开始开拓时，其掘进及巷道用风亦由中央风井主扇担负；西坡风井主扇风机担负+520水平南三、南四、南五及南六采区供风任务。2007年2月上旬矿井总进风量为27

2、380m3/min，总回风量为28970m3/min。1.2现有中央风井主扇风机设备该矿井中央回风井安装有两台GV1-40-2000/10型轴流式风机，1987年由德国托马克公司引进机械部分，由德国AEG公司引进电气部分，风机叶轮直径4m，叶片数12片，液压动叶可调。配套电动机为2000kW，600r/min，6kV同步电动机。风机运行模式有两种，一种是自动模式，风机在调定的风量下，根据负压变化，自动调整叶片角度；两台风机可以自动切换。另一种是手动模式，叶片角度不随风量、负压变化；两台风机不能自动

3、切换。风机反风方式为调叶片角度反风。风机目前运行工况：风量253m3/s，负压2400Pa。风机运行特性曲线见图1。·13·集团公司某矿井中央风井主扇风机改造方案设计1.3中央风井主扇风机改造的必要性1）矿井通风安全要求中央风井主扇风机于1992年投入运行以来，经过两次大修，多次小修，仍存在诸多问题：仪器仪表指示不准，误差较大；而德国AEG公司也已不存在，市场上无法采购到电气备件，不得不使风机带病运行；雷击曾造成多次三相不平衡，致使风机自动保护动作，直接停机，危及整个矿井的通风安全。随着矿井生产逐

4、步向北延伸，通风距离加长，通风阻力增加，中央风井主扇风机运行工况已接近风机运行特性曲线的驼峰区，即不稳定工作区。2006年4月18日，在自动模式下运行的2号风机因发生喘振而停机，1号风机自动启动，8分钟后，1号风机也发生喘振现象，司机不得不将1号风机停机，经过科室和矿领导分析事故原因，决定采用手动模式启动风机，使风机达到稳定运行，至此，风机不稳定运行达到28分钟，造成井下多个工作面瓦斯超限。目前风机只能在手动模式下运行，工作风机和备用风机之间不能实现自动切换，严重制约着矿井的通风安全。2）矿井生产

5、衔接要求在该矿井原设计中，中央风井主扇风机只担负+520水平南一、南二、北一及北二采区开拓的供风任务，北3、北4采区设计有一对进、回风井，但由于存在高速公路压煤及其它因素，北翼不再设计进、回风井。现阶段矿井生产已经延伸至北3采区，现有风机已经不能满足北3采区供风要求，同时，+470水平的开拓也将存在配风困难问题，因此生产衔接要求必须对中央风井主扇风机进行改造。1.4设计依据1、《煤矿安全规程》（2007）2、《煤炭工业矿井设计规范》（2006）·13·集团公司某矿井中央风井主扇风机改造方案设计3、

6、《集团公司股份公司会议纪要》[2007]1号4、《该矿中央主扇方案设计选型参数确定》（该煤矿通风科）1.5设计指导原则在矿井通风容易和困难时期风机运行工况点均须在风机运行曲线的高效区内，并且风机最大能力工况点不能处于其不稳定工作区；设备运行必须安全可靠；对现有的中央主扇风机房的矿建、土建工程不作大的改动（保持现有的风机房、引风道、风门及扩散塔）；改造期间，中央主扇风机单机运行时间不能超过一个月。1.6设计范围设计范围包括以下几部分：(1)机械设备改造设计；(2)电气、电控部分改造设计；(3)设备基

7、础及配电间改造；(4)投资估算。2机械设备改造2.1设计依据通风容易时期风量320m3/s容易时期矿井阻力3200Pa通风困难时期风量378m3/s困难时期矿井阻力3920Pa最大能力时期风机风量454m3/s·13·集团公司某矿井中央风井主扇风机改造方案设计最大能力时期风机负压4700Pa2.2选型计算考虑通风设施漏风和风道局部阻力损失后通风机需要的风量、负压为：容易时期风量QB容易=1.05×320=336m3/s容易时期负压HB容易=3200+400=3600Pa困难时期风量QB困难=1.0

8、5×378=397m3/s困难时期负压HB困难=3920+400=4320Pa容易时期通风网路阻力系数：容易时期通风网路特性曲线方程：困难时期通风网路阻力系数：困难时期通风网路特性曲线方程：最大能力时期通风网路阻力系数：最大能力时期通风网路特性曲线方程：·13·集团公司某矿井中央风井主扇风机改造方案设计2.3方案比较根据通风机必需风量及负压，设计进行了四个方案的技术经济比较。方案1是山西运城安运风机公司生产的FBCDZ-10-№40型矿用防爆对旋轴流式通风机，方案2是航空工业沈阳发