礦山機電畢業(yè)設計-通風選型設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著煤礦工業(yè)的發(fā)展，安全生產(chǎn)已經(jīng)成為其中重要的部分。為確保煤礦的安全生產(chǎn)，對煤礦的安全設計十分重要，礦井通風就是其中的一個重要組成部分。礦井通風的作用就是不斷地向井下各個作業(yè)地點供給足夠數(shù)量的新鮮空氣，稀釋并排出各種有害、有毒及放射性氣體和粉塵。調(diào)節(jié)井下空氣的溫度和濕度，使之保持在合適的狀態(tài)，給井下工作人員創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境

2、，以便勞動生產(chǎn)率的不斷提高。</p><p>　　本次論文設計是基于阜礦五龍煤礦流體機械選型設計，完成煤礦主通風設備離心式風機的型及設計，通風機選型與設計和4-72和G4-73型離心式風機房的布置、降噪設計三大任務旨在提高設備利用效率，降低風機房的噪聲，實現(xiàn)最大經(jīng)濟效益。</p><p>　　此況井年產(chǎn)量 85 萬噸，礦井通風方式為抽出式，風量為 2362 m3/min ，瓦斯?jié)舛鹊?，初?/p>

3、負壓1025Pa，末期負壓 1654Pa。經(jīng)過對風量、負壓的計算，繪制曲線圖，選擇風機，確定風機工況，用經(jīng)濟計算比對不同方案，并確定其中一組最適合的方案，進行核查計算。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《煤炭工業(yè)設計規(guī)范》所規(guī)定的有關(guān)條款，本次設計以安全為主，經(jīng)濟為輔。在安全生產(chǎn)的大環(huán)境下，如何做到經(jīng)濟損失最小化，能源利用的最大化，也是本次設計的研究方向。</p><p>　　關(guān)鍵詞：安全生產(chǎn)；通風機；選型；工況點<

4、/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of coal industry safety has become an important part of them. To ensure the safety of coal mine production mine safety design is v

5、ery important mine ventilation is one important component. The role of ventilation is to keep the various operating locations to the underground supply sufficient quantities of fresh air dilution and discharge of harmful

6、 toxic and radioactive gases and dust. Regulate air temperature and humidity underground so that it remains in the right state to</p><p>　　This design is base on the coal mine fluid machinery chooses type an

7、d design ,to complet three main task :coal-master catchment equipment chosen design, ventilator bloser chosen design and 4-72 and G4-73 centrifugal fan vibration rdduction design. The last purpose is to improve the facil

8、ity efficiency , reduce centrifugal fan vibration ,so we can carry out the biggest economic benefit.</p><p>　　Annual production of 85 million tons this well borehole diameter of 4 meters air flow is 2362 m3/

9、min gas concentration is low the initial negative pressure 1025Pa the late negative 1654Pa. After the air volume, the calculation of negative pressure drawing graphs select the fan to determine the fan operating conditio

10、ns with different options than economic calculations and to determine the most suitable one of a group of programs verification of calculations.</p><p>　　According to “Mine Safety Regulations ”and “Coal Indu

11、stry Design Specification” under the relevant provisions of this design to safety economic supplement. Production in a safe environment how to do to minimize economic losses maximize energy use but also the design of thi

12、s research.</p><p>　　Key words: safety fan selection save energy </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　0前言1</b></p><p>　　1 離心式通風機2</p><p

13、>　　1.1 離心式通風機的構(gòu)造和工作原理2</p><p>　　1.2 離心式通風機的性能參數(shù)及性能曲線4</p><p>　　1.2.1 風量4</p><p>　　1.2.2 風壓5</p><p>　　1.2.3 功率5</p><p>　　1.2.4 效率6</p><p

14、>　　1.2.5 轉(zhuǎn)速7</p><p>　　1.3 通風機的性能曲線9</p><p>　　1.4 離心風機行業(yè)未來發(fā)展趨勢10</p><p>　　1.5 本課題的研究目的和意義10</p><p>　　2 礦山風機設備的選型要求與原則12</p><p>　　2.1 礦山風機設備的選型要求12&

15、lt;/p><p>　　2.2 礦山風機設備的選型原則12</p><p>　　2.3 選擇設計的任務13</p><p>　　3 離心式通風機的初步預算15</p><p>　　3.1 設計參數(shù)15</p><p>　　3.2 選擇風機類型和型號15</p><p>　　3.2.1 估算

16、通風機必需產(chǎn)生的風量15</p><p>　　3.2.2 估算通風機的風壓15</p><p>　　3.2.3 對離心式通風機類型的選擇16</p><p>　　4 4-72型離心式通風機的選型計算17</p><p>　　4.1 離心式通風機臺數(shù)的計算17</p><p>　　4.2 確定通風機工況點18

17、</p><p>　　4.3 電動機的選擇21</p><p>　　4.4 計算年電耗量23</p><p>　　5 G4-73型離心式風機選擇與設計25</p><p>　　5.1 離心式通風機臺數(shù)的計算25</p><p>　　5.2 確定通風機工況點26</p><p>　　5.

18、3 電動機的選擇29</p><p>　　5.4 計算年電耗量31</p><p>　　6 方案比較及機房布置圖33</p><p>　　6.1 比較并確定設計方案33</p><p>　　6.2 繪制通風機房布置圖33</p><p>　　7 離心式通風機的使用和調(diào)試34</p><p

19、>　　7.1 離心式通風機的使用34</p><p>　　7.2 離心式通風機的調(diào)整34</p><p><b>　　總結(jié)36</b></p><p><b>　　參考文獻37</b></p><p><b>　　0前言</b></p><p&

20、gt;　　通風機是一種高耗能的設備。據(jù)有關(guān)資料介紹，風機年耗電量約占全國工業(yè)用電的24%，約占全國總用電量的四分之一。因此，通風機運行效率，具有降低能耗的巨大潛力，對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的意義。提高通風機的運行效率，設計階段合理選型和采用新技術(shù)新設備便于運營管理是一個關(guān)鍵。而且通風機選型是機房工程設計中的重要環(huán)節(jié), 選型合理與否, 直接關(guān)系到泵站機房工程投資、建成后運行費用和機房的安全。 </p><p>　　

21、在礦山通風設備的實際使用中，除了會對它們本身的性能參數(shù)提出較高要求外，還要求具備高效節(jié)能、壽命長、成本低、維修管理方便等特點。為了滿足這些要求，除了須進行優(yōu)良風力和結(jié)構(gòu)設計，恰當選用通風設備的材質(zhì)以及高質(zhì)量加工制造外，還必需做好與現(xiàn)場使用條件相匹配的合理選型。選型合理，可以充分發(fā)揮其性能，延長使用壽命，節(jié)省能源；而如果選型不當，在它們的運行中，將發(fā)生抽空、汽蝕、效率低、噪聲大，壽命短（磨損快）等不良現(xiàn)象。</p><

22、p><b>　　離心式通風機</b></p><p>　　通風機作為空氣動力機械，在通風除塵與氣力輸送系統(tǒng)中，都用來輸送空氣和粉塵或物料。因而，合理地選擇風機，對通風除塵與氣力輸送的效果有著很大的影響。通風系統(tǒng)常見的風機有離心式通風機和軸流式通風兩種，而在通風除塵和氣力輸送系統(tǒng)中大都有采用離心式通風機，另外，隨著制粉技術(shù)的發(fā)展，配粉技術(shù)的廣泛應用，作為正壓輸送的動力來源-羅茨鼓風機也受

23、到重視。因此，本章重點介紹離心式通風機，同時介紹羅茨鼓風機。</p><p>　　離心式通風機的構(gòu)造和工作原理</p><p>　　離心式通風機的構(gòu)造如圖所示。它的主要部件是機殼、葉輪、機軸、吸氣口、排氣口。此外還有軸承、底座等部件。通風機的軸通過聯(lián)軸器或皮帶輪與電動機軸相連。當電動機轉(zhuǎn)動時，風機的葉輪隨著轉(zhuǎn)動。葉輪在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力將空氣從葉輪中甩出，空氣從葉輪中甩出后匯集在機殼中，由于

24、速度慢，壓力高，空氣便從通風機出口排出流入管道。當葉輪中的空氣被排出后，就形成了負壓，吸氣口外面的空氣在大氣壓作用下又被壓入葉輪中。因此，葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，空氣也就在通風機的作用下，在管道中不斷流動。</p><p>　　圖1-1 離心式通風機結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖1-2 離心式通風機的組成</p><p>　　通風機的各部件中，葉輪是最關(guān)鍵性的部件，特別是

25、葉輪上葉片的形式很多，但基本上可分為前向式、徑向式和后向式三種。如圖所示。</p><p>　　圖1-2 通風示意圖</p><p>　　這三種不同形式的葉片是以葉片出口角β來區(qū)分的，所謂葉片出口角就是葉片的出口方向（出口端的切向方向）和葉輪的圓周方向（在葉片出口端的圓周切線方向）之間的夾角（β）。</p><p>　　這三種葉片形式各有特點。后向式葉片的彎曲度較小

26、，而且符合氣體在離心力作用下的運動方向，空氣與葉片之間的撞擊很小。因此能量損失和噪音較小，效率較高。但后向式葉片只能使空氣以較低的流速從葉輪甩出，空氣所獲得的動壓較低。</p><p>　　前向式葉片與后向式不同，它的形狀與空氣在離心力作用下的運動方向完全相反，空氣與葉片之間撞擊劇烈。因此能量損失和噪音都較大，故效率就低，但前向式葉片能使空氣以較高的流速從葉輪中甩出，從而使空氣在風機出口處獲得較大的靜壓。<

27、/p><p>　　徑向式葉輪的特點介入后向式和前向式之間。</p><p>　　機殼一般呈螺旋形，它的作用是吸集從葉輪中甩出的空氣，并通過氣流斷面的漸擴作用，將空氣的動壓力轉(zhuǎn)化為靜壓。</p><p>　　離心式通風機所產(chǎn)生的壓力一般小于1500mmH2O。壓力小于100mmH2O的稱為低壓風機，一般用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。壓力小于300mmH2O的稱為中壓風機，一般用于通風

28、除塵系統(tǒng)。壓力大于300mmH2O的稱為高壓風機，一般用于氣力輸送系統(tǒng)。</p><p>　　離心式通風機的性能參數(shù)及性能曲線</p><p>　　離心式通風機有一定的參數(shù)表示它的性能和規(guī)格，為了合理地選擇與使用風機，就必須分析了解這些參數(shù)以及其相互間的關(guān)系。表示風機性能的主要參數(shù)有：</p><p><b>　　風量</b></p>

29、;<p>　　通風機每單位時間內(nèi)所排送的空氣體積，稱為風量Q，又稱送風量或流量，其單位為m3/s或m3/h，工程上常用單位是m3/h。</p><p>　　風機所產(chǎn)生的風量與風機葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形式等有關(guān)，其三者之間的相互關(guān)系要用下式表示：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b>　　

30、(2-2)</b></p><p>　　式中：Q——通風機的風量，m3/s；</p><p>　　D2——通風機葉輪的外徑，m；</p><p>　　V2——葉輪外周的圓周速度，m/s；</p><p>　　n——通風機的轉(zhuǎn)速，r/min;；</p><p>　　——流量系數(shù)，與風機型號有關(guān)。</p&

31、gt;<p>　　風機的風量一般用實驗方法測得。風量的大小與通風機的尺寸和轉(zhuǎn)速成正比。在管道系統(tǒng)中，風量可以通過閘門或改變通風機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。但通風機最大的轉(zhuǎn)數(shù)不可超過性能選用表上規(guī)定的最高轉(zhuǎn)數(shù)。以葉輪外周的圓周速度表示，壓力在300-1500 mmH2O的風機，v2≤100m/s，壓力在300 mmH2O以下的風機v2≤70m/s。</p><p><b>　　風壓</b>&

32、lt;/p><p>　　通風機的出口氣流全壓與進口氣流全壓之差稱為風機的風壓H，其單位為mmH2O。風機所產(chǎn)生的風壓與風機的葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、空氣密度及葉片形式有關(guān)，其關(guān)系可用下式表示：</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　式

33、中：H——通風機全壓，mmH2O；</p><p>　　ρ——空氣的密度，kg/m3；通常取標準空氣密度ρ=1.2 kg/m3；</p><p>　　v2——葉輪外周的圓周速度，m/s；</p><p>　　——全壓系數(shù)，根據(jù)實驗確定，一般如下：后向式：H=0.4—0.6；徑向式：H=0.6—0.8；前向式：H=0.8—1.1；</p><p&g

34、t;　　D2—風機葉輪的外徑，m；</p><p>　　n—風機的轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　風機的風壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，適當提高轉(zhuǎn)速就能增大風壓。在管道系統(tǒng)中，風壓也可用調(diào)節(jié)閘門來改變。</p><p><b>　　功率</b></p><p>　　通風機在一定的風壓下輸送一定數(shù)量的空氣時，需要消耗一定的

35、能量，這個能量是由帶動它的電機提供的。單位時間內(nèi)所消耗的能量稱為功率N，功率的單位用千瓦來表示。通風機的有效功率（Ny千瓦）即：</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　式中：Q——通風機輸送的風量，m3/s；</p><p>　　H——通風機產(chǎn)生的風壓，mmH2O；</p><p>　　10

36、2——kwkg?m/s 之間的換算關(guān)系系數(shù)，1kw=102kg?m/s。</p><p>　　實際上，消耗在通風機軸上的功率（軸功率）要大于有效功率，這是因為通風機在運轉(zhuǎn)過程中軸承內(nèi)部有磨擦損失和空氣在通風機中流動也有能量損失的緣故。軸功率N與有交效功率NY之間的關(guān)系如下：</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p>　　式

37、中：η——通風機效率，%。</p><p>　　N——軸功率，kw。</p><p>　　當通風機的轉(zhuǎn)速一定時，它的軸功率隨著風量的改變而改變，一般離心式通風機的軸功率隨著風量的增加而增加。</p><p><b>　　效率</b></p><p>　　通風機的有效功率與軸功率之比為通風機的效率η，即：</p>

38、;<p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　通風機的有效功率反映了通風機工作的經(jīng)濟性。</p><p>　　后向葉片風機的效率一般在0.8~~0.9之間，前向葉片風機的效率在0.6~~0.65之間。同一臺風機在一定的轉(zhuǎn)速下，當風量和風壓改變時，其效率也隨之改變，但其中必有一個最高效率點，最高效率時的風量和風壓稱為最佳工況。通風機在管道系

39、統(tǒng)中工作時，它的風量與風壓應盡可能等于或接近最佳式?jīng)r時的風量和風壓，應注意使其實際運轉(zhuǎn)效率不低于最高效率的90 %。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　通風機的轉(zhuǎn)速n可用轉(zhuǎn)速表直接測量，其數(shù)值用每分鐘多少轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)/分）來表示。小型風機的轉(zhuǎn)速一般較高，往往與電動機直接相連。大型風機的轉(zhuǎn)速較低，一般用皮帶傳動與電動機相連，改變皮帶輪的直徑即可調(diào)節(jié)

40、風機的轉(zhuǎn)速，其關(guān)系如下：</p><p><b>　　（2-8）</b></p><p>　　式中：n1、n2——風機；電動機的轉(zhuǎn)速</p><p>　　d1、d2——風機和電動機的皮帶輪的直徑。</p><p>　　從上述可見，如要改變風機的轉(zhuǎn)速，只要改變通風機或電動機中任意一個皮帶輪的直徑即可。</p>

41、<p>　　當改變風機轉(zhuǎn)速時，風機的特性參數(shù)；特性曲線也隨之改變，亦即，風機在每一轉(zhuǎn)速下都有其相應的特性曲線。</p><p>　　當轉(zhuǎn)速改變時，風機的特性參數(shù)Q，H，N的變化可按下式計算：</p><p><b>　　(2-9) </b></p><p>　　以上可見，如果通風機的轉(zhuǎn)速由n改變?yōu)閚ˊ時，風機的風量變化與 的一

42、次方成正比，功率變化與 的三次方成正比。所以在增加風機轉(zhuǎn)速時，必須重新計算所需功率，注意原來配備的電機是否會過載。</p><p>　　必須指出，上述通風機的幾個性能參數(shù)不是固定不變的，它們之間都有一定的內(nèi)在聯(lián)系。當通風機在管網(wǎng)中工作時，這些參數(shù)又受到網(wǎng)路特性的影響，所以要選擇使用好一臺通風機，不但要熟悉通風機的性能，還要了解網(wǎng)路特性以及它們之間的關(guān)系。</p><p>　　圖1-4 離心

43、式通風機的特性曲線圖</p><p><b>　　通風機的性能曲線</b></p><p>　　通風機的性能曲線一般有H—Q曲線，N—Q曲線，η—Q曲線三種，這三種曲線常畫在同一圖上，統(tǒng)稱為風機的特性曲線。根據(jù)特性曲線，已知Q米3/時，HmmH2O，Nkw，η（%）中的任何一值即可求得其它各值。</p><p>　　圖1-5 通風機的性能曲線&

44、lt;/p><p>　　通風機都根據(jù)實驗預先作出其特性曲線，以供選擇通風機時參考。 </p><p>　　圖1-6 通風機的性能曲線</p><p>　　離心風機行業(yè)未來發(fā)展趨勢</p><p>　　離心風機行業(yè)作為裝備制造業(yè)以及節(jié)能環(huán)保設備，在目前新型工業(yè)化發(fā)展階段，受到國家相關(guān)政策的鼓勵，如《中國通用機械工業(yè)十一五發(fā)展規(guī)劃》、《國務院關(guān)于加快

45、振興裝備制造業(yè)的若干意見》、《首臺（套）重大技術(shù)裝備試驗、示范項目管理辦法》、《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2005年本）》、《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》、《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》、《節(jié)能節(jié)水專用設備企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》都對離心風機的發(fā)展有促進作用。雖然受2008年世界金融危機的影響，但總的趨勢看我國出臺的相關(guān)政策對刺激內(nèi)需有很大的帶動作用，對風機行業(yè)的發(fā)展是個機遇。未來隨著我國工業(yè)化進程的推進，工業(yè)行業(yè)正大力開展節(jié)

46、能降耗，進行產(chǎn)業(yè)升級和整合重組，工業(yè)基礎設備需要大量更新，離心風機作為工業(yè)的重要配套設備，將更多的應用于電力、水泥、石油化工、煤炭、礦山和環(huán)保等領(lǐng)域，在新的經(jīng)濟發(fā)展形勢下，將繼續(xù)保持較快的增長。國內(nèi)離心風機企業(yè)在如燒結(jié)主抽離心風機、污水處理離心風機、焦化循環(huán)離心風機等產(chǎn)品研制與開發(fā)制造上發(fā)展緩慢，與國外競爭顯得勢單力薄，市場開拓緩慢。保守估計未來5年離心風機行業(yè)仍將保持15%～20%的增長率，到2012年，市</p>&l

47、t;p>　　本課題的研究目的和意義</p><p>　　在煤礦流體機械中，礦山通風設備是其必備的重要設施。礦井通風系統(tǒng)是由向井下各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風網(wǎng)路和通風動力以及通風控制設施等構(gòu)成的工程體系。礦井通風系統(tǒng)與井下各作業(yè)地點相聯(lián)系，對礦井通風安全狀況具有全局性影響，是搞好礦井通風系統(tǒng)防塵的基礎工程。而風機房產(chǎn)生噪聲，噪聲主要是電動機、水泵、通風機工作產(chǎn)生的。噪聲過大不僅會給工作人員身心

48、健康造成危害，而且也會給周邊環(huán)境帶來影響。作為科技工作者，要努力為工人創(chuàng)造出良好工作環(huán)境，減少周圍噪聲污染危害。因而還需對其進行噪聲與振動控制，采取各種降噪方法，比如減振、隔聲、消聲、吸聲等。</p><p>　　通風機在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生強烈的噪聲，噪聲超過國家規(guī)定的有關(guān)標準，為了保護環(huán)境、減少噪聲對工業(yè)生產(chǎn)和周圍建筑物的干擾，就必須對通風機房進行綜合治理。</p><p>　　通風機噪聲的控制

49、是生產(chǎn)企業(yè)面臨的一個重要課題。它也能從風機的設計和制造入手，優(yōu)化和完善風機結(jié)構(gòu)，采用先進的制造工藝與方法提高制作質(zhì)量和精度，盡量減少空氣動力噪聲的產(chǎn)生。同時，安裝和檢驗也是一個不可忽視的環(huán)節(jié)，必須對葉輪、風機軸、皮帶輪及聯(lián)軸器等旋轉(zhuǎn)零部件進行嚴格的靜平衡和動平衡校正，以減少因風機振動而產(chǎn)生的機械噪聲。應通過對風機的噪聲進行檢測、分析和研究等工作后，確定其噪聲的主要來源及其傳播途徑，并采取有效的噪聲治理措施，達到減弱或切斷噪聲的傳播途徑或

50、消除噪聲源的目的，確保最大限度地減輕通風機對周圍環(huán)境的噪聲污染，以提高企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境及促進企業(yè)的和諧和可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　本課題的研究恰是煤礦選型設計的重要組成部分，對煤礦的生產(chǎn)發(fā)展具有重要意義。同時，通過此次課題的研究工作，我們將從中受益非淺，真正學以致用。</p><p>　　礦山風機設備的選型要求與原則</p><p>　　礦山風機設備的選型要求

51、</p><p>　　礦井通風設備選型設計的基本原則，就是保證通風機運轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟技術(shù)的合理性。在選型設計中，要注意以下幾個問題。</p><p><b>　　1.保證安全運行</b></p><p>　　通風設備的安裝地點、配置方式、備用臺數(shù)，必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，保證在任何情況下供給井下足夠的新鮮空氣，滿足安全、生產(chǎn)的需要。&

52、lt;/p><p><b>　　2.符合礦井需要</b></p><p>　　設備性能既要滿足礦井投產(chǎn)初期的需要，也要考慮今后的發(fā)展，在整個服務期間內(nèi)，設備運轉(zhuǎn)在較高的工作區(qū)間。</p><p><b>　　3.經(jīng)濟合理</b></p><p>　　初期的建設投資和使用后的運轉(zhuǎn)、維護費用綜合考慮，保證設

53、備在整個服務期間內(nèi)的經(jīng)濟合理性。</p><p><b>　　4.符合環(huán)保要求</b></p><p>　　通風機的噪聲要符合環(huán)保的規(guī)定，必要時應采取消聲措施。</p><p>　　礦山風機設備的選型原則</p><p>　　1.新建礦井每一風井必須裝設兩套型號規(guī)格相同的通風設備及輔助裝置，其中一套作為備用。且備用通風設

54、備及輔助裝置必須能在10min內(nèi)開動。</p><p>　　2.選擇通風設備應符合下列規(guī)定：</p><p>　　（1）應滿足礦井第一水平開采各個時期的工況變化需要，并要求通風設備在較長時期高效運行；當工況變化較大時，應根據(jù)礦井采區(qū)分期投產(chǎn)時間及節(jié)能情況分期選擇電動機；必要時，可采用電氣調(diào)速裝置調(diào)整風量及負壓滿足工況要求。</p><p>　?。?）通風機能力應留有

55、一定余量。軸流式通風機在最大設計風量和負壓時，輪片安裝角度應比設備允許范圍小5°；離心式通風機的設計轉(zhuǎn)速不應大于設備允許最高轉(zhuǎn)速的90%。</p><p>　?。?）通風機電動機的選擇，一般宜采用鼠籠型或繞線型異步電動機，但容量較大時宜采用同步電動機，電網(wǎng)容量允許時應采用直接啟動方式。</p><p>　?。?）軸流式通風機應校驗電動機的正常啟動容量和反風容量。</p>

56、;<p>　　3.通風設備及輔助裝置（包括風道及風門）計算風量所采用的漏風系數(shù)應符合下列規(guī)定：</p><p>　?。?）專用通風井應取1.05～1.15。</p><p>　?。?）箕斗井兼作回風用時應取1.15～1.2。</p><p>　?。?）回風井兼作升降人員時應取1.2～1.3。</p><p>　　通風設備的輔助裝

57、置應盡量采用先進的防漏風設施。</p><p>　　4.通風設備及輔助裝置安裝布置應符合下列規(guī)定：</p><p>　?。?）在同一通風井后期需更換通風機時，應預留風道接口和通風機房位置。</p><p>　　（2）反風風門的起重量大于1噸時，應采用電動、手搖兩用風門絞車，并集中操作；手動風門絞車宜集中布置。</p><p>　?。?）通風機

58、房可根據(jù)安裝檢修實際需要設置起重梁或起重機。</p><p>　　5.通風機的反風應符合下列規(guī)定：</p><p>　　（1）通風機能在10分鐘內(nèi)改變巷道中的風流方向，反風量不應小于正常供風量的40%。</p><p>　?。?）采用軸流式通風機時，宜采用可調(diào)葉片方式反風或反轉(zhuǎn)反風。</p><p>　?。?）采用離心式通風機時，應采用反風道

59、反風。</p><p>　　6.通風設備的噪聲控制應符合下列規(guī)定：</p><p>　?。?）通風機房內(nèi)的噪聲值不得超過85dB，且應設置隔音值班室。</p><p>　　（2）通風設備對附近居民區(qū)的噪聲值不得超過55dB，并符合現(xiàn)行《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準》的有關(guān)規(guī)定；當達不到規(guī)定要求時，應采取消聲措施。</p><p><b>　

60、　選擇設計的任務 </b></p><p>　　1.選擇風機型號和規(guī)格； </p><p>　　2.選擇電動機型號和規(guī)格； </p><p><b>　　3.設計擴散器； </b></p><p>　　4.確定風機設備組合方案； </p><p>　　5.選擇輔助裝置，確定設備組合方案

61、； </p><p>　　6.計算機年耗電量及費用，提出經(jīng)濟核算結(jié)果； </p><p>　　7.繪制風機房布置圖；</p><p>　　離心式通風機的初步預算</p><p><b>　　設計參數(shù) </b></p><p><b>　　選擇風機類型和型號</b></p

62、><p>　　估算通風機必需產(chǎn)生的風量</p><p>　　由【1】p177中查的（3-1）</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式（3-1）中：k——通風設備的漏風系數(shù)。當風井不作提升井時，k=1.1~1.15；風井兼做箕斗提升井時，k=1.15~1.2；風井兼作罐籠提升井時，k=1.2~1

63、.3。此處選k=1.1</p><p><b>　　估算通風機的風壓</b></p><p>　　由【1】p177中查的（3-2）（3-3）</p><p>　　初期： （3-2）</p><p>　　末期： （3-3）</p><p>　　式中：

64、hqz——擴散器的阻力損失，一般取hqz=100~150Pa。此處取hqz=100 Pa</p><p>　　——附加阻力損失。此處取=150 Pa</p><p>　　對離心式通風機類型的選擇</p><p>　　由、、Q查《礦山固定設備選型使用手冊》上冊預選用4-72-11No20B和G4-73-11No20D離心式通風機。</p><p&g

65、t;　　4-72型離心式通風機的選型計算</p><p>　　離心式通風機臺數(shù)的計算</p><p>　　1. 由【1】p170中查得4-72-11No20B離心式通風機機號通風機出口面積S=2.24。若取擴散器擴散角，擴散面積比n=2.6查擴散器設計圖，可得損失系數(shù)0.37，則</p><p><b>　?。?-1）</b></p>

66、;<p>　　初期： （4-2）</p><p>　　末期： （4-3）</p><p>　?。?-1）、（4-2）、（4-3）由【1】p186中查得</p><p>　　式中：ξk——擴散器損失系數(shù)，查【2】中擴散器損失系數(shù)表確定。</p><p>　　2.選擇通風機型號和臺數(shù)</

67、p><p>　?。?）計算葉輪的圓周速度</p><p><b>　　（4-4）</b></p><p>　?。?-4）是由【1】p186中查得</p><p>　　式中：u——葉輪圓周速度</p><p>　　——所選類型通風機在最高效率時的全壓系數(shù)，由【1】中p151中的4-72-11No20B特

68、性曲線查取=0.438</p><p>　　（2）計算通風機葉輪直徑</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　由【1】p187中查的（4-5）</p><p>　　式中：D’——通風機葉輪直徑，m；</p><p>　　——所選類型通風機在最高效率時的風量系數(shù)，由【1】

69、中p151的4-72-11No20B特性曲線查取=0.222</p><p><b>　?。?）選擇通風機</b></p><p>　　由4-72-11型通風機性能規(guī)格表可查得，葉輪直徑接近D’=2.02m的為2m與前面預選機號相同。故確定選用2臺4-72-11No20B型離心式通風機，一臺左旋一臺右旋，出風口位置均為.</p><p><

70、;b>　　確定通風機工況點</b></p><p>　　1.使用通風機的類型特性曲線選擇風機，應首先計算類型系數(shù)，建立無因次網(wǎng)路特性方程，繪制無因次網(wǎng)路特性曲線，然后才能求得工況點。</p><p><b>　　因為</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p

71、><b>　　所以</b></p><p>　　由【1】中p187查的（4-6）</p><p>　　式中：Rmax——最小網(wǎng)路阻力損失系數(shù)</p><p><b>　　同理 </b></p><p>　　則網(wǎng)路的無因次特性曲線方程為</p><p><b>

72、　　末期 </b></p><p><b>　　初期 </b></p><p>　　2.繪制初、末期無因次網(wǎng)路特性曲線圖</p><p>　?。?）用描點作圖法，將無因次網(wǎng)路特性曲線繪制在通風機的類型特性曲線圖上。</p><p>　　由網(wǎng)路的無因次特性曲線方程可得如下表：</p><p&

73、gt;　?。?）類型曲線圖（見圖4-1）由【2】中查得4-72類型曲線并繪制類型曲線</p><p>　　圖4-1 4-72類型曲線圖</p><p>　　確定工況點及工況參數(shù)</p><p>　　由初、末期無因次網(wǎng)路特性曲線與通風機的類型特性曲線的交點，即為通風機的無因次工況點。讀取工況點從而求得對應的風壓系數(shù)、流量系數(shù)和效率。</p><p

74、>　　A點：A=0.233 A=0.428 ηA=0.94</p><p>　　B=0.265 B=0.370 ηB=0.89</p><p><b>　　電動機的選擇</b></p><p>　　1.通風機轉(zhuǎn)速的計算</p><p>　　對應于初期工況點A

75、的葉輪圓周速度</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　由【1】中p188查的（4-7）</p><p>　　式中：HA——最小全壓時，通風機無因次工況點A的風壓系數(shù)。</p><p>　　對應于初期工況點A的通風機轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　（4-8）

76、</b></p><p>　　由【1】中p188查得（4-8）</p><p>　　式中：nA——對應于工況點A的通風機轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p>　　對應于末期工況點B的葉輪圓周速度</p><p>　　式中：HB——最大全壓時，通風機無因次工況點B的風壓系數(shù)。</p><p>　　對應于末期工況

77、點B的通風機轉(zhuǎn)速</p><p>　　式中：nB——對應于工況點B的通風機轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　依據(jù) ，查4-72-11型通風機性能規(guī)格表（【1】中p152查得），決定初期通風機主軸轉(zhuǎn)速采用560r/min，待一段時間后采用630r/min。采用皮帶輪調(diào)速。</p><p>　　因umax=πDnmax/60=2π×630/60=65.9

78、4 m/s,它小于0.9uy=0.9×110=99 m/s（uy為4-72-11型通風機葉輪的允許外圓周速率），故所選通風機滿足備用風機的要求。</p><p><b>　　2.選擇電動機</b></p><p>　?。?）功率計算。在630r/min的情況下，利用閘門節(jié)流將通風機風量調(diào)至Q=43.3m3/s，于是</p><p>&

79、lt;b>　?。?-9）</b></p><p>　　由【1】中p188查得（4-9）</p><p>　　按=0.209查得，≈0.45，=0.94，則</p><p>　　在560r/min的情況下，利用閘門節(jié)流將通風機風量調(diào)至Q=44.8m3/s，于是</p><p><b>　?。?-10）</b&g

80、t;</p><p>　　按=0.235查得，≈0.418，=0.92，則</p><p>　　在開采末期和初期的通風機軸功率分別為</p><p><b>　　初期：</b></p><p><b>　　末期：</b></p><p>　　式中：H’min、H’’max——

81、初、末期工況點所對應的全壓，Pa；</p><p>　　Q’、Q’’—— 初、末期工況點所對應的風量，m3/s；</p><p>　　η’、η’’—— 初、末期工況點所對應的效率。</p><p>　　（2）計算電動機輸出功率</p><p>　　初期： （4-11）</p><p>　　末期： （4

82、-12）</p><p>　　由【1】中p188查得（4-11）、（4-12）。</p><p>　　式中：ηc——傳動效率，聯(lián)軸器ηc =0.98，三角皮帶ηc=0.95。</p><p><b>　?。?）選擇電動機</b></p><p>　　因P’dmin=87.34kw＞0.6P’’dmax=115.02 0.

83、6kw=69.012kw。（由【1】中p150查得）</p><p><b>　　故電動機容量為： </b></p><p>　　Pd=1.12P’’dmax=1.12×115.02kw=128.822kw</p><p>　　式中：1.2——考慮預計通風阻力不精確的備用系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)Pd=1

84、28.822kw和nmax=630r/min，確定使用JS—127—8型發(fā)電機，其功率為130kw，同步轉(zhuǎn)速為750r/min。</p><p><b>　　計算年電耗量</b></p><p>　　1.通風機的平均年電耗量為</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　由

85、【1】中p189查得（4-13）</p><p>　　式中：ηd——電動機效率，查電動機產(chǎn)品樣本；</p><p>　　ηw——電網(wǎng)效率，一般取0.95。</p><p>　　2.計算噸煤通風電耗量</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：Wdm——噸煤通風電耗量

86、，kW·h/t；</p><p>　　W——年通風電耗量，kW·h/a；</p><p>　　A——礦井年產(chǎn)量，t/a。</p><p>　　G4-73型離心式風機選擇與設計</p><p>　　離心式通風機臺數(shù)的計算</p><p>　　若初步預選G4-73-11No20D離心式通風機。并由【1】

87、p170中查得該機號通風機出口面積S=2.24。若取擴散器擴散角，擴散面積比n=2.8查擴散器設計圖，可得損失系數(shù)0.35，則</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　初期： （5-2）</p><p>　　末期： （5-3）</p><

88、p>　　（4-1）、（4-2）、（4-3）由【1】p186中查得</p><p>　　式中：ξk——擴散器損失系數(shù)，查【2】中擴散器損失系數(shù)表確定。</p><p>　　3.選擇通風機型號和臺數(shù)</p><p>　?。?）計算葉輪的圓周速度</p><p><b>　　（5-4）</b></p>&l

89、t;p>　　由【1】p187中查的（5-4）</p><p>　　式中：u——葉輪圓周速度</p><p>　　——所選類型通風機在最高效率時的全壓系數(shù)，由【2】中的G4-73-11No20D特性曲線查取=0.422</p><p>　?。?）計算通風機葉輪直徑</p><p><b>　?。?-5）</b><

90、;/p><p>　　由【1】p187中查的（5-5）</p><p>　　式中：D’——通風機葉輪直徑，m；</p><p>　　——所選類型通風機在最高效率時的風量系數(shù)，由G4-73-11No20D特性曲線查取=0.215</p><p><b>　?。?）選擇通風機</b></p><p>　　由

91、4-72-11型通風機性能規(guī)格表可查得，葉輪直徑接近D’=2.05m的為2m與前面預選機號相同。故確定選用2臺G4-73-11No20D型離心式通風機，一臺左旋一臺右旋，出風口位置均為.</p><p><b>　　確定通風機工況點</b></p><p>　　1.使用通風機的類型特性曲線選擇風機，應首先計算類型系數(shù)，建立無因次網(wǎng)路特性方程，繪制無因次網(wǎng)路特性曲線，然

92、后才能求得工況點。</p><p><b>　　因為</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　由【1】中p187查的（5-6）</p><p>　　式中：Rmax——最小網(wǎng)路阻

93、力損失系數(shù)</p><p><b>　　同理 </b></p><p>　　則網(wǎng)路的無因次特性曲線方程為</p><p><b>　　末期</b></p><p><b>　　初期</b></p><p>　　2.繪制初、末期無因次網(wǎng)路特性曲線</

94、p><p>　　(1)用描點作圖法，將無因次網(wǎng)路特性曲線繪制在通風機的類型特性曲線圖上。</p><p>　　由網(wǎng)路的無因次特性曲線方程可得下表：</p><p>　　（2）類型曲線圖（見圖5-1）（由【2】中查得4-72類型曲線并繪制類型曲線）</p><p>　　圖5-1 G4-73類型曲線圖</p><p>　　3.

95、確定工況點及工況參數(shù)</p><p>　　由初、末期無因次網(wǎng)路特性曲線與通風機的類型特性曲線的交點（圖5-1），即為通風機的無因次工況點。讀取工況點從而求得對應的風壓系數(shù)、流量系數(shù)和效率。</p><p><b>　　A點：</b></p><p>　　A=0.227 A=0.410 ηA=0.912</p>

96、;<p>　　B=0.255 B=0.358 ηB=0.876</p><p><b>　　電動機的選擇</b></p><p>　　1.通風機轉(zhuǎn)速的計算</p><p>　　對應于初期工況點A的葉輪圓周速度</p><p><b>　　（5-7）</b>&

97、lt;/p><p>　　由【1】中p188查的（5-7）</p><p>　　式中：HA——最小全壓時，通風機無因次工況點A的風壓系數(shù)。</p><p>　　對應于初期工況點A的通風機轉(zhuǎn)速</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　由【1】中p188查的（5-8）</p

98、><p>　　式中：nA——對應于工況點A的通風機轉(zhuǎn)速，r/min；</p><p>　　對應于末期工況點B的葉輪圓周速度</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：HB——最大全壓時，通風機無因次工況點B的風壓系數(shù)。</p><p>　　對應于末期工況點B的通風機轉(zhuǎn)速

99、</p><p>　　式中：nB——對應于工況點B的通風機轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　依據(jù) ，查4-72-11型通風機性能規(guī)格表，決定初期通風機主軸轉(zhuǎn)速采用580r/min，待一段時間后采用730r/min。采用皮帶輪調(diào)速。</p><p>　　因umax=πDnmax/60=2π×730/60=76.41 m/s,它小于0.9uy=0.9&#

100、215;110=99 m/s（uy為G4-73-11型通風機葉輪的允許外圓周速率），故所選通風機滿足備用風機的要求。</p><p><b>　　2.選擇電動機</b></p><p>　?。?）功率計算。在730r/min的情況下，利用閘門節(jié)流將通風機風量調(diào)至Q=43.3m3/s，于是 </p><p><b>　?。?-10）&l

101、t;/b></p><p>　　按=0.180查得，≈0.44，=0.88，則</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　在580r/min的情況下，利用閘門節(jié)流將通風機風量調(diào)至Q=43.3m3/s，于是</p><p><b>　　（5-12）</b></p

102、><p>　　按=0.227查得，≈0.41，=0.91.2，則</p><p>　　在開采末期和初期的通風機軸功率分別為</p><p><b>　　初期：</b></p><p><b>　　末期：</b></p><p>　　由【1】中p188查得（5-11）、（5-12）

103、。</p><p>　　式中：H’min、H’’max——初、末期工況點所對應的全壓，Pa；</p><p>　　Q’、Q’’—— 初、末期工況點所對應的風量，m3/s；</p><p>　　η’、η’’—— 初、末期工況點所對應的效率。</p><p>　?。?）計算電動機輸出功率</p><p><b>

104、　　初期：</b></p><p><b>　　末期：</b></p><p>　　式中：ηc——傳動效率，聯(lián)軸器ηc =0.98，三角皮帶ηc=0.95。</p><p><b>　?。?）選擇電動機</b></p><p>　　因P’dmin=86.98kw＞0.6P’’dmax=1

105、10.16 0.6=66.09kw。故電動機容量為： </p><p>　　Pd=1.12P’’dmax=1.12×110.16kw=123.38kw</p><p>　　式中：1.2——考慮預計通風阻力不精確的備用系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)Pd=123.38kw和nmax=730r/min，確定使用JS—127—8型發(fā)電機，其功率為130kw，同步

106、轉(zhuǎn)速為750r/min。</p><p><b>　　計算年電耗量</b></p><p>　　1.通風機的平均年電耗量為</p><p><b>　?。?5-13）</b></p><p>　　由【1】中p189查得（5-13）</p><p>　　式中：ηd——電動機效率

107、，查電動機產(chǎn)品樣本；</p><p>　　ηw——電網(wǎng)效率，一般取0.95。</p><p>　　2.計算噸煤通風電耗量</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中：Wdm——噸煤通風電耗量，kW·h/t；</p><p>　　W——年通風電耗量，kW&#

108、183;h/a；</p><p>　　A——礦井年產(chǎn)量，t/a。</p><p>　　方案比較及機房布置圖</p><p><b>　　比較并確定設計方案</b></p><p>　　由上計算可得4-72-11的噸煤電耗為：</p><p><b>　?。?-1）</b>&l

109、t;/p><p>　　G4-73-11的噸煤電耗為：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　比較可得在滿足正常使用條件下選擇G4-73-11No20型離心式通風機比較經(jīng)濟。</p><p><b>　　繪制通風機房布置圖</b></p><p>&l

110、t;b>　　見附錄（大圖）</b></p><p>　　離心式通風機的使用和調(diào)試</p><p><b>　　離心式通風機的使用</b></p><p>　　風機安裝后，只有在它的設備完全正常的情況下方要啟動運轉(zhuǎn)。此外還需注意以下一些問題。</p><p>　?。?）風機所配的電動機的功率，是指在特定的

111、工作情況下，加上機械損失與應有儲備容量的功率，并非進、出口全開時所需功率。因此，在風機進出口不加阻力的情況下運轉(zhuǎn)，電機有被燒壞的危險。為安全起見，應在風機進口或出口加裝閘門，在啟動電機時將其關(guān)閉，以減少啟動電流，防止風機燒壞。當風機達到一定轉(zhuǎn)速后，將閘門慢慢開啟，達到規(guī)定工作狀況為止，并注意電機電流是否超過額定值。</p><p>　　（2）在風機啟動，停車或運轉(zhuǎn)過程中，如發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，應立即進行檢查。<

112、/p><p>　?。?）定期清除風機及管道內(nèi)部的粉塵，污垢及水等雜質(zhì)，并防止銹蝕。</p><p>　?。?）除每次拆修后應更換潤滑油外，還應定期更換潤滑油。</p><p><b>　　離心式通風機的調(diào)整</b></p><p>　　風機安裝后，正式運轉(zhuǎn)時可能發(fā)生風量過大或風量不足現(xiàn)象，這就需要分析原因，并對整個通風除塵系

113、統(tǒng)進行必要的調(diào)整。</p><p>　　風機在運轉(zhuǎn)過程中，通風除塵與氣力輸送系統(tǒng)發(fā)生風量過大或過小的現(xiàn)象，原因很多，主要有下列各點：</p><p>　?、俟艿老到y(tǒng)阻力的實際值與設計值相差過大。</p><p>　?、陲L機由于制造、安裝質(zhì)量可電源電壓波動和頻率不穩(wěn)定引起轉(zhuǎn)速變化，影響風量的變化。</p><p>　　③由于管道系統(tǒng)堵塞，使通風

114、系統(tǒng)在使用過程中，經(jīng)過較長時間，風量逐漸減小。或者在短時間內(nèi)，風量突然減少。</p><p>　　通風除塵系統(tǒng)風量調(diào)整基本上是通過調(diào)整風機特性和改變管道系統(tǒng)阻力兩個途徑來實現(xiàn)。其方法主要有：</p><p>　?、倮谜{(diào)節(jié)閘門來調(diào)整管道系統(tǒng)阻力來達到調(diào)整風量的目的。這種方法比較簡單，只需要在進口端或出口端（一般多裝在出口端），裝設一個閘門，通過高速閘門的啟閉來調(diào)節(jié)風量。這種方法調(diào)節(jié)方便，但

115、當實際風量比需要風量大得很多時，消耗電力過多，很不經(jīng)濟。若當閘門全開以后，風量仍不滿足，這時調(diào)節(jié)閘門就失去了調(diào)節(jié)作用。</p><p>　?、诟纳乒艿老到y(tǒng)的阻力，減小阻力值，增大風量。如擴大管道直徑減小管道的摩擦阻力，或減少管道的彎頭等，以減少管道的局部阻力等。這種方法可以節(jié)約動力，但要考慮到管道直徑擴大以后，會使管道內(nèi)風速降低，是否符合原設計中最低速度的要求，特別是含塵空氣的管道可能因風速過低而積塵，此外還要考

116、慮到整個管道系統(tǒng)的平衡問題和工程量的大小問題。</p><p>　　③調(diào)整風機轉(zhuǎn)速。風機的風量與轉(zhuǎn)速成正比，因此通過風機轉(zhuǎn)速的調(diào)整，能夠得到較大的風量調(diào)整。但此法只有皮帶傳動的風機才可通過改變皮帶輪直徑大小調(diào)整轉(zhuǎn)速，調(diào)整范圍不能通過風機性能所規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速。必須注意，因為風機功率與轉(zhuǎn)速的三次方楊正比，若風機改變轉(zhuǎn)速以后，電機有過負荷被燒壞的危險</p><p><b>　　致謝&

117、lt;/b></p><p>　　本次畢業(yè)設計是我大學期間的最后一次設計，也是對我在大學期間所學知識的一次深刻的總結(jié)和檢驗。這次畢業(yè)設計讓自己深刻的了解到自己在某個方面的不足，同時也讓自己懂得了自我學習的重要性。</p><p>　　我的設計是對4-72和G4-73型通風機的選型設計。特別通過老師的講解與指導，使我大體掌握了礦山設備選型設計的方法。為我們以后的就業(yè)之路夯實了基礎。在這

118、里衷心的感謝馬力克老師的指導和幫助。</p><p>　　在設計即將結(jié)束的日子里，不得不感謝辛勤工作任勞任怨的老師，特別是zz老師，是你的嚴格教導帶我們走過了大學的最后時光，讓我們體會了大學的幸福。也特別感謝各位一起成長一起進步的同學，是你們陪我度過我人生中最重要的階段。</p><p>　　這次設計之后我們將各奔天涯，為了自己的前程和幸福而奮斗，但是我們之間的師生情、同學情是不會動搖。&

119、lt;/p><p>　　最后再次感謝老師的辛勤指導，是你給我在社會上的立身之本，帶我走進專業(yè)知識的殿堂，讓我找到了自己將要從事的職業(yè)和人生的奮斗方向。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《礦山固定設備選型使用手冊》上冊，于勵民，仵自連，第016085號</p><p>　　《流體機械》，劉婕，