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1、第六章第六章 通风网络风量分配与调节通风网络风量分配与调节6.1 6.1 风网的基本术语风网的基本术语6.2 6.2 风网的形式与绘制风网的形式与绘制6.3 6.3 风量分配基本规律风量分配基本规律6.4 6.4 风网参数计算风网参数计算6.56.5 局部风量调节方法局部风量调节方法6.66.6 总风量调节总风量调节6.7 6.7 多台通风机联合运转的相互调节多台通风机联合运转的相互调节6.1 6.1 风网的基本术语风网的基本术语n 1. 1. 节点节点 三条或三条以上风道的交点；断面或支护方式不同的两条风道，其三条或三条以上风道的交点；断面或支护方式不同的两条风道，其分界点有时也可称为节点。
2、分界点有时也可称为节点。n 2. 2. 分支分支 两节点间的连线，也叫风道。在风网图上，用单线表示分支。其方两节点间的连线，也叫风道。在风网图上，用单线表示分支。其方向即为风流的方向，箭头由始节点指向末节点。向即为风流的方向，箭头由始节点指向末节点。n 3 3路路 由若干方向相同的分支首尾相接而成的线路，即某一分支的末节点由若干方向相同的分支首尾相接而成的线路，即某一分支的末节点是下一分支的始节点。是下一分支的始节点。n4 4回路和网孔回路和网孔 由若干方向并不都相同的分支所构成的闭合线路，其中有分支者由若干方向并不都相同的分支所构成的闭合线路，其中有分支者叫回路，无分支者叫网孔。叫回路，无分
3、支者叫网孔。n5 5假分支假分支 风阻为零的虚拟分支。一般是指通风机出口到进风井口虚拟的一风阻为零的虚拟分支。一般是指通风机出口到进风井口虚拟的一段分支。段分支。n6 6生成树生成树 包含风网中全部节点而不构成回路或网孔的一部分分支构成的图包含风网中全部节点而不构成回路或网孔的一部分分支构成的图形。每一种风网都可选出若干生成树。形。每一种风网都可选出若干生成树。n7. 7. 弦弦 在任一风网的每棵树中，每增加一个分支就构成一个独立回路或网在任一风网的每棵树中，每增加一个分支就构成一个独立回路或网孔，这种分支叫做弦孔，这种分支叫做弦( (余树弦余树弦) )。6.2 6.2 风网的形式与绘制风网的
4、形式与绘制通风网络联结形式很复杂，基本联结形式分为：通风网络联结形式很复杂，基本联结形式分为：n串联通风网络串联通风网络n并联通风网络并联通风网络n角联通风网络角联通风网络n复杂联结通风网络复杂联结通风网络6.2.1 6.2.1 串联通风网络串联通风网络 由两条或两条以上的分支彼此首尾相联，中间没有分叉的线路叫做由两条或两条以上的分支彼此首尾相联，中间没有分叉的线路叫做串联风路串联风路。 二条或二条以上的分支自风流二条或二条以上的分支自风流能量相同的节点分开到能量相同能量相同的节点分开到能量相同的节点汇合，形成一个或几个网的节点汇合，形成一个或几个网孔的总回路叫做并联风网。如右孔的总回路叫做并
5、联风网。如右图所示。图所示。6.2.2 6.2.2 并联通风网络并联通风网络 在简单并联风网的始节点和末节点之间有一条或几条风路贯通的在简单并联风网的始节点和末节点之间有一条或几条风路贯通的风网叫做角联风网。贯通的分支习惯叫做对角分支。单角联风网只有风网叫做角联风网。贯通的分支习惯叫做对角分支。单角联风网只有一条对角分支，多角联风网则有两条或两条以上的对角分支。一条对角分支，多角联风网则有两条或两条以上的对角分支。6.2.3 6.2.3 角联通风网络角联通风网络 由串联、并联、角联和更复杂的联结方式所组成的通风由串联、并联、角联和更复杂的联结方式所组成的通风网路，统称为复杂通风网路。网路，统称
6、为复杂通风网路。6.2.4 6.2.4 复杂联结通风网络复杂联结通风网络复杂风网6.3 6.3 风量分配基本规律风量分配基本规律风流在通风网络内流动时，除服从风流在通风网络内流动时，除服从能量守恒方程能量守恒方程（伯（伯努利方程）外，还遵守以下规律：努利方程）外，还遵守以下规律： 风量平衡定律风量平衡定律风压平衡定律风压平衡定律阻力定律阻力定律6.3.1 6.3.1 风量平衡定律风量平衡定律单位时间内流入一个节点的空气质量单位时间内流出该节点的空单位时间内流入一个节点的空气质量单位时间内流出该节点的空气质量。气质量。由于矿井空气不压缩，故可用空气的体积流量由于矿井空气不压缩，故可用空气的体积流
7、量( (即风量即风量) )来代替空气来代替空气的质量流量。的质量流量。在通风网络中，流进节点或闭合回路的风量流出节点或闭合回路在通风网络中，流进节点或闭合回路的风量流出节点或闭合回路的风量，即任一节点或闭合回路的风量代数和为零。的风量，即任一节点或闭合回路的风量代数和为零。对于流进节点的情况：对于流进节点的情况：6.3.1 风量平衡定律风量平衡定律对于流进闭合回路的情况：对于流进闭合回路的情况：6.3.1 风量平衡定律风量平衡定律 把上面的式子写成一般的数学式：把上面的式子写成一般的数学式：n 上式表明；流入节点、回路或网孔的风量与流出节点、回路上式表明；流入节点、回路或网孔的风量与流出节点、
8、回路或网孔的风量的代数和等于零。一般取流入的风量为正，流出的或网孔的风量的代数和等于零。一般取流入的风量为正，流出的风量为负。风量为负。6.3.1 风量平衡定律风量平衡定律 在任一闭合回路中，无扇风机工作时，各巷道风压降的代数和为在任一闭合回路中，无扇风机工作时，各巷道风压降的代数和为零。即顺时针的风压降等于反时针的风压降。有扇风机工作时，各巷道零。即顺时针的风压降等于反时针的风压降。有扇风机工作时，各巷道风压降的代数和等于扇风机风压与自然风压之和。风压降的代数和等于扇风机风压与自然风压之和。 风压平衡定律风压平衡定律n 该式表明：回路或网孔中，不同方向的风流风压或阻力的代数和等该式表明：回路
9、或网孔中，不同方向的风流风压或阻力的代数和等于零。一般取顺时针方向的风压为正，逆时针方向的风压为负。于零。一般取顺时针方向的风压为正，逆时针方向的风压为负。由右图得：由右图得：一般形式为：一般形式为： 风压平衡定律风压平衡定律n上式即风压平衡定律，其意义为对于任一个网孔或者回路而言，其上式即风压平衡定律，其意义为对于任一个网孔或者回路而言，其风压的代数和与作用在其上的机械风压和自然风压之差值为零。风压的代数和与作用在其上的机械风压和自然风压之差值为零。n 上式的适用条件是：取顺时针风流方向风压为正；网孔或回路中的上式的适用条件是：取顺时针风流方向风压为正；网孔或回路中的机械风压和自然风压的作用
10、方向都是顺时针方向为负；逆时针方向相反。机械风压和自然风压的作用方向都是顺时针方向为负；逆时针方向相反。 风压平衡定律风压平衡定律 如图所示矿井，平峒口如图所示矿井，平峒口l l和进风井口和进风井口2 2的标高差的标高差Z Zm m；风道；风道2-32-3和和1-31-3构成敞开并联风网。在构成敞开并联风网。在2-32-3风道上的辅助通风机，风压风道上的辅助通风机，风压h hf f作用方向和顺时作用方向和顺时针方向一致；针方向一致；l l和和2 2两点的地表大气压力分别为两点的地表大气压力分别为P P0 0和和P P0 0，1 1和和2 2两点高差间两点高差间的地表空气密度平均值为的地表空气密
11、度平均值为，进风井内的空气密度平均值为，进风井内的空气密度平均值为，则：，则： 风压平衡定律风压平衡定律n据风流能量方程据风流能量方程 ，得平峒，得平峒1-31-3段的风压为：段的风压为：式中，式中，P P3 3、h hv3v3分别是分别是3 3点的绝对静压和速压。点的绝对静压和速压。n风路风路2-32-3段的风压是风道段的风压是风道2-22-2和和3-33-3段的风压之和，即：段的风压之和，即： 风压平衡定律风压平衡定律式中：式中： P P2 2和和P P3 3 分别是辅助通风机进风口分别是辅助通风机进风口22和出风口和出风口33的的绝对静压；绝对静压； h hv2v2和和h hv3v3分别
12、是辅助通风机进风口和出风口的速压。分别是辅助通风机进风口和出风口的速压。 风压平衡定律风压平衡定律因：则：即： 风压平衡定律风压平衡定律n因敞开并联风网内的自然风压是：n因： 或n一般形式为： 风压平衡定律风压平衡定律6.3.3 6.3.3 阻力定律阻力定律风流在通风网络中流动，绝大多数属于完全紊流状态，遵守阻力定律，即：hi=RiQi2式中：hi巷道的风压降； Ri巷道的风阻； Qi通风巷道的风量。6.4 6.4 风网参数计算风网参数计算n串联通风网路n并联通风网路n简单角联通风网路n复杂风网6.4.1 6.4.1 串联网路串联网路 串联风路串联风路。6.4.1 6.4.1 串联网路串联网路
13、n 1 1、风量关系式、风量关系式：Q Q0 0=Q=Q1 1=Q=Q2 2=Q=Q3 3=Q=Qn n上式表明：串联风路的总风量等于各条分支的风量。上式表明：串联风路的总风量等于各条分支的风量。n2 2、风压关系式、风压关系式：h h0 0=h=h1 1+h+h2 2+h+h3 3+h+hn n上式表明：串联风路的总风压等于其中各条分支的风压之和。上式表明：串联风路的总风压等于其中各条分支的风压之和。n3 3、风阻关系式、风阻关系式：R R0 0=R=R1 1+R+R2 2+R+R3 3+R+Rn n上式表明：串联风路的总风阻等于其中各条分支的风阻之和。上式表明：串联风路的总风阻等于其中各条
14、分支的风阻之和。6.4.2 6.4.2 并联网路并联网路n1 1、风量关系式、风量关系式：n Q Q0 0=Q=Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+Q+Qn n 上式表明：并上式表明：并联风路的总风量等于各分支的风量之和。联风路的总风量等于各分支的风量之和。n2 2、风压关系式：、风压关系式：n h h0 0=h=h1 1=h=h2 2=h=h3 3=h=hn n 上式表明：上式表明： 并联风路的总风压等于各分支的风压。并联风路的总风压等于各分支的风压。3 3、风阻关系式、风阻关系式 因为：因为： 代入并联风路的风量关系式，根据风压关系得代入并联风路的风量关系式，根据风压关系得 式中，式中，
15、m m为为1 1到到n n条风路中的某一条风路。条风路中的某一条风路。 上式表明，上式表明，并联风路的总风阻和各条分支的风阻成复杂的繁分数关并联风路的总风阻和各条分支的风阻成复杂的繁分数关系系。对于简单并联风网。对于简单并联风网( (n n2 2) )，有：，有：6.4.2 6.4.2 并联网路并联网路4 4、自然分配风量的计算、自然分配风量的计算 因因h hh hm m，即，即RQRQ2 2=R=Rm mQ Qm m2 2在简单并联风网中，第一和第二条分支在简单并联风网中，第一和第二条分支的自然分配风量的计算式分别为：的自然分配风量的计算式分别为：6.4.2 串并联比较串并联比较n在任何一个
16、矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。在矿井在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。在矿井的进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并联风网。并联风的进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并联风网。并联风网的优点：网的优点：n (1)从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联风网具有从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联风网具有明显的优点。明显的优点。n (2)在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。总风阻。6.4.2 串并联比较串并联比较 例如：若例如：若R R1 1=R=R2 2=0.
17、04 kg/m=0.04 kg/m7 7， 串联：串联：R Rs s= R= R1 1+ R+ R2 2= 0.08 kg/m= 0.08 kg/m7 7 并联：并联： R Rs s：R Rs2s2: :在相同风量下，串联的能耗为并联的在相同风量下，串联的能耗为并联的8 8倍。倍。1R1R22112R1R26.4.3 6.4.3 简单角联网路简单角联网路 如图所示：在单角联风网中，对角分支如图所示：在单角联风网中，对角分支5 5的风流方向，随着其它四的风流方向，随着其它四条分支的风阻值条分支的风阻值R R1 1、R R2 2、R R3 3、R R4 4的变化，而有以下三种变化：的变化，而有以下
18、三种变化：n当风量当风量Q Q5 5向上流时，由风压平衡定律向上流时，由风压平衡定律h hl lhh2 2，h h3 3hh4 4；由风量平衡定律；由风量平衡定律Q Q1 1QQQ4 4。 则：则：R R1 1Q Q1 12 2RR2 2Q Q2 22 2 R R1 1Q Q1 12 2RR2 2Q Q4 42 2 R R3 3Q Q3 32 2 R R4 4Q Q4 42 2 R R3 3Q Q1 12 2 R 1K1，便可判，便可判定定Q Q5 5向上流，如得向上流，如得K1K1K1，而且，而且K K值越大，值越大，Q Q5 5向上流就越稳定。故可根据实际情况，采取加向上流就越稳定。故可根
19、据实际情况，采取加大大R1R1或或R4R4，减少，减少R R2 2或或R R3 3的技术措施，并不断进行调整，使的技术措施，并不断进行调整，使K K始终保始终保持最大的合理值，以保证持最大的合理值，以保证Q Q5 5的方向和数量始终稳定。的方向和数量始终稳定。6.4.3 简单角联网路6.4.4 6.4.4 复杂风网复杂风网n 新风在被送到各用风地点之前，以及各用风地点用过的回风，都新风在被送到各用风地点之前，以及各用风地点用过的回风，都要经过许多风路，这些风路有时形成复杂风网。在风速不超限的条件要经过许多风路，这些风路有时形成复杂风网。在风速不超限的条件下，这些复杂风网中各条分支通过的风量任其
20、自然分配，需通过计算下，这些复杂风网中各条分支通过的风量任其自然分配，需通过计算确定。确定。n 计算复杂风网中自然分配风量的目的，主要是为了掌握复杂风网计算复杂风网中自然分配风量的目的，主要是为了掌握复杂风网的通风总阻力和总风阻，其次是为了验算各风道的风速是否符合的通风总阻力和总风阻，其次是为了验算各风道的风速是否符合规规程程的规定。的规定。n N = M+N = M+（J-1J-1） 6.4.4 6.4.4 复杂风网复杂风网 原理 依据风量平衡定律、风压平衡定律、阻力定律 方法 回路法 假设风网中每一回路内各分支的风向和风量开始，逐渐修正风量，使之满足风压平衡定律。 节点法 假设风网中每一回
21、路内各分支节点压力值开始，逐渐修正压力分布，使之满足风量平衡定律。6.4.4 6.4.4 复杂风网复杂风网基本思路基本思路：初拟风网中各回路风量：初拟风网中各回路风量(如如q1 q2 q3)，使其满足风网中，使其满足风网中节点风量平衡定律，然后利用风压平衡定律对其逐一进行修正，节点风量平衡定律，然后利用风压平衡定律对其逐一进行修正，从而得各分支假设风量，经过迭代计算修正，各回路风压逐渐从而得各分支假设风量，经过迭代计算修正，各回路风压逐渐趋于平衡，这样各分支风量逐渐接真实值。趋于平衡，这样各分支风量逐渐接真实值。ABCDEFq2q1q3Hf6.4.4 6.4.4 复杂风网复杂风网n1.1.改进
22、的斯考德恒斯雷试算法回路法改进的斯考德恒斯雷试算法回路法n 回路风量回路风量：把风流在风网中的流动看成是在一些互不重复的：把风流在风网中的流动看成是在一些互不重复的独立的闭合回路中各有一定的风量在循环，这种风量称为回路风独立的闭合回路中各有一定的风量在循环，这种风量称为回路风量。量。n如图：回路如图：回路ABDEF(ABDEF(风量风量q1)q1)、BCDB(q2)BCDB(q2)、CED(q3)CED(q3)n 独立分支独立分支：只属于一个回路的分支。反之，为非独立分支。：只属于一个回路的分支。反之，为非独立分支。且满足：且满足：独立分支独立分支(M)(M)分支总数分支总数(N)(N)节点数
23、节点数(J)(J)n 如：如：BCBC、CECE、EFABEFAB独立分支，独立分支，BDBD、DEDE、CDCD非独立分支非独立分支6.4.4 6.4.4 复杂风网复杂风网 回路风量修正值（回路风量修正值（Q Q）：）： 回路中各分支阻力代数和，当分支流向与回路流向一致时，取回路中各分支阻力代数和，当分支流向与回路流向一致时，取“”，反，反之，取之，取“”。当回路中有当回路中有 Hf Hf 和和 Hn Hn 时：时：故分支风量为：故分支风量为：6.5 6.5 局部风量调节方法局部风量调节方法n增阻调节法n降阻调节法n增压调节法6.5.1 6.5.1 增阻调节法增阻调节法 增阻调节法：以并联网
24、路中增阻调节法：以并联网路中阻力大的风路的阻力值为基础，阻力大的风路的阻力值为基础，在各阻力较小的风路中增加局部在各阻力较小的风路中增加局部阻力（安装调节风门、窗），使阻力（安装调节风门、窗），使各条风路的阻力达到平衡，以保各条风路的阻力达到平衡，以保证各风路的风量按需供给。证各风路的风量按需供给。n1 1增阻调节的计算增阻调节的计算 有一并联风网，其中有一并联风网，其中R R1 10.8 Ns0.8 Ns2 2/m/m8 8 ，R R2 21.21.2NsNs2 2/m/m8 8。若总。若总风量风量Q Q3030m m3 3/s/s，则该并联风网中自然分配的风量分别为：，则该并联风网中自然分
25、配的风量分别为：则则 Q Q2 2Q QQ Q1 1=30=3016.5=13.5m16.5=13.5m3 3/s/s6.5.1 增阻调节法n 如按生产要求，如按生产要求，1 1分支的风量应为分支的风量应为QQ1 15 5m m3 3/s/s，2 2分支的风量应为分支的风量应为QQ2 22525m m3 3/s/s，显然自然分配的风量不符合要求，按上述风量要求，显然自然分配的风量不符合要求，按上述风量要求，两分支的阻力分别为：两分支的阻力分别为：n为保证按需供风，必须使两分支的风压平衡。为此，需在为保证按需供风，必须使两分支的风压平衡。为此，需在1 1分支的分支的回风段设置一调节风门，使它产生
26、一局部阻力回风段设置一调节风门，使它产生一局部阻力h hevev=h=h2 2h h1 1730Pa730Pa。6.5.1 增阻调节法n 调节风门的形式如右图所示，在风门或风墙的上部开一个面积可调节风门的形式如右图所示，在风门或风墙的上部开一个面积可调的矩形窗口，通过改变调节风门的开口面积来改变调节风门对风调的矩形窗口，通过改变调节风门的开口面积来改变调节风门对风流所产生的阻力流所产生的阻力h hw w，使，使h hw wh hevev730Pa730Pa。6.5.1 增阻调节法n 用下式计算调节风门的面积：用下式计算调节风门的面积： 或式中，式中，R Rw w调节风门的风阻，调节风门的风阻，
27、R Rw wh hw w/Q/Q2 2，NsNs2 2/m/m8 8 。n 上式的由来是：上式的由来是：h hw w主要是由于风流通过调节风门时，风流收缩主要是由于风流通过调节风门时，风流收缩到最小断面到最小断面S S2 2以后，又突然扩大到巷道断面以后，又突然扩大到巷道断面S S所造成的冲击损失。所造成的冲击损失。6.5.1 增阻调节法 根据水力学理论，这项损失可用下式表示：根据水力学理论，这项损失可用下式表示：n 式中式中 v v2 2风流通过调节风门后在最小收缩断面处的平均风速风流通过调节风门后在最小收缩断面处的平均风速m/sm/s； v v巷道内的平均风速，巷道内的平均风速，m/sm/
28、s； 空气的密度，空气的密度，kg/mkg/m3 3。 根据实验，风流通过调节风门时的速度变化具有以下比例关系：根据实验，风流通过调节风门时的速度变化具有以下比例关系：n式中式中 v v1 1风流在调节风门处的平均风速，风流在调节风门处的平均风速，m/sm/s。6.5.1 增阻调节法 设通过调节风门和巷道的风量为设通过调节风门和巷道的风量为Q Q，巷道断面积为，巷道断面积为S S，则上式变为：，则上式变为： 取取1.2kg/m1.2kg/m3 3，得：，得：6.5.1 增阻调节法 化简上式得：化简上式得： 在上例中，若在上例中，若1 1分支设置调节风门处的巷道断面分支设置调节风门处的巷道断面S
29、 S1 14 4m m2 2，则算，则算出调节风门的面积为：出调节风门的面积为： 即在即在1 1分支设置一个面积为分支设置一个面积为0.230.23m m2 2的调节风门就能保证的调节风门就能保证1 1和和2 2分分支都得到所需要的风量支都得到所需要的风量5 5和和2525m m3 3/s/s。6.5.1 增阻调节法2 2增阻调节的分析增阻调节的分析1) 1) 增阻调节使风网总风阻增加，在一定条件下可能达不到风量调节增阻调节使风网总风阻增加，在一定条件下可能达不到风量调节的预期效果。的预期效果。 如右图所示，已知主要通风机如右图所示，已知主要通风机风压曲线风压曲线I I和两分支的风阻曲线和两分
30、支的风阻曲线R R1 1、R R2 2，并联风网的总风阻曲线，并联风网的总风阻曲线R R。R R与与I I交点交点a a即为主要通风机的工作即为主要通风机的工作点，自点，自a a作垂线和横坐标相交，得作垂线和横坐标相交，得出矿井总风量出矿井总风量Q Q。从。从a a作水平线和作水平线和R R1 1、R R2 2交于交于b b、c c两点，由这两点作两点，由这两点作垂线分别得两风路的风量垂线分别得两风路的风量Q Q1 1和和Q Q2 2。如在如在1 1风路中安设一风阻为风路中安设一风阻为R Rw w的调节风门，则该风路的总风阻的调节风门，则该风路的总风阻为为R R1 1R R1 1R Rw w。
31、在图上绘出。在图上绘出R R1 1曲线，并绘出曲线，并绘出R R1 1和和R R2 2并联的风阻并联的风阻曲线曲线RR。由。由RR与与I I的交点的交点aa得得出调节后的矿井总风量出调节后的矿井总风量QQ。由。由aa作水平线交作水平线交R R1 1和和R R2 2于于bb和和cc，自这两点得出风量分别为，自这两点得出风量分别为Q Q1 1和和Q Q2 2。 6.5.1 增阻调节法 当风机性能不变时，由于矿井总当风机性能不变时，由于矿井总风阻增加，使总风量减少，其减少值风阻增加，使总风量减少，其减少值为为QQQ QQQ，安装调节风门的分支，安装调节风门的分支中风量也减少，其减少值为中风量也减少，
32、其减少值为QQ1 1Q Q1 1Q Q1 1 ；另一分支风量增加，其增加值；另一分支风量增加，其增加值为为QQ2 2Q Q2 2 Q Q2 2。显然减少的多，增。显然减少的多，增加的少，其差值就等于总风量的减少加的少，其差值就等于总风量的减少值，即值，即Q=QQ=Q1 1QQ2 2。6.5.1 增阻调节法2) 总风量的减少值与主要通风机性能曲线的陡缓有关。 如右图所示，如右图所示，I I为轴流式通为轴流式通风机的风压曲线，风机的风压曲线，为离心式通为离心式通风机的风压曲线。风机的风压曲线。R R、RR为调节为调节前后的风阻曲线，与前后的风阻曲线，与I I、分别交分别交于于a a、b b和和aa
33、、bb；从而得出总；从而得出总风量的减少值风量的减少值QQ和和QQ。从图。从图中看出，中看出，QQQQ，表明扇风机，表明扇风机的风压曲线愈陡，总风量的减少的风压曲线愈陡，总风量的减少值愈小，反之则愈大。值愈小，反之则愈大。3) 3) 增阻调节有一定的范围，超出这范围可能达不到调节的目增阻调节有一定的范围，超出这范围可能达不到调节的目的。的。 在上页图中，若主要通风机在上页图中，若主要通风机性能曲线不变，且取性能曲线不变，且取 R R1 10.59Ns0.59Ns2 2/m/m8 8， R R2 2=1.64Ns=1.64Ns2 2/m/m8 8 。 当不断改变调节风门风阻当不断改变调节风门风阻
34、R Rw w时，可以得到并联风路中各分时，可以得到并联风路中各分支对应的风量及其变化，如右支对应的风量及其变化，如右图。图。6.5.1 增阻调节法3.3.使用增阻调节法的注意事项使用增阻调节法的注意事项n 1) 1) 调节风门应尽量安设在回风巷道中，以免妨碍运输。当非安设调节风门应尽量安设在回风巷道中，以免妨碍运输。当非安设在运输巷道不可时，则可采取多段调节，即用若干个面积较大的调节风在运输巷道不可时，则可采取多段调节，即用若干个面积较大的调节风门来代替一个面积较小的调节风门。门来代替一个面积较小的调节风门。6.5.1 增阻调节法n2) 2) 在复杂的风网中，要注意调节风门位置的选择，防止重复
35、设在复杂的风网中，要注意调节风门位置的选择，防止重复设置，避免增大风压和电耗。置，避免增大风压和电耗。6.5.1 增阻调节法4.4.增阻调节法的优缺点与适用条件增阻调节法的优缺点与适用条件优点优点：简便易行，是采区内巷道间的主要调节措施。：简便易行，是采区内巷道间的主要调节措施。 缺点：缺点：使矿井的总风阻增加，若风机风压曲线不变，势必造成矿井使矿井的总风阻增加，若风机风压曲线不变，势必造成矿井总风量下降，要想保持总风量不减，就得提高风压，增加通风电力费用。总风量下降，要想保持总风量不减，就得提高风压，增加通风电力费用。 因此，在安排产量和布置巷道时，尽量使网孔中各风路的阻力不要因此，在安排产
36、量和布置巷道时，尽量使网孔中各风路的阻力不要相差太悬殊，以避免在通过风量较大的主要风路中安设调节风门。相差太悬殊，以避免在通过风量较大的主要风路中安设调节风门。 6.5.1 增阻调节法6.5.2 6.5.2 降阻调节法降阻调节法降阻调节法与增阻调节法相反，它是以并联网路中阻力较小风路的降阻调节法与增阻调节法相反，它是以并联网路中阻力较小风路的阻力值为基础，使阻力较大的风路降低风阻，以达到并联网路各风路的阻阻力值为基础，使阻力较大的风路降低风阻，以达到并联网路各风路的阻力平衡。力平衡。巷道中的风阻包括摩擦风阻和局部风阻。当局部风阻较大时，应首先巷道中的风阻包括摩擦风阻和局部风阻。当局部风阻较大时
37、，应首先降低局部风阻；当局部风阻较小摩擦风阻较大时，则应降低摩擦风阻。降降低局部风阻；当局部风阻较小摩擦风阻较大时，则应降低摩擦风阻。降低摩擦风阻的主要方法是扩大巷道断面或改变支架类型（即改变摩擦阻力低摩擦风阻的主要方法是扩大巷道断面或改变支架类型（即改变摩擦阻力系数）。系数）。1. 1. 降阻调节的计算降阻调节的计算如图并联风网，两巷道的风阻分别为如图并联风网，两巷道的风阻分别为R R1 1和和R R2 2，所需风量为，所需风量为Q Q1 1和和Q Q2 2，则两巷道的阻力分别为：则两巷道的阻力分别为： h h1 1R R1 1Q Q1 12 2，h h2 2R R2 2Q Q2 22 2如
38、果如果h h1 1hh2 2，则以，则以h h2 2为依据，把为依据，把h h1 1减到减到h h1 1，为此须将，为此须将R R1 1降到降到R R1 1，即：即：h h1 1R R1 1QQ1 12 2 h h2 2， 其中：其中： 6.5.2 降阻调节法 摩擦阻力公式：摩擦阻力公式： 降阻的主要办法是扩大巷道的断面。如把巷道全长降阻的主要办法是扩大巷道的断面。如把巷道全长L L(m)(m)的断面扩大的断面扩大到到S S1 1，则，则式中，式中，1 1巷道巷道1 1扩大后的摩擦阻力系数，扩大后的摩擦阻力系数，NsNs2 2/m/m4 4; ; U U1 1巷道巷道1 1扩大后的周界，随断面
39、大小和形状而变。扩大后的周界，随断面大小和形状而变。6.5.2 降阻调节法CC决定于巷道断面形状的系数，决定于巷道断面形状的系数， 对梯形巷道：对梯形巷道：C C4.034.034.284.28； 对三心拱巷道：对三心拱巷道：C C3.83.84.064.06； 对半圆拱巷道，对半圆拱巷道，C C3.783.784.114.11。由上式得到巷道由上式得到巷道1 1扩大后的断面积为：扩大后的断面积为：6.5.2 降阻调节法 如果所需降阻的数值不大，而且客观上又无法采用扩大巷道断面如果所需降阻的数值不大，而且客观上又无法采用扩大巷道断面的措施时，可改变巷道壁面的平滑程度或支架型式，以减少摩擦阻力的
40、措施时，可改变巷道壁面的平滑程度或支架型式，以减少摩擦阻力系数来调节风量。改变后的摩擦阻力系数可用下式计算：系数来调节风量。改变后的摩擦阻力系数可用下式计算：6.5.2 降阻调节法2. 2. 降阻调节的分析降阻调节的分析降阻调节的优点是使矿井总风阻减少。若风机风压曲线不变，调节降阻调节的优点是使矿井总风阻减少。若风机风压曲线不变，调节后，矿井总风量增加。降阻调节多在矿井产量增大、原设计不合理、主后，矿井总风量增加。降阻调节多在矿井产量增大、原设计不合理、主要巷道年久失修的情况下，用来降低主要风流中某一段巷道的阻力。要巷道年久失修的情况下，用来降低主要风流中某一段巷道的阻力。一般，当所需降低的阻
41、力值不大时，应首先考虑减少局部阻力。另一般，当所需降低的阻力值不大时，应首先考虑减少局部阻力。另外，也可在阻力大的巷道旁侧开掘并联巷道。在一些老矿中，应注意利外，也可在阻力大的巷道旁侧开掘并联巷道。在一些老矿中，应注意利用废旧巷道供通风用。用废旧巷道供通风用。6.5.2 降阻调节法6.5.3 6.5.3 增压调节法增压调节法1. 1. 增压调节的计算增压调节的计算 如图所示，一采区和二采区所需要的风量分别为如图所示，一采区和二采区所需要的风量分别为27.0727.07和和34.734.7m m3 3/s/s，风阻分别为风阻分别为0.690.69和和1.271.27NsNs2 2/m/m8 8。
42、要使一、二采区得到所需的风量，两。要使一、二采区得到所需的风量，两采区将分别产生采区将分别产生505.6505.6PaPa、 1529.21529.2PaPa的阻力。总进风段的阻力。总进风段1-21-2的风阻为的风阻为0.230.23NsNs2 2/m/m8 8，通过，通过61.7761.77m m3 3/s/s的总风量时，将产生的总风量时，将产生877.6877.6PaPa的阻力，总的阻力，总回风段回风段3-43-4的风阻为的风阻为0.020.02NsNs2 2/m/m8 8，则产生，则产生76.376.3PaPa的阻力。主要通风机附的阻力。主要通风机附近的漏风量为近的漏风量为6.836.8
43、3m m3 3/s/s，通过主要通风机的风量为，通过主要通风机的风量为68.668.6m m3 3/s/s。6.5.3 增压调节法 如果采用增加风压的调节方法，如果采用增加风压的调节方法，在阻力较大的二采区内安设辅助通在阻力较大的二采区内安设辅助通风机的方法有：风机的方法有： n1)1)选择合适的辅助通风机，但选择合适的辅助通风机，但不调整主要通风机的风压曲线。不调整主要通风机的风压曲线。 如图所示，主要通风机是如图所示，主要通风机是70B2-2170B2-21型、型、2424号、号、600600r/minr/min的轴流式通风机，的轴流式通风机，动轮叶片安装角度是动轮叶片安装角度是27.52
44、7.5，静风，静风压特性曲线是压特性曲线是曲线，这时风机的曲线，这时风机的工作点是工作点是a a点。点。6.5.3 增压调节法 两个并联采区以外，总进风段和总回风段总阻力为：两个并联采区以外，总进风段和总回风段总阻力为：h h1-21-2h h3-43-4877.6+76.3877.6+76.3953.9Pa953.9Pa 当矿井的自然风压很小或可忽略不计时，主要通风机能够供给两个当矿井的自然风压很小或可忽略不计时，主要通风机能够供给两个并联采区使用的剩余风压为：并联采区使用的剩余风压为：h hfafa(h(h1-21-2h h3-43-4) )15191519953.9953.9565.15
45、65.1 Pa Pa 二采区按需通过二采区按需通过34.7m3/s34.7m3/s的风量时，其阻力是的风量时，其阻力是1529.21529.2PaPa。这个数值。这个数值超出主要通风机能够供给这个采区使用的剩余风压，故需在这个采区内超出主要通风机能够供给这个采区使用的剩余风压，故需在这个采区内安置一台合适的辅助通风机。安置一台合适的辅助通风机。6.5.3 增压调节法 这台辅助通风机要按以下两个数值来选择：这台辅助通风机要按以下两个数值来选择： 通过辅助通风机的风量为二采区的风量：通过辅助通风机的风量为二采区的风量：Q Qafaf34.7m34.7m3 3/s/s 辅助通风机的全风压：辅助通风机
46、的全风压：h haftaft1529.21529.2565.1964565.1964PaPa 它的全风压特性曲线应通过或大于这两个数值所构成的工作点它的全风压特性曲线应通过或大于这两个数值所构成的工作点b b。一。一采区按需通过采区按需通过27.07m3/s27.07m3/s的风量时，其阻力是的风量时，其阻力是505.6505.6PaPa，这个数值小于，这个数值小于主要通风机能够供给这个采区使用的剩余风压，即主要通风机能够供给这个采区使用的剩余风压，即565.1565.1505.6505.659.559.5PaPa。 在此情况下，还要在一采区的回风流中安设调节风门，使它能够产在此情况下，还要在
47、一采区的回风流中安设调节风门，使它能够产生生59.559.5PaPa的阻力。的阻力。n2) 2) 选择合适的辅助通风机，同时调整主要通风机的风压曲线。在选择合适的辅助通风机，同时调整主要通风机的风压曲线。在二采区安设一台辅助通风机。二采区安设一台辅助通风机。 通过辅助通风机的风量通过辅助通风机的风量 Q Qafaf34.734.7m m3 3/s/s 辅助通风机的全风压辅助通风机的全风压 h haftaft1529.21529.2505.6505.61023.61023.6PaPa 同时要调整主要通风机的静风压特性曲线，使它通过以下两个同时要调整主要通风机的静风压特性曲线，使它通过以下两个数值
48、所构成的工作点：数值所构成的工作点： 主要通风机的风量主要通风机的风量 Q Qafaf68.668.6m m3 3/s/s 主要通风机的静风压主要通风机的静风压 h hfsfs953.9953.9505.6505.61459.51459.5PaPa 6.5.3 增压调节法这两种选择辅助通风机的方法中，后一方法虽然辅助通风机所需功这两种选择辅助通风机的方法中，后一方法虽然辅助通风机所需功率较大，但主要通风机所需功率较小，比前种方法要经济。需要注意的率较大，但主要通风机所需功率较小，比前种方法要经济。需要注意的是辅助通风机和主要通风机有着串联运转的关系，因此选择辅助通风机是辅助通风机和主要通风机有
49、着串联运转的关系，因此选择辅助通风机不能孤立进行，必须和主要通风机紧密配合。不能孤立进行，必须和主要通风机紧密配合。6.5.3 6.5.3 增压调节法增压调节法2 2选择、安装和使用辅助通风机的注意事项选择、安装和使用辅助通风机的注意事项 1 1）在选择辅助通风机时，必须根据辅助通风机服务期限以内通风）在选择辅助通风机时，必须根据辅助通风机服务期限以内通风最困难时的风量、风阻和风压等数值进行计算。最困难时的风量、风阻和风压等数值进行计算。 2 2）为了保证新鲜风流通过辅助通风机而又不致妨碍运输，一般把）为了保证新鲜风流通过辅助通风机而又不致妨碍运输，一般把辅助通风机安设在进风流的绕道中，但在巷
50、道中至少安设两道自动风门，辅助通风机安设在进风流的绕道中，但在巷道中至少安设两道自动风门，其风门的间距必须大于一列车的长度，风门须向压力大的方向开启。其风门的间距必须大于一列车的长度，风门须向压力大的方向开启。6.5.3 增压调节法3）辅助通风机停止运转时，必须立即打开巷道中的自动风门，辅助通风机停止运转时，必须立即打开巷道中的自动风门，以便利用主要通风机单独通风。以便利用主要通风机单独通风。 4 4）主要通风机停止运转时，辅助通风机也应立即停止运转，同）主要通风机停止运转时，辅助通风机也应立即停止运转，同时打开自动风门，以免发生相邻采区风流逆转、循环风再流入辅扇；时打开自动风门，以免发生相邻
51、采区风流逆转、循环风再流入辅扇；此时还需根据具体情况，采取相应的安全措施。此时还需根据具体情况，采取相应的安全措施。 5 5）重新开动辅助通风机以前，应检查附近）重新开动辅助通风机以前，应检查附近2020m m以内的瓦斯浓度，以内的瓦斯浓度，只有在不超过规定时，才允许开动辅助通风机。只有在不超过规定时，才允许开动辅助通风机。 6 6）在采空区附近的巷道中安置辅助通风机时，要选择合适的位）在采空区附近的巷道中安置辅助通风机时，要选择合适的位置，否则，有可能产生通过采空区的循环风或漏风，加速采空区的煤置，否则，有可能产生通过采空区的循环风或漏风，加速采空区的煤炭自燃。炭自燃。6.5.3 增压调节法
52、随着通风状况不断发展变化，每隔一定时间，必须，调节主要通随着通风状况不断发展变化，每隔一定时间，必须，调节主要通风机和辅助通风机的工作点，使之相互配合。风机和辅助通风机的工作点，使之相互配合。 辅助通风机运转时，使得进风路上的风流能量降低，出风路上的风辅助通风机运转时，使得进风路上的风流能量降低，出风路上的风流能量提高。如果辅助通风机的能力过大，就有可能使流能量提高。如果辅助通风机的能力过大，就有可能使3 3点空气的能量点空气的能量同同2 2点空气的能量接近、相等，甚至超过。此时一采区将出现风量不足，点空气的能量接近、相等，甚至超过。此时一采区将出现风量不足，没有风流，甚至发生逆转。以上三种现
53、象都是安全生产所不允许的。若没有风流，甚至发生逆转。以上三种现象都是安全生产所不允许的。若一旦出现上述情况时，其应急措施就是迅速增加二采区的风阻。一旦出现上述情况时，其应急措施就是迅速增加二采区的风阻。6.5.3 增压调节法3 3增压调节法的优缺点及适用条件增压调节法的优缺点及适用条件n 与降阻调节法比较与降阻调节法比较优点：在阻力较大的风路中安装辅助通风机，无需调节主风机而优点：在阻力较大的风路中安装辅助通风机，无需调节主风机而使得风量增大，相当于主要通风机对这条风路的工作风阻下降，这点使得风量增大，相当于主要通风机对这条风路的工作风阻下降，这点和降阻调节法很类似，但比降阻调节法施工快而且方
54、便。和降阻调节法很类似，但比降阻调节法施工快而且方便。缺点：管理工作较复杂，安全性比较差。缺点：管理工作较复杂，安全性比较差。6.5.3 增压调节法 与增阻调节法比较：与增阻调节法比较：优点：使主要通风机的电力费降低很多，服务时间又长时，比较优点：使主要通风机的电力费降低很多，服务时间又长时，比较经济。经济。 缺点：管理工作比较复杂，安全性比较差，施工比较困难。缺点：管理工作比较复杂，安全性比较差，施工比较困难。 适用条件：并联风网中各条风路的阻力相差比较悬殊，主要通风适用条件：并联风网中各条风路的阻力相差比较悬殊，主要通风机风压满足不了阻力较大的风路，不能采用增阻调节法，而采用降阻调机风压满
55、足不了阻力较大的风路，不能采用增阻调节法，而采用降阻调节法又来不及时，可采用增压调节法。节法又来不及时，可采用增压调节法。6.5.3 增压调节法6.6 6.6 总风量调节总风量调节 在矿井开采过程中，由于矿井产量和开采条件不断变化，常常要在矿井开采过程中，由于矿井产量和开采条件不断变化，常常要求调节矿井总风量。矿井总风量调节的主要措施是改变主要通风机的求调节矿井总风量。矿井总风量调节的主要措施是改变主要通风机的工况点，其方法有：工况点，其方法有：n 改变主要通风机的特性曲线改变主要通风机的特性曲线n 改变主要通风机的工作风阻曲线改变主要通风机的工作风阻曲线6.6.1 6.6.1 改变主要通风机
56、特性曲线的调节法改变主要通风机特性曲线的调节法1. 1. 改变轴流式通风机动轮叶片的安装角度改变轴流式通风机动轮叶片的安装角度 轴流式通风机的特性曲线随着动轮叶片安装角的变化而变化。轴流式通风机的特性曲线随着动轮叶片安装角的变化而变化。 如某抽出式通风的矿井主要通风机是轴流式，当其动轮叶片安装角为如某抽出式通风的矿井主要通风机是轴流式，当其动轮叶片安装角为27.527.5时，静风压特性曲线是时，静风压特性曲线是II曲线。为了满足前期生产需要，该主要曲线。为了满足前期生产需要，该主要通风机的工作点为通风机的工作点为a a点。现因生产情况的变化，井巷通风的总阻力变为：点。现因生产情况的变化，井巷通
57、风的总阻力变为：h hfrfr1862Pa1862Pa；反对机械风压的自然风压为：；反对机械风压的自然风压为： h hn n9898PaPa； 通过主要通风机通过主要通风机的风量仍需的风量仍需68m68m3 3/s/s。 根据两数值找出风机的新工作点根据两数值找出风机的新工作点b b，将风机的动轮叶片安装角调整到，将风机的动轮叶片安装角调整到3030，其静压特性曲线由，其静压特性曲线由II调到调到I I，自自b b点得到这台风机的输入功率约点得到这台风机的输入功率约220220kWkW，用此数值来衡量现用电动机，用此数值来衡量现用电动机的能力是否够用，再由的能力是否够用，再由b b点得出其风点
58、得出其风机的静压效率是机的静压效率是0.640.64，b b点落在这台点落在这台风机特性曲线的合理工作范围内。风机特性曲线的合理工作范围内。 为了满足现阶段生产要求，该风机应根据以下两个数值进行调节：为了满足现阶段生产要求，该风机应根据以下两个数值进行调节：风机的风量风机的风量 Q Qf f6868m m3 3/s/s，风机的静风压：，风机的静风压：h hfsfs=h=hfrfrh hn n1960Pa1960Pa2. 2. 改变通风机的转数改变通风机的转数 转数愈大，通风机的风量和风压愈大。转数愈大，通风机的风量和风压愈大。 某压入式通风的矿井，其离心式通风某压入式通风的矿井，其离心式通风机
59、的全风压特性曲线为机的全风压特性曲线为，转数为，转数为n n (r/min)(r/min)。它和工作风阻曲线交于。它和工作风阻曲线交于MM点，点，产生产生Q Qf f (m(m3 3/s)/s)的风量和的风量和h hftft (Pa) (Pa)的全风的全风压。如果生产要求通风机应产生的风压为压。如果生产要求通风机应产生的风压为h hftft(Pa)(Pa)，通过的风量为，通过的风量为Q Qf f(m(m3 3/s)/s)。用比例。用比例定律可以求出新转数定律可以求出新转数n n，即：，即：6.6.1 改变主要通风机特性曲线的调节法改变主要通风机特性曲线的调节法画出新转数画出新转数n n的全风压
60、特性曲线的全风压特性曲线，它和风阻曲线，它和风阻曲线1 1的交点的交点M M即为即为新工作点。同时根据新转数的效率曲线和功率曲线，看新工作点是否新工作点。同时根据新转数的效率曲线和功率曲线，看新工作点是否落在合理工作范围内，并验算电动机的能力。落在合理工作范围内，并验算电动机的能力。该方法主要用于离心式通风机。它的具体做法是：如果通风机和该方法主要用于离心式通风机。它的具体做法是：如果通风机和电动机之间是间接传动的，可改变皮带轮直径的大小来增加转数，如电动机之间是间接传动的，可改变皮带轮直径的大小来增加转数，如果通风机和电动机之间是直接传动的，则改变电动机的转数或更换电果通风机和电动机之间是直
61、接传动的，则改变电动机的转数或更换电动机。动机。6.6.1 改变主要通风机特性曲线的调节法改变主要通风机特性曲线的调节法6.6.2 6.6.2 改变主要通风机工作风阻的调节法改变主要通风机工作风阻的调节法某矿抽出式风机是轴流风机，叶片某矿抽出式风机是轴流风机，叶片安装角为安装角为37.537.5，静风压特性曲线为，静风压特性曲线为曲线，工作点是曲线，工作点是a a点，工作风阻点，工作风阻R Rf f1107.41107.4(44.5)(44.5)2 20.56 0.56 NsNs2 2/m/m8 8，工作，工作风阻曲线为风阻曲线为l l曲线。该风机叶片最大安装曲线。该风机叶片最大安装角为角为4
62、040，其静压曲线为，其静压曲线为曲线。曲线。n 如果生产要求主要通风机通过如果生产要求主要通风机通过5050m m3 3/s/s的风量，则由风压曲线的风量，则由风压曲线只只能产生能产生1048.61048.6PaPa的静风压，不能满足原有风压的静风压，不能满足原有风压1107.41107.4PaPa。如果用降低。如果用降低主要通风机工作风阻的调节方法，就必须设法将其工作风阻降低到主要通风机工作风阻的调节方法，就必须设法将其工作风阻降低到R Rf f 1048.61048.650502 20.420.42NsNs2 2/m/m8 8。用这个数值画出风阻曲线。用这个数值画出风阻曲线2 2，使它通
63、过，使它通过工作点工作点b b，这时主要通风机的静压效率接近，这时主要通风机的静压效率接近0.60.6，输入功率约，输入功率约9696kWkW。n 如果不降低主要通风机的工作风阻，则工作点是如果不降低主要通风机的工作风阻，则工作点是c c点，此时主要通点，此时主要通风机只能通过风机只能通过4747m m3 3/s/s的风量，不能满足要求。所以，当该矿所要求的的风量，不能满足要求。所以，当该矿所要求的通风能力超过主要通风机最大潜力又无法采用其它调节法时，就得根通风能力超过主要通风机最大潜力又无法采用其它调节法时，就得根据据R Rf f 的数值用扩大井巷的断面，或开凿并联双巷，或增加进风井口等的数
64、值用扩大井巷的断面，或开凿并联双巷，或增加进风井口等方法把主要通风机的工作风阻降低。方法把主要通风机的工作风阻降低。n 如果主要通风机的风量大于实际所需要的风量时，可以增加如果主要通风机的风量大于实际所需要的风量时，可以增加主要通风机的工作风阻，使总风量下降。如后图所示，由于离心式主要通风机的工作风阻，使总风量下降。如后图所示，由于离心式通风机的功率是随着风量的减少而减少，主要通风机的工作风阻由通风机的功率是随着风量的减少而减少，主要通风机的工作风阻由R R增到增到RR时，其风量由时，其风量由Q Q降到降到QQ，主要通风机的输入功率则由，主要通风机的输入功率则由N N降到降到NN。所以，对于离
65、心式通风机可以利用设在风峒中的闸门进行调节。所以，对于离心式通风机可以利用设在风峒中的闸门进行调节。当所需风量变小时，可以放下闸门以增加风阻来减少风量。对于轴当所需风量变小时，可以放下闸门以增加风阻来减少风量。对于轴流式通风机，当所需风量变小时，可以把动轮叶片安装角调小，它流式通风机，当所需风量变小时，可以把动轮叶片安装角调小，它比增加工作风阻的方法，在电力消耗上要经济得多。比增加工作风阻的方法，在电力消耗上要经济得多。6.6.2 改变主要通风机工作风阻的调节法6.6.2 改变主要通风机工作风阻的调节法6.7 6.7 多台通风机联合运转的相互调节多台通风机联合运转的相互调节 采用多台风机联合运
66、转的矿井，各台风机之间，彼此采用多台风机联合运转的矿井，各台风机之间，彼此联系，相互影响。如果不注意在必要时进行各台风机相互联系，相互影响。如果不注意在必要时进行各台风机相互调节，就有可能使矿井通风的正常状况受到破坏，甚至严调节，就有可能使矿井通风的正常状况受到破坏，甚至严重影响安全生产。重影响安全生产。6.7.1 6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响多台通风机联合运转的相互影响 下图是某矿简化后的通风系统，各项实测的通风数据是：两翼风下图是某矿简化后的通风系统，各项实测的通风数据是：两翼风机的公风共路机的公风共路1-21-2的风阻的风阻R R1-21-20.050.05NsNs2 2/m
67、/m8 8西西翼翼主主要要通通风风机机的的专专用用风风路路2-32-3的的风风阻阻R R2-32-30.36Ns0.36Ns2 2/m/m8 8；西西翼翼风风机机叶叶片片角角度度是是3535，其其静静风风压压特特性性曲曲线线是是右右图图中中的的曲曲线线，这这台台风风机机的的风风量量Q QI I4040m m3 3/s/s，静静风风压压h hl l1058Pa1058Pa，风风机机的的工工作作风风阻阻为为：R RI I=1058/(40)=1058/(40)2=2=0.66Ns0.66Ns2 2/m/m8 8，工工况况点点为为a a点。点。6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响东东翼翼主主要要
68、通通风风机机的的专专用用风风路路2-42-4的的风风阻阻R R2-42-40.330.33NsNs2 2/m/m8 8；东东翼翼风风机机的的叶叶片片角角度度是是2525，其其静静风风压压特特性性曲曲线线是是右右图图中中的的曲曲线线，这这台台风风机机的的风风量量Q Q6060m m3 3/s/s，静静风风压压h h16661666PaPa，工工 作作 风风 阻阻 R R 1666/(60)1666/(60)2 20.460.46NsNs2 2/m/m8 8，工工作作风风阻阻曲曲线线是是R R曲曲线线，工作点为工作点为b b点。点。6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响在上述巳知条件下，按新的生
69、产计划要求，东翼的生产任务加大在上述巳知条件下，按新的生产计划要求，东翼的生产任务加大以后，由于瓦斯涌出量增加，东翼主要通风机的风量需增加到以后，由于瓦斯涌出量增加，东翼主要通风机的风量需增加到QQ90 90 m m3 3/s/s。这时，为了保证东翼的风量需增加到。这时，为了保证东翼的风量需增加到90 90 m m3 3/s/s( (为简便不计漏为简便不计漏风风) )，矿井的总进风量也要增加，公共风路，矿井的总进风量也要增加，公共风路1-21-2的阻力和东翼主要通风的阻力和东翼主要通风机专用风路机专用风路2-42-4的阻力都要变大，即风路的阻力都要变大，即风路1-21-2的阻力变为：的阻力变为
70、： hh1-21-2R R1-21-2(Q(QQQ) )2 20.05(40+90)0.05(40+90)2 2845Pa845Pa 风路风路2-42-4的阻力变为：的阻力变为： hh2-42-4R2-4(QR2-4(Q) )2 20.33(90)0.33(90)2 22673Pa2673Pa 因而东翼主要通风机的静风压因而东翼主要通风机的静风压( (为简便不计自然风压为简便不计自然风压) )变为：变为：hhhh1-21-2hh2-42-4845845267326733518Pa3518Pa6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响为此需要对东翼风机进行调整。当东翼主要通风机的叶片角度调为此需要
71、对东翼风机进行调整。当东翼主要通风机的叶片角度调整到整到4545时，静风压特性曲线为时，静风压特性曲线为 ，当主要通风机通过，当主要通风机通过90 m90 m3 3/s/s的风的风量时，产生量时，产生3518Pa3518Pa的静风压。能够满足需要。这时东翼主要通风机的的静风压。能够满足需要。这时东翼主要通风机的工作风阻则变为工作风阻则变为: : RR3518/9023518/9020.43 Ns0.43 Ns2 2/m/m8 8其工作风阻曲线是其工作风阻曲线是RR曲线，新工况点是曲线，新工况点是c c点。点。 6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响在上述东翼主要通风机特性曲线因加大风量而调整
72、的情况下，西翼在上述东翼主要通风机特性曲线因加大风量而调整的情况下，西翼主要通风机特性曲线是否可以因风量不改变而不需要调整主要通风机特性曲线是否可以因风量不改变而不需要调整? ? 如果西翼主要通风机特性曲线不调整，就成为东翼主要通风机用特如果西翼主要通风机特性曲线不调整，就成为东翼主要通风机用特性曲线性曲线和西翼主要通风机特性曲线和西翼主要通风机特性曲线联合运转对该矿进行通风。联合运转对该矿进行通风。 下面将讨论这种联合运转产生的影响。下面将讨论这种联合运转产生的影响。6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响n 先在后图上画出两主要通风机的特性曲线先在后图上画出两主要通风机的特性曲线和和，并根
73、据各风路，并根据各风路的风阻值画出的风阻值画出R R1-21-2、R R2-32-3和和R R2-42-4三条风阻曲线。三条风阻曲线。n 专用风路专用风路2-32-3的风量，就是西翼主要通风机的风量，而这条风路的阻的风量，就是西翼主要通风机的风量，而这条风路的阻力要由西翼主要通风机总风压中的一部分来克服。因此，可用力要由西翼主要通风机总风压中的一部分来克服。因此，可用和和R R2-32-3两两曲线按照曲线按照“在相同的风量下，风压相减在相同的风量下，风压相减”的转化原则，绘出西翼主要通的转化原则，绘出西翼主要通风机特性曲线风机特性曲线为风路为风路2-32-3服务以后的剩余特性曲线服务以后的剩余
74、特性曲线(又名转化曲线又名转化曲线) )。6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响 同理，用东翼风机特性曲线同理，用东翼风机特性曲线和专用风路和专用风路2-42-4的风阻曲线的风阻曲线R R2-42-4，按照上述串联转化原则，画出东翼主要通风机为风路按照上述串联转化原则，画出东翼主要通风机为风路2-42-4服务以后服务以后的剩余特性曲线的剩余特性曲线，经过以上转化，在概念上好比把两翼风机都，经过以上转化，在概念上好比把两翼风机都搬到两翼分风点上，搬到两翼分风点上，和和两条曲线就是这两台风机为公共风两条曲线就是这两台风机为公共风路路1-21-2服务的特性曲线。服务的特性曲线。6.7.1 多台通风
75、机联合运转的相互影响因因为为风风路路1-21-2上上的的风风量量是是两两风风机机共共同同供供给给的的，即即两两风风机机风风量量之之和和就就是是风风路路1-21-2上上的的风风量量。而而风风路路l-2l-2的的阻阻力力，两两风风机机都都要要承承担担，即即在在每每台台风风机机的的总总风风压压中中都都要要拿拿出出相相等等的的一一部部分分风风压压来来克克服服公公共共风风路路1-21-2的的阻阻力力。这这在在概概念念上上好好比比两两风风机机搬搬到到分分风风点点后后，用用它它们们的的剩剩余余特特性性曲曲线线和和并联特性曲线为风路并联特性曲线为风路1-21-2服务。服务。6.7.1 多台通风机联合运转的相互
76、影响因因此此，用用曲曲线线和和按按照照在在相相同同的的风风压压下下，风风量量相相加加的的并并联联原原则则，画画出出它它们们的的并并联联特特性性曲曲线线，它它和和风风路路l-2l-2的的风风阻阻曲曲线线R R1-21-2相相交交于于d d点点，自自d d点点画画垂垂直直线线和和横横坐坐标标相相交交得得出出矿矿井井总总风风量量QQ127127m m3 3/s/s，自自d d点点画画水水平平线线分分别别交交和和两两曲曲线线于于e e和和f f两两点点，自自这这两两点点画画垂垂直直线线和和横横坐标相交得出东翼的风量坐标相交得出东翼的风量QQ90.790.7m m3 3/s/s，西翼的风量，西翼的风量Q
77、Q36.336.3m m3 3/s/s。6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响上述分析说明：上述分析说明：n 1) 1) 在上述图例的具体条件下，当东翼风机特性曲线调整到在上述图例的具体条件下，当东翼风机特性曲线调整到而而西翼风机特性曲线不作相应调整时，则矿井的总风量下降西翼风机特性曲线不作相应调整时，则矿井的总风量下降(Q(Q比比Q Q小小3 3m m3 3/s/s) )，通过西翼的风量供不应求，通过西翼的风量供不应求(Q(Q比比Q Q小小3.73.7m m3 3/s/s) )，而通过东，而通过东翼的风量却供大于求翼的风量却供大于求(Q(Q比比QQ大大0.70.7m m3 3/s/s) )
78、。n 2) 2) 公共风路公共风路1-21-2的风阻曲线的风阻曲线R R1-21-2越陡，调整后的矿井总风量越陡，调整后的矿井总风量QQ越越小。此时，不仅西翼所需风量不能保证，而且东翼所需风量也不能小。此时，不仅西翼所需风量不能保证，而且东翼所需风量也不能满足。满足。6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响n 3) 3) 为安全运转起见，在每条风机特性曲线上，实际使用的风压为安全运转起见，在每条风机特性曲线上，实际使用的风压不得大于这条特性曲线上最大风压的的不得大于这条特性曲线上最大风压的的90%90%。从图中还可以看出，只要。从图中还可以看出，只要风阻曲线风阻曲线R R1-21-2再陡一些，
79、西翼风机的工作点就会进入这台风机特性曲线再陡一些，西翼风机的工作点就会进入这台风机特性曲线的不安全工作区段，使运转不稳定。的不安全工作区段，使运转不稳定。6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响n4) 4) 两台风机特性曲线相差越大或者西翼风机的能力越小，矿井所两台风机特性曲线相差越大或者西翼风机的能力越小，矿井所需要的风量就越难保证，西翼风机也有可能出现不稳定运转的情况。这需要的风量就越难保证，西翼风机也有可能出现不稳定运转的情况。这时，整个西翼将没有风流。如果公共风路的阻力继续增大，甚至大于西时，整个西翼将没有风流。如果公共风路的阻力继续增大，甚至大于西翼风机零风量下的风压，这时西翼的风流
80、就会反向或逆转，整个西翼变翼风机零风量下的风压，这时西翼的风流就会反向或逆转，整个西翼变为东翼进风路线之一。为东翼进风路线之一。n5) 5) 对于两台或两台以上风机进行分区并联运转的矿井，如果公共对于两台或两台以上风机进行分区并联运转的矿井，如果公共风路的风阻越大，各风机的特性曲线相差越大，就越有可能出现上述通风路的风阻越大，各风机的特性曲线相差越大，就越有可能出现上述通风恶化的现象，必须注意预防。风恶化的现象，必须注意预防。 6.7.1 多台通风机联合运转的相互影响6.7.2 6.7.2 多台通风机不稳定运转的预防措施多台通风机不稳定运转的预防措施通通过过以以上上分分析析可可知知，多多台台通
81、通风风机机并并联联运运转转时时，公公共共风风路路的的风风阻阻越越小小，各台风机的能力越接近，则安全稳定运转越有保证。各台风机的能力越接近，则安全稳定运转越有保证。因因此此公公共共风风路路的的断断面面要要尽尽可可能能大大，长长度度尽尽可可能能短短，或或者者使使矿矿井井的的进进风风道道数数量量尽尽可可能能多多；尽尽量量使使得得选选用用的的各各台台风风机机特特性性曲曲线线基基本本相相同同，这这就就要要求求各采区或各翼所需要的风压和风量尽可能做到搭配均匀。各采区或各翼所需要的风压和风量尽可能做到搭配均匀。n 在生产管理工作中，要尽量使公共风路保持比较小的风阻值；如出在生产管理工作中，要尽量使公共风路保
82、持比较小的风阻值；如出现冒顶、塌陷或断面变形，必须及时整修。在万一出现小风机不稳定的运现冒顶、塌陷或断面变形，必须及时整修。在万一出现小风机不稳定的运转状况，可采用在大风机专用风路上加大风阻的临时措施，使大风机的风转状况，可采用在大风机专用风路上加大风阻的临时措施，使大风机的风量和矿井总风量都适当减少，就能避免这种状况。更主要的是，为了预防量和矿井总风量都适当减少，就能避免这种状况。更主要的是，为了预防大风机调整后的影响，须对其它风机作出相应的调整。大风机调整后的影响，须对其它风机作出相应的调整。6.7.2 多台通风机不稳定运转的预防措施 根据这个道理，西翼风机专用风路所需要的风压：根据这个道
83、理，西翼风机专用风路所需要的风压： hh2-32-3R R2-32-3Q Q220.364020.36402576Pa576Pa 公共风路公共风路l-2l-2所需要的风压所需要的风压hh1-21-2845Pa845Pa，所以西翼风机的总，所以西翼风机的总风压为：风压为： hhhh1-21-2hh2-32-38458455765761421Pa1421Pa 根据根据hh和和Q Q两个数据所构成的新工作点两个数据所构成的新工作点j j，把西翼风机叶片，把西翼风机叶片角度调整到角度调整到4040，使它的特性曲线，使它的特性曲线接近接近j j点点( (略有富裕略有富裕) )，西，西翼风机调整后就能够保
84、证井下各处所需的风量，其工作风阻变为：翼风机调整后就能够保证井下各处所需的风量，其工作风阻变为： RRhh/ Q/ Q2 2 1421/4021421/4020.89Ns0.89Ns2 2/m/m8 86.7.2 多台通风机不稳定运转的预防措施 用用RR的数据，可在图中画出这台风机调整后的工作风阻曲线的数据，可在图中画出这台风机调整后的工作风阻曲线RR，这曲线必然通过，这曲线必然通过j j点。同理，前面已算出东翼风机调整后的工作点。同理，前面已算出东翼风机调整后的工作风阻风阻RR0.430.43NsNs2 2/m/m8 8，并已在图中画出工作风阻曲线，并已在图中画出工作风阻曲线RR，这曲线，这
85、曲线必然通过新工作点必然通过新工作点c c。以上计算表明各风机的工作风阻不一定是常数。以上计算表明各风机的工作风阻不一定是常数(R(RRRR) )，当各风机的风量和矿井总风量的比值发生变化，当各风机的风量和矿井总风量的比值发生变化时，各风机的工作风阻也就跟着发生变化。时，各风机的工作风阻也就跟着发生变化。6.7.2 多台通风机不稳定运转的预防措施6.7.2 多台通风机不稳定运转的预防措施 在在上上例例中中，调调整整以以后后的的两两台台风风机机都都使使用用了了叶叶片片角角度度最最大大的的特特性性曲曲线线，考考虑虑到到有有时时会会出出现现反反向向自自然然风风压压和和风风路路的的风风阻阻变变大大等等因因素素，使使两两台台风风机机的的工工作作点点都都超超出出合合理理工工作作范范围围，造造成成运运转转不不安安全全，而而且且噪噪音音大大，在在此此情情况况下下，宜宜适适当当降降低低风风路路上上的的风风阻阻，尽尽可可能能做做到到既既保保证证矿矿井井所所需需风风量量，又又少少用用或或不不用风机叶片最大角度的特性曲线。用风机叶片最大角度的特性曲线。6.7.2 多台通风机不稳定运转的预防措施
