风量风压可控式局部通风机的设计构思
局部通风机智能控制系统的设计
当今煤矿开采的发展趋势。 本文主要文章主要是探讨 了一种兼顾煤尘浓度和 瓦斯浓度的局部通风机智能控制系统的设计， 该系统能够根据工作面
瓦斯 和 煤 尘 浓度 的 变化 而进 行 智能控 制 该 智能控 制 系统 会根 据 爆 炸性 气体 的 浓度 变化 ， 实现 连 续 、 自动 、 智能、 实 时地对 局部 通 风机 进行 调 速 。 关键 词： 局 部通 风机 智能 系统 设计 中图 分类 号： Ｔ Ｄ ６ ３ ５ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ０ ０ １ ． ０ ２
尘浓度传感器 和瓦斯浓度传感器所监测的值 比较 ， 得到相对应的浓 调整 ， 使之处于最 佳值 ， 最终确保通风 机处于最优化 的运 行模式 。
度偏 差 ， 从 而控 制 系统 中 发 出相 应 的操 作 指 令 ， 实现 对 井 下 空气 质 Ｐ Ｉ Ｄ 参 数 模 糊 自整 定 的 原理 是 通 过 找 出Ｐ Ｉ Ｄ中ｋ ｉ 、 ｋ ｐ 以及ｋ ｄ 这３ 个 参 量 的控 制 。 其 中， 控 制 模 块 是 整 个通 风 系 统 的 中枢 ， 是 通 风 机 不 可或 数 、 误 差 变 化 率Ｅ Ｃ以及 误 差Ｅ 之 间 的模 糊 关系 ， 同时 ， 在 运 行 中模 糊
值 量 化 为 矿 用 隔爆 变 频器 允 许 的 约 ０ ～１ ０ Ｖ的 电压 信 ， 从 而 实 现 对 并具 有 良好 的 互 动 。 隔爆变频器输出的控制 ， 进而调整通风机的转速 ， 降 低 井 下 作 业 空 ３ ． ２瓦 斯 与 煤 尘 的 关 系
间的有害气体和粉尘 浓度 。 以图１ 为通 风机控 制系统构 。
缺的重要组成部分 。 控制模块主要由煤尘浓度模糊控制器和瓦斯浓 Ｐ Ｉ Ｄ 控 制 器 不 断检 Ｎ Ｅ 和Ｅ Ｃ 值， 然 后进 行 在 线 修 改 ， 以从 而 使 之 满 足 度模糊控 制器两部分， 工作过程 中 ， 控制模 块将模糊控制器 的输出 不 同Ｅ 和Ｅ Ｃ 对控制参数的实时要求 ， 确保整个被控对象性 能稳定，
局部通风机智能控制系统的设计
制系统能根据瓦斯的浓度和系统风阻的大小， 自动调节风机的转速从而控制输 出风量 ， 在满足矿井安全 生产 的条件 下 ， 实现风 机 的最 优控 制 ， 到 节 能 的 目的。 同 时 ， 达 系统 利 用 无风 量 传 感 器 实现 了恒 定风 量 输 出， 并且采用主备机冗余设计， 显著地提高了系统的安全性和可靠性。 关键词： 局部通风机； 控制系统 ；Ｌ ＰＣ
Ｌ … …
图 ３ 手动控制 系统结构
值送 往 Ｐ 控 制器 计算 出运 行 频 率 ， 后 将 运算 结 果 Ｉ 最
送 给变频 器 。 当风道特 性 发 生 变 化 时 ， 机 的输 出 风量 将 会 风
二是 自动 排 放 瓦斯 控 制 ， 图 ４所 示 。首 先 在 如 人机 面板 里 预先 设 置 好 系统 的控 制 曲线 ，Ｌ Ｐ Ｃ通 过 判 断瓦斯浓 度 传 感 器 所测 的值 ， 据 系统 控 制 曲线 根 计 算 出 当前所 需 的运行 频 率 ， 将 该频 率 送往 变 频 并
用恒 速 的风 机不 仅效 率低 、 能耗 高 ， 瓦斯 的排 放 也 对 难 以控 制 。而利 用 变频 调 速 技 术 ， 据 外 界 环 境 的 根 变化 ， 整 风机 的转 速 和风 量 ， 以实 现 其 安 全 、 调 可 经 济 的运 行 Ｊ Ｌ 。Ｐ Ｃ是 以微 处 理器 为 基 础 的通 用 工业
第３ 卷第 １ ９ 期
瓦斯 浓度值 ， 主备 机 之间通 过其 Ｐ Ｃ的 ＩＯ 口通信 。 Ｌ ／ ／
２ 系统 的 控 制 结 构
一
是 手动 控 制 ， 图 ３所 示 。通 过 人 机 面 板 向 如
Ｐ Ｃ发送运行频率 ，Ｌ Ｌ Ｐ Ｃ再将该频率值送人到变频 器 中 ， 现 电动 机 运行 控 制 。该 功 能 一般 在 调 试 过 实
局部通风风量计算
局部通风风量计算局部通风风量计算掘进工作面实际需要风量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数以及局部通风机的实际吸入风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。
一、风量计算1、按照瓦斯涌出量计算：Q掘= 100×q掘× K CH4 m3/minQ掘= 100×0.2×1.6 = 32 m3/min式中：q掘—掘进工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；取0.2K CH4—掘进工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；取1.6.100——掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
2、按照二氧化碳涌出量计算：Q掘=67×q掘×KCO2 m3/minQ掘=67×0.2×1.6=30 m3/min式中：q掘—掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；取0.2K CO2—掘进工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数，正常生产条件下，连续观测1个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；取1.667—掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。
3、按炸药量计算（炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算，其它炸药不予计算）：1) Q掘≥25×A m3/minQ掘≥25×15= 375 m3/min式中：A—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，选取15kg。
25—每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min?kg；2)掘进工作面炸药消耗量吹散炮烟进行风量计算？Q=7.8/t ×｛A（SI）2｝1/3=7.8/20 ×｛35（18.2×300）2｝1/3=336（m3/min）式中：Q—吹散炮烟所需要的风量m3/mint—吹散炮烟所需要的时间20minA—炸药量，取35Kg ？S—掘进断面，取18.2m2I—稀释炮烟长度，取300m4、按工作面人员数量计算：Q掘≥4×N m3/minQ=4×20=80 m3/min式中：N—掘进工作面同时工作的最多人数，取20人；4—每人需风量，m3/min?人5、按掘进工作面风流温度进行计算Q W=60×Uw×S×Kw m3/min；Q W=60×0.5×60×15.5×0.9=418 m3/min；式中：Q W—掘进工作面风量，m3/min ；Uw×—某t℃下，为创造良好的气候条件而得的最佳风速，取.0.5 m/sSw—掘进工作面平均过流断面，取15.5 m2；Kw—掘进工作面长度校正系数，取0.9经过计算，掘进工作面选取上述最大风量，取418 m3/min；二、风量验算，按风速进行验算：煤巷掘进工作面最低风速验算：Q煤掘= 418 ≥ 0.25×60×S掘m3/minQ煤掘≥0.25×60×15.5= 233 m3/min煤巷掘进工作面最高风速验算：Q煤掘= 418 ≤ 4×60×S掘m3/minQ煤掘=418 ≤ 4×60×15.5 = 3720 m3/min经验算Q煤掘= 418 ≥ 233 m3/min ；Q煤掘= 418 ≤ 3720 m3/min 符合《规程》规定。
各种局部通风机选型计算
局部通风机选型一、风量计算1、按瓦斯涌出量计算:根据进风立井揭4＃煤实测瓦斯涌出量为0、4 m3/ｍiｎ进行计算,其公式如下: Ｑ掘＝100×QＣH4×K=100×0、４×２= 80m３／ｍiｎ其中：Q—掘进工作面需风量,k-掘进工作面得通风系数,取2,QCＨ4—掘进工作面得瓦斯绝对涌出量,m3/min.2. 按炸药量计算需风量:式中Ｑ炸——按爆破炸药量计算得工作需风量，ｍ3/mｉn;t——通风时间,取ｔ=30min ;A——一次爆破最大炸药量，ｋｇ;S——巷道断面,m２；L-—－掘进巷道通风长度;P-—局部通风机吸入风量与掘进工作面风筒出口风量比,取P=1、1；k—--井筒淋水修正系数，取0、6；3. 按最多工作人数计算Q掘=4×Ｎ=4×50=20０m3／min式中 Q掘-掘进工作面实际需要得风量，ｍ3／min ；Ｎ—掘进工作面同时工作得最多人数,取交接班时50人;４—每人供给得最小风量,m3／mｉn 。
4。
按最低风速进行计算：Q掘＝6０ＶmｉnSｍax=60×０、3×33=594m3/mｉn式中 Q掘-掘进工作面实际需要得风量,m3／ｍin ；Vmin -最低风速，按煤巷掘进工作面进行计算取0、25m/s；Sｍax—巷道最大断面,考虑到进风大巷联络巷配风量，断面计算取22+（２2/2)=3３ｍ2。
根据计算取以上１、2、3、4式中最大值进行计算,即：5９4m3/ｍin。
二、局扇选型计算1、通风阻力计算：由于该通风系统为非负压通风,通风阻力为巷道通风阻力与风筒通风阻力之与。
1、１巷道通风阻力计算:R 巷道=R 井筒＋R 进风大巷＋R 集中胶带上山Ｒ井筒＝(α×L ×P/Ｓ３）×Ｋ=（0、003×31０×22/２6、93）×1、２= 0、00１3R 井筒－风筒得阻力,N ×s 2÷ｍ8；α-摩擦阻力系数 0、00３L －巷道长度 310mＰ－巷道周长 2２ｍＳ—巷道得净断面 38、5-8、9＝26、９ m 2Ｋ－风压系数,包括局部阻力等因素,取1、２。
局部风机选型
主平硐局部通风机的选型一、主平硐掘进工作面风量计算：掘进工作面实际需要风量，根据同时工作的最多人数，矿井瓦斯、二氧化碳涌出量，炸药消耗量等因素分别计算，并选取其中最大值。
1）按工作人员数量计算：Q=4×nk式中：Q——掘进工作面实际需要风量，m3／min；4——每人每分钟应供给的最低风量，m3／ min； n——掘进工作面同时工作的最多人数，n=39； k——风量备用系数，取1.2-1.25经计算：掘进工作面实际需要风量195m3／min。
2）按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：Q=100×q×k式中：Q——掘进工作面实际需要风量，m3／min；100——单位瓦斯涌出量配风量，以回风流瓦斯浓度不超过0.8%的换算值；q——掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，0.3m3／min；k——掘进工作面因瓦斯涌出不均衡系数，取1.5 经计算：掘进工作面实际需要风量70.31m3／min。
3）按炸药使用量计算：Q=25×A/15式中：Q——掘进工作面实际需要风量，m3／min；25——每千克炸药爆炸不低于25m3的配风量；A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药用量，A=83.1kg。
15——15分钟稀释爆破产生的有害气体；经计算：掘进工作面实际需要风量138.5m3／min。
根据以上计算掘进工作面最大实际需要风量195m3／min。
4）按风速验算根据《煤矿安全规程》规定，岩巷掘进工作面最低风速0.15m/s，最高风速4m/s的要求进行验算。
即掘进工作面风量应满足：0.15×S j≤Q掘≤4×S j则：最低风速验算：0.15×Sj＝0.15×17.3＝2.595(m3/s)=155.7(m3/min)＜Q掘；最高风速验算：4×Sj＝4×17.3＝69.2(m3/s)=4152(m3/min)＞Q掘；式中：S j——掘进工作面巷道断面，取17.3m2。
局部通风机选型计算方法
（1）作面同时工作最多人数计算 Q=4N（m3/min）式中：N—工作面同时作业的最多人数。 （2）按气候条件计算 Q=60VS 净（m3/min）式中： Q—掘进工作面配风量； V—巷道风速一般取 0.25 m/s； S 净—巷道最 大净断面； 60—1 分钟等于 60 秒。 （3）按瓦斯涌出量计算风量 Q=100q 瓦斯 K（m3/min）式中:Q—掘进工作面实际配风量； K—通风备用系数，一般取 1.5— 2.0，取 K=2.0； q 瓦斯—掘进头 CH4 涌出量（m3/min）。 （4）按炸药消耗量计算： Q=25A/s（m3/min）式中：Q—掘进工作面实际需要风量，m3/min； 25—每千克炸药爆炸不低于 25m3 的风量； A—掘进工作面一次爆破所用最大炸药量，kg； s—稀释炮烟的通风时间，取 s＝30min。 （5）局部通风机吸风量测算：假设初步选择一台YBT5.5×2 型局部通风机，其额定风量为： 250-200m3/min，静压 3753690Pa，送风距离 500-1000 m。Ｑ吸＝Ｑ局Ikf=250×1×1.2=300（m3/min）式中: Ｑ吸—局部通风机吸风量，m3/min；Ｑ局 —拟选掘进局部通风机的额定风量，m3/min； I—同一条巷道安装、运转通风 机台数，台； kf—防止局部通风机拉循环风的备用系数。 （6）局部通风机选择确定经以上计算，确定选择 YBT-5.5×2 型局部通风机。 2 为保证局部通风机不拉循环风，应严格执行 《煤矿安全规程》第 128 条的规定：一是局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口不得小于 10m；二是局部通风机安装巷道处全风压供给的风量不得小于“Q=300m3/min” 。（7）掘进工作面风速验算验算按以下不等式 进行： Q2＜Q 掘＜Q1 式中： Q1—按照《煤矿安全规程》最大允许风速 4m/s 计算最大风量； Q2—按《煤矿安全规程》最小 允许风速 0.15m/s 计算最小风量； Q 掘—工作面实际配风量。 （8）按有害气体的浓度验算回风流中瓦斯或二氧化碳浓度不得超过《煤矿安全规程》的规定：按以下公式验算： p 瓦/Q 掘 ×100%＜1.0% 式中： p 瓦——预测掘进 工作面的瓦斯涌出量； Q 掘——掘进工作面实际配风量。根据以上验算，所选用YBT—5.5KW 通风机和掘进工作面的配风量 必须满足掘进工作面安全生产的需求。
局部通风设计
局部通风设计局部通风设计（一）、风筒选择由于工作面供风距离最长为1200m ，工作面所需风量为288 m 3/min,根据以上数据初步验算后选择Ф800mm 胶质风筒。
（二）、局扇选型计算： 1、局扇工作风量：Q 扇=310025.356100120003.012881m P Q =⨯-=-掘/min 2、局扇工作风压： a ）风筒平均风量： Q 均=328525.356228m Q Q =⨯=⨯掘扇/minb ）风筒总风阻：R 摩=ku d L 14.7)8.0(12000003.05.65.655=⨯⨯=⨯⨯α R 接=ku n s g r 76.125.08.922.106.012022=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯ξR 弯=ku s g r 17.025.08.922.14.1222=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯∑ξR 出=ku s g r 24.025.08.922.1122=⨯⨯⨯=⨯⨯ξR 总= R 摩+ R 接+ R + R 出=7.14=1.76=0.17=0.24 =9.31kuc )、局扇总风压：h=()OmmHQR222210602851.93=÷⨯=⨯均总通过以上计算，根据FBDYNO6.3/2×30型风机特性曲线，该风机风量为260~630 m3/min，全风压为46~630 mmH2O,电动机功率为2×30KW，满足设计要求。
以上式中：Q扇——局扇的工作风量Q掘——局扇的有效风量L ——供风量最长距离为1200mP100——风筒100m漏风率3%R总——风筒总风阻R摩——风筒摩擦阻力R接——风筒接头风阻R弯——风筒拐弯风阻R出——风筒出口风阻α——风筒阻力系数S ——风筒断面积,0.50m2d ——风筒直径,取0.8mγ——空气容重,取1.2g ——空气重力加速度,取9.8N/m2n ——风筒接头个数,取120个ξ——摩擦比例系数。
局部通风设计
风压的确定
Ht＝RQaQh/3600+hv＝RQaQh/3600+ρ×[Qh÷（S0×60)]2/2
式中：
Ht——局部通风机风压，Pa；
R——风筒通风阻力，N·S2/m8；
Qa——局部通风机的风量，m3/min；
Qh——掘进工作面的需风量，m3/min；
ρ——空气密度，取值1.2kg/m3；
11、井下任何人发现系统内有火情时，迅速报告矿调度所。如有可能，采取有效办法直接灭火。若火情严重，跟班干部迅速组织人员沿避灾路线撤至安全区域，撤离过程注意用湿毛巾捂住鼻口或正确佩戴自救器。
断 电 范 围： T1、T中、T2、T进：掘进工作面内全部非本质安全型电器设备；
复 电 浓 度： T1<0.5%, T中<0.5%， T2<0.5%, T进<0.5%；
其他类型传感器报警点:T温≥26℃，T粉≥100mg/m3,0.25m/s≥T风速≥4m/s,TCO≥24ppm
五
防尘、隔爆设备
及安装要求
6、严禁使用皮带边管、水管、空心锚杆以及其它可以向煤体内部供风、供氧气的材料作为穿楔。
7、巷道掘进过程中出现冒顶、空帮、高温点等情况时，巷道管理责任单位必须对这些地点进行挂牌管理，标明发生的时间，冒顶高度或空帮深度、隐患处理的方法、管理责任人等，出现高温点时要标注该点煤层暴露时间、温度、CO浓度、处理方法、管理责任人等内容。
根据以上计算,确定局部扇风机的型号为：FBD№5.6/11×2
1#
主备局部通风机参数
型 号
供 风 量(m3/min)
全风压pa
功 率(kw)
FBD№5.6/11×2
320-200
920-4280
《矿井通风与安全》精品学习教案第6章局部通风
矿井通风与安全第六章局部通风本章主要内容1、局部通风方法----压入式、抽出式、混合式、可控循环风，全风通风，2、掘进工作面需风量计算----压入式、抽出式、混合式、按瓦斯、粉尘、炸药等3、局部通风装备----风筒---- 种类、阻力、漏风、安装；局部通风机----性能、联合运行4、局部通风系统设计----原则、步骤5、掘进安全技术装备系列化利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为局部通风（又称掘进通风）。
第一节局部通风方法一、局部通风机通风利用局部通风机作动力，通过风筒导风的通风方法称局部通风机通风，它是目前局部通风最主要的方法。
常用通风方式：压入、抽出和混合式。
1.压入式布置方式：L e －－气流贴着巷壁射出风筒后,由于卷吸作用,射流断面逐渐扩张，直至射流的断面达到最大值，此段称为扩张段；L a －－射流断面逐渐减少，直到为零，此段称收缩段。
L s －－从风筒出口至射流反向的最远距离（即扩张段和收缩段总长）称射流有效射程。
在巷道条件下，一般有：式中 S ——巷道断面,m 2。
特点：（１）局扇及电器设备布置在新鲜风流中； （２）有效射程远，工作面风速大，排烟效果好；（３）可使用柔性风筒，使用方便；（４）由于Ｐ内＞Ｐ外，风筒漏风对巷道排污有一定作用。
要求：（１）Ｑ局＜Ｑ巷，避免产生循环风；（２）局扇入口与掘进巷道距离大于10m ； （３）风筒出口至工作面距离小于Ls 。
2.抽出式布置方式：有效吸程L e :风筒吸口吸SL S )5~4(入空气的作用范围。
在巷道边界条件下，其一般计算式为：式中 S ——巷道断面，m 2。
特点：（１）新鲜风流沿巷道进入工作面，劳动条件好； （２）污风通过风机；（３）有效吸程小，延长通风时间，排烟效果不好； （４）不通使用柔性风筒。
3. 压入式和抽出式通风的比较：1) 压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的。
局部通风机用PPT
检查通风机底座是否牢固、轴承是否损坏 ，如有需要应重新安装或更换轴承。
通风机噪音大
通风机漏气
检查通风机叶片是否松动或变形、通风机 管道是否通畅，如有需要应重新紧固叶片 或清理管道。
检查通风机密封件是否老化或损坏，如有 需要应及时更换密封件。
04 局部通风机应用案例
矿山通风
总结词
矿山通风是局部通风机的重要应用领域之一，主要用于排出 矿井内的有害气体，提供新鲜空气，并保持矿井内的安全环 境。
类型与特点
01
02
03
轴流式局部通风机
风量大，噪音小，适用于 大面积、短距离的通风需 求。
离心式局部通风机
风压高，能克服长距离的 阻力和静压，适用于远距 离通风。
混流式局部通风机
结合轴流和离心式通风机 的特点，具有较高的效率 和较广的应用范围。
工作原理与结构
工作原理
利用电机驱动扇叶旋转，产生风流， 通过进风口和排风口实现通风。
结构组成
主要包括电机、扇叶、外壳、进风口 和排风口等部分。
02 局部通风机使用方法
安装与调试
安装位置选择
选择通风良好、远离热源 和无尘土飞扬的场所，确 保机体平稳放置。
ห้องสมุดไป่ตู้电源连接
根据设备要求，正确连接 电源，确保电源电压与设 备标称电压相符。
调试步骤
检查通风机各部件是否正 常，调整风量、风压至合 适状态，确保通风效果良 好。
检查通风机密封件
检查通风机密封件是否老化或损坏，如有需 要应及时更换，防止气体泄漏。
检查通风机叶片
检查叶片有无破损、变形或松动现象，确保 叶片完好无损、紧固可靠。
检查通风机管道
检查通风机管道是否畅通，有无堵塞或漏气 现象，确保气体流动顺畅。
局部通风系统设计
局部通风系统设计
制定部门：某某单位
时间：202X年X月X日封面页
局部通风系统设计
安全事关每个家庭的幸福，熟悉安全操作规程，掌握安全技术措施，制定安全计划方案，做好单位安全培训，加强安全知识学习及考试更是预防和杜绝安全事故的重要方式和手段。
您浏览的《局部通风系统设计》正文如下：
局部通风系统设计
(一)工程概况
巷道名称、施工单位、岩性、断面及长度、支护形式、拨门位置等。
(二)局部通风系统
包括局部通风机的安装位置，进、回风路线与相关通风设施用简单文字说明。
安装局部通风机处供风能力，同时确保不发生循环风。
(三)局部通风的风量计算
1.按照瓦斯涌出量计算
2.按同时爆破消耗X药量计算
3.按同时最多作业人员数计算
4.按局部通风机的实际吸风量计算
根据以上四个方面计算风量，并按照《煤矿安全规程》规定的风速验证风量，结合遵义县山盆镇丁村煤矿《配风细则》规定，确定风量。
(四)局部通风机、风筒的选型
根据风量需求，选择局部通风机的型号和风筒直径。
(五)局部通风机供电
主、备局部通风机的供电系统，包括供电设备的型号、开关、电缆的
型号种类、位置等。
(六)安全管理
1.局部通风机(包括备用局部通风机)的l三专三闭锁l供电管理
2.风筒及通风设施的管理
3.明确瓦斯传感器的日常挪移管理
(七)附图
1.局部通风系统图
2.局部通风机供电系统图
3.瓦斯监测监控布置图。
通风机设计 (2)
通风机设计1. 引言通风机是一种用来提供室内空气通风和循环的设备，广泛应用于建筑物、工厂、车间等场所。
它的设计和性能直接影响着室内空气质量和舒适度。
本文将详细介绍通风机的设计原理、结构和相关参数。
2. 设计原理通风机的设计原理基于气体流体力学和热力学原理。
通风机通过旋转叶轮产生气流，将室内空气从一处地方吸入，经过处理后排出另一处。
其设计考虑以下因素：•风量：通风机的风量是指单位时间内通过风机的气体体积。
根据场所的需求和要求，确定通风机的最佳风量。
•风压：通风机的风压是指单位面积上方气流对风机的压力。
通风机的风压要足够大，以克服空气阻力，确保气流畅通。
•能效：通风机的能效是指单位风量所需的能量消耗。
优化通风机的能效是一项重要任务，以降低能耗和维护成本。
•噪声：通风机的噪声是指运行时产生的噪音水平。
降低通风机的噪声对于提升室内环境的舒适度至关重要。
3. 通风机结构通风机的结构包括以下主要组件：3.1. 叶轮叶轮是通风机最核心的部件，通过旋转产生气流。
常见的叶轮类型包括前向叶轮、后向叶轮和离心叶轮。
在设计中需要考虑叶轮的形状、材料和叶片角度等参数，以优化气流性能。
3.2. 机壳通风机的机壳用于包裹叶轮和驱动装置，起到固定和保护作用。
机壳通常采用金属材料，具有足够的强度和刚度。
3.3. 驱动装置驱动装置用于使叶轮旋转，常见的驱动装置包括电机和传动装置。
电机通常采用交流电动机或直流电机，传动装置用于将电机的旋转转换为叶轮的旋转。
3.4. 进出风口通风机的进出风口用于气流的进出。
设计中需要考虑进出风口的位置、尺寸和形状，以确保气流的顺畅通道。
4. 通风机参数通风机的参数是评价其性能和适用范围的关键指标。
4.1. 风量参数•风量(Q)：单位时间内通过风机的气体体积。
•静压(P)：通风机的风压，指气流对风机的压力。
•总压力(Pt)：通风机的总压力，指气流通过通风机时所产生的压力。
4.2. 功率参数•输入功率(Pin)：通风机所需的输入功率。
通风机的设计
通风机的设计通风机是现代工业中常见的一种机械设备，用于将空气或气体等从一个区域搬运到另一个区域。
通风机的设计需要考虑多个方面，包括性能、结构、材料、制造、使用和维护等。
下面是通风机设计的几个方面。
一、性能设计1.1 风量设计：选择通风机的风量关系到整个系统的效率和能耗问题。
在实际工程中，应按照其实际使用条件和要求进行计算和确定通风机的风量，保证其经济性和可靠性。
1.2 风压设计：通风机的风压与其风量有关。
不同的工程使用要求不同的风压，相应的就需要不同的通风机来满足。
如一些较大风量的通风工程就需要高风压、高效率的通风机。
1.3 能效设计：在现代工业进一步推进节能环保的时代背景下，通风机能效的设计变得越来越重要。
通过降低通风机的电能消耗和噪音，进一步提高其工作效率，从而降低能源消耗，减少环境污染。
二、结构设计2.1 风机叶轮设计：风机叶轮的设计要考虑到其在工作时的安全性能和技术性能。
对于大流量、高风压的通风机，为了降低阻力、提高效率，通风机叶轮可以采用叶片前弯或后弯形式。
2.2 轴承设计：设计中还需要考虑通风机所使用的轴承的带负荷能力、耐磨性、安全性和使用寿命等问题。
在通风机的运转中，轴承的质量和性能是非常关键的，其特殊的工作条件和环境也要得到考虑。
2.3 框架结构设计：通风机的框架结构设计要考虑到其稳定性、强度和承载能力。
不同尺寸的通风机使用的框架结构有所不同，应根据制造商的要求，选定合适的结构方案。
三、材料设计3.1 叶轮材料：通风机叶轮的材料要求高强度、低密度、耐腐蚀等特性，且必须符合工业标准（例如GB、JB、JIS等）。
常用的材料有可锻铸铁、铝合金、不锈钢等。
3.2 框架材料：框架材料的选择要符合要求，同时要耐腐蚀、防锈、可加工性好、价格适宜等特点。
常用材料有角钢、工字钢、钢管等。
3.3 接口材料：通风系统中通过设置阀门和管道等组成，其接口材料必须具有优异的密封性、耐腐蚀性和耐用性。
常用的材料有铸铁、不锈钢、铜、铝等。
第六章 局部通风解读
第五节
掘进安全技术装备系列化
一、掘进工作面产生事故的原因：
（1）最先揭露煤层，破坏了煤层中的瓦斯静平衡状态，使大
量瓦斯从煤壁和顶板向巷道内涌入。当穿地质构造带时，瓦 斯涌出也会增大，因此，在掘进工作面易形成瓦斯积聚超限。
(2) 依靠局部通风机进行独头巷道通风的，其可靠性差，容易
发生无计划突然停电停风，形成瓦斯积聚。 (3)掘进巷道断面有限、空间狭窄，打眼放炮、机掘落煤、装 煤运输等各生产环节均不断地产生大量煤尘，若防尘效果不 良，就会潜伏煤尘爆炸危险。 (4)掘进巷道可燃物集中，有风筒、电缆等，机电设备多，容 易发生机电事故和违章放炮，从而形成多种火源，导致瓦斯 煤尘爆炸，造成火灾。
4.风筒漏风 刚性风筒的漏风，主要发生在接头处，柔性风筒不仅接头而且全 长的壁面和缝合针眼都有漏风，故风筒漏风属连续的均匀漏风。 因此，应用始末端风量的几何平均值作为风筒的风量Q,即：
Q Qa Qh
是风筒的漏风量Ql，
1)漏风率
，m3/min
式中局部通风机风量Qa与风筒出口风量Qh不等， Qa与Qh之差就
二、保证局部通风机稳定可靠运转
1·双风机、双电源、自动换机和风筒自动倒风装置 正常通风时由专用开关供电，使局部通风机运转通 风 ; 一旦常用局部通风机因故障停机时，电源开关自 动切换，备用风机即刻启动，继续供风，从而保证了 局部通风机的连续运转。
由于双风机共用一趟主风筒，风机要实现自动倒台，
则连接两风机的风筒也必须能够自动倒风。
特点：此种方法辅助工程量小，风筒安装、拆卸比较方便，通常用
于需风量不大的短巷掘进通风中。
２.平行巷道导风
在掘进主巷的同时，在附近与其平行掘一条配
风巷，每隔一定距离在主、配巷间开掘联络巷，形成贯穿风流， 当新的联络巷沟通后，旧联络巷即封闭。两条平行巷道的独头部 分可用风幛或风筒导风，巷道的其余部分用主巷进风，配巷回风。
通风系统工程方案设计
通风系统工程方案设计一、前言通风系统是现代建筑中必不可少的一部分，它可以改善室内空气质量，保持室内舒适度，并且对于建筑物的长期使用寿命也有着重要的影响。
因此，通风系统的设计方案至关重要。
本文将针对通风系统工程的方案设计进行探讨与讨论，以期提供对通风系统设计方案有所了解、应用。
二、通风系统工程的基本原理通风系统工程的基本原理是通过通风设备将新鲜空气引入室内，同时将污浊空气排出室外，以实现室内空气的循环更新。
通风系统包括通风机、风口、排风口、风管以及相关的控制系统等。
1. 通风机通风机是通风系统的核心设备，它通过驱动空气进行循环流动，可以分为离心式通风机、轴流式通风机等。
2. 风口风口是通风系统中用于引入新鲜空气的设备，它通常安装在室内的墙壁或天花板上。
风口的大小、位置和数量需要根据建筑物的使用需求和空间布局来确定。
3. 排风口排风口用于排出室内的污浊空气，通常安装在厨房、卫生间等易产生污染的区域。
4. 风管风管是连接通风机、风口和排风口的管路，主要用于空气的传输。
风管的设计需要考虑通风系统的风量、阻力等因素。
5. 控制系统通风系统的控制系统可以分为手动控制和自动控制两种。
手动控制需要人工干预，而自动控制可以根据室内空气质量和温度等参数实现自动调节。
三、通风系统的设计方案通风系统的设计方案需要根据建筑物的使用性质、结构特点和环境条件进行合理的规划与设计。
以下是通风系统设计方案的具体内容：1. 建筑物的使用性质建筑物的使用性质是通风系统设计的重要依据，不同性质的建筑物需要采用不同的通风方案。
例如，居住建筑需要考虑到居民的舒适度和健康状况，而办公建筑则需要考虑到办公人员的工作效率和舒适度。
2. 建筑物的结构特点建筑物的结构特点包括建筑物的体量、高度、采光条件等因素。
这些因素将直接影响通风系统的设计方案，需要根据实际情况进行合理的规划。
3. 建筑物的环境条件建筑物的环境条件包括周围环境的气候、气温等因素。
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风量风压可控式局部通风机的设计构思
摘要:煤炭采掘生产常因工作面温度过高而影响作业质量,高温增加了设备运行的不稳定因素,也不利于操作人员的身心健康。
为应对气温过热对矿井造成的不利影响,对于热害严重的矿井必须采取制冷降温措施,而研究显示,风机供风量的变化对井下制冷设备的制冷能力有很大的影响。
本文分析了送风量与井下制冷设备制冷量的关系,并以此为依据,提出了通过风量、风压可变化的智能型局部通风机系统控制井下制冷设备的设计构思。
关键词:局部通风机风量井下制冷设备
1 矿井制冷降温措施概述
煤炭采掘生产常因工作面温度过高而影响作业质量,高温增加了设备运行的不稳定因素,也不利于操作人员的身心健康。
为改善井下作业的延伸热害问题,为采掘生产提供良好的作业环境,我国《煤炭安全规程》中明确规定了采掘工作面中空气温度不得超过26℃,而机电设备酮室的气温不得超过30℃;若气温超出规定则需采取降温措施降低热害威胁;一旦工作面气温高于30℃,必须停止工作。
为应对气温过热对矿井造成的不利影响,目前井下采取的降温措施一般分为制冷降温及非制冷降温等两大类,对于热害严重的矿井(深大、出露热水、岩温过热等)则必须采取制冷降温措施。
作为矿井生产的重要设施,局部通风机的可靠性直接关系到井下
瓦斯的排放效果和作业的质量与安全,而研究显示,风机供风量的变化对井下制冷设备的制冷能力也有很大的影响。
目前大量智能型局部通风系统已取代了传统的恒速风机,以获得高效率、低能耗的可控转速及风量,并通过风量和风压的变化实现对井下制冷设备的控制。
2 风机送风量与制冷量之间的关系
井下制冷降温设备的工作原理在于将被压缩为高温高压液体的制冷剂,经冷凝和节流降压后注入蒸发器,在蒸发吸热后使流经蒸发器的水冷却,并以低温冷水的形式,输出到空气冷却器,在空气冷却器中,冷凝水与通过采煤工作面的风流进行热交换,而使采煤工作面风流冷却降温。
虽然制冷系统存在各种不同的设备和形式,但都是通过冷却器,将采掘工作面中的空气气流作为载体进行热交换的,工作面内风量、风速的大小,决定着余热是否能够高效、稳定地排出矿井。
因此,必须在设计时明确制冷量与风速的定性、定量关系,最终通过实际情况,实现其的最优配合方式。
工作面制冷设备的制冷量与通过设备的质量风量及流经其入口和出口的焓值有关,其中通过设备的风量与工作面风量成正比例关系,而流经设备入口和出口的焓值则可通过入、出口的空气温度及混合温度设置工作面风流焓值方程。
最后得出工作面需冷量QW: QW=GK(h0-ha)-hkΔd
其中GK为通过制冷设备的风量,h0和ha分别为设备入口、出口的风流的焓值,hk为凝结水的焓值,而Δd则为凝结水量。
也可通过该式得出温度t与风量间的变化规律,即在确保制冷后工作面温度的基础上,风量越大,进入制冷设备入口的气温越高,但在风量值达到一定的程度后,该气温值变化不再明显。
这说明风量在降低工作面气温方面的效果,在其增大到一定值之前比较明显,此后变化不再显著,再提高风量只能造成能源的浪费。
因此,应根据不同工作面的具体情况,通过上述算法或直接应用计算机程序予以计算,得出最适供风量以获得最佳的制冷效果。
3 局部通风机设计中应注意的几点问题
应使局部通风机的设计达到功效高、结构紧凑、风压可调、运行稳定、适用范围广等要求,并设置智能控制开关,避免误操作给供风系统及整个井下作业带来的威胁。
开关内部应通过元件安装和走线实现PLC模块控制、信号采集以及主回路电路强、弱电的最优布置,以实现下列功能:降低强、弱电电路之间的干扰,使系统运行更加稳定、可靠;充分利用开关内部的空间节省原材料;开关外部设置机械电气联锁机构避免使用中的操作失误。
变频器应采用隔爆式壳体,壳体外径须与局扇电机外径一致,在不影响风机使用性能的前提下,满足变频器散热的需求;变频器总成设计成局扇主机组型式,外筒按局扇系列化尺寸
设计,并可独立装拆,从而实现与局扇的组合;为降低电磁干扰,使实测参数符合国家标准,变频器控制操纵盒应与变频器设计成一体,并设置与智能控制开关联结的端口,以满足用户的个性化需求。
通风系统应可根据工作面的瓦斯浓度与实际空气温度实现局扇转速的自动调节,在保证井下瓦斯、气温安全的基础上,实现节能、稳定的运行。
在必要的情况下,可通过局部通风系统的变频器操作盒控制按钮或智能控制开关操作按钮,通过人为干预进行局扇的运行转速设定,转速一经设定就应不受瓦斯传感器的影响,局部通风机运中设定的转速始终应保持不变。
启动时,可便捷地通过智能局部通风系统的变频器操作盒控制按钮的“启动、启动、增大、减小和停止”五个按钮进行正、反转的切换,而无需改变局扇接线即可改变其转向。
在通风机自动调速装置断电后仍可记忆运行状态,下次重新复电,仍保存为原来值,无须重新设定。
同时,可以连续记录变频器一个月的运行参数方便操作人员和检修人员的查询。
风机还应实现软启动功能,以避免全压启动情况下初始高强度电流对设备的冲击,并有意识地降低其运行时的噪音。
此外,智能局部通风系统运行时应与煤矿安全监控系统联网,使智能局部通风系统在矿井安全系统监控状态下进行工作,以完善其自我诊断、自我保护的功能。
在局部通风机的选型上,应注意:井下风流速度应控制在0.5m/s～4.0m/s,以符合《煤矿安全规程》中的相关规定,局部通风机应按掘进巷道长度最困难时期来选型;局部通风机进风口处巷道风流量应大于
局部通风机最大进风量;智能局部通风系统选型时风机型号应比普通局部通风机型号(电机功率)大一个数量级。
4 结语
综上所述,局部通风机的控制不但与井下瓦斯的排除有关,也关系到对矿井热害的防治。
作业中应全面参考工作面的地质条件,对其瓦斯、岩温等情况进行详细的勘察和科学的计算,从而得出通风系统的最适供风量,并通过对通风系统设备的智能改进提高其运行效率及可靠性。
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