由于部分老矿井风机老化,运行效率低,正逐渐被高效节能风机所代替,各种各样的风机应运而生,对旋风机就是引进国外80年代新技术经消化吸收后研制生产的矿用通风机的更新换代产品。它以其压力高、流量大、高效、结构紧凑、反风容易的特点深受煤矿的青睐。但是,经过长期的实践证明,对旋轴流通风机还存在一些缺陷,本文针对这些问题提出整改措施。
通风机结构特点
对旋式轴流通风机一般由集流器、前后主风筒、扩散器组成。一级、二级叶轮直连在电机轴上,电机均置于风筒内,两级叶轮互为导叶,工作时两级叶轮反向旋转。3对旋轴流风机的优越性以及设计和使用注意问题
3.1对旋风机的优越性
3.1.1传动效率高。叶轮直接安装在电机轴上,改变了传统的传动结构,既避免了传动装置的频繁损坏,消除了能量损耗,也提高了风机装置的传动效率,同时也提高了使用效率。
3.1.2对旋轴流通风机最高压力点的压力值较高,一般比普通带后导的轴流风机的压力高1.2~1.3倍[1]。
3.1.3静压效率高。由于采用对旋结构,减少了两级工作轮之间中的导叶,降低了风机内部阻力损失,提高了风机的静压效率。
3.1.4最高效率高,高效运行范围广。对旋风机比前置导叶两级风机的最高效率高出约8%,比后置静叶型两级普通风机最高效率高4%~5%,其高效运行范围广[2]。
3.1.5轴流对旋风机使用灵活。对旋风机两级工作轮分别由两台电机驱动,因而对旋风机对应不同的使用状态,可进行各式各样的组合,使其中一级空转可组成前导加动叶级或动叶加后导叶级,亦可配备一个静叶作为附件,可以调节栅距以实现变风量调节。对旋风机可变转速和两转子的转速比来调节流量,这是对旋风机所特有的。
3.1.6轴流对旋风机,有良好的逆向送风性能,回风量可达到60%~70%的送风量。由于对旋风机可以利用电机的反转反风,既不需建扩散器和扩散塔,也不需建风机房和反风道,施工工艺简单,因此可大大缩短工期。与其他风机相比,其辅助设备少,控制环节少,安全可靠性好,可节约70%的土建工程费。
3.2对旋风机设计中存在的问题
3.2.1对旋风机中Y系列交流电动机的散热问题。由于在对旋轴流式通风机中,电机是与叶轮直联,固定于风机中,电机工作在含有高瓦斯浓度的气体之中,所以就无法使用风机中自身风流来散热。而普通轴流式风机,电机置于自由大气中,可以充分利用这个得天独厚的条件。
3.2.2电机的防爆问题。与普通轴流风机的电机放在风机外面相比,相当于把井上主扇送回到井下的恶劣环境中,因此电机要防爆。但是,风机的II级电机隔流腔内可能存在瓦斯超限。随着抽出式对旋风机的投入使用,发现其第一级风机的I级电动机隔流腔内瓦斯浓度达到0.1%~0.3%,与周围环境中的瓦斯浓度相同,不存在安全隐患;而其第二级风机的II级电动机隔流腔内瓦斯浓度达到2.2%~2.8%,存在着隔流腔内瓦斯浓度超限问题,造成II级电动机周围瓦斯聚集。
3.2.3轴伸端轴承使用寿命短。由于风机叶片产生的轴向力、旋转系统的残余不平衡力、电磁拉力、风量风压变化将产生的推力等,这些风机运转中的径向力、轴向力形成当量动负荷,对轴承寿命威胁是致命的损坏因素。所以靠近电机轴伸端的轴承容易抱轴、烧毁,严重时整个定子绕组被烧毁,这不仅降低了轴承的使用寿命,同时降低了风机的使用寿命。这一点尤其在局扇上较为突出。
3.2.4轴流式通风机后级电机容易烧坏。轴流通风机压力大,通风距离长,通风距离与流量成反比,只要通风距离稍微增大,如果两级叶轮设计的匹配性不好,II级电机负载增加比第一级快,当达到一定通风距离时,虽然两级风机的总功率尚未达到单级的2倍,但是II级电机的负载已远远超出了额定功率,造成II级电机的超载运行,从而导致电机的烧毁。
3.2.5如果没有消声装置,风机的噪声大。在煤矿因为风机的噪声大,而掩埋了其它设备不正常运转声音和其他的的报警声音,从而导致了不少的恶性事件。降低风机的噪声,势在必行。
4针对以上问题的解决措施
4.1针对对旋风机中电机散热的问题
由风机的工作环境(含有大量瓦斯和煤尘,气体潮湿)决定了电机不能由风机的风流来冷却,而且电机还必须和风机内的爆炸性气体隔离,在这种情况下,经过专家的研究,采用了隔流腔结构。