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第十七章 矿井通风设备 三、通风机的工况调节 在矿井开采过程中，网路阻力和矿井所需风量是不断变化的。这就要求通风机的工况点必须根据实际需要和稳定、经济条件进行必要的调节。 调节通风机工况点的途径有两条：一是改变网路特性曲线；二是改变通风机特性曲线。 （一）改变网路特性曲线 改变网路特性的方法可分为增阻法和降阻法。增阻法又叫闸门节流法，即在不改变通风机特性的情况下，适当关闭竖直风门，使通风网路的阻力增大，网路特性曲线由1变为2，工况点由M1变为M2，从而使风量由Q1变为Q2。如图17-14所示。降阻法则可通过扩修或并联巷道来实现，降低网路阻力，使风量增大。 （二）改变通风机特性曲线 1．改变通风机转速 当通风机转速改变时，其特性曲线上任一点的工况参数均按比例定律变化。如图17-15所示，若通风机以转速n1工作时，工况点为1，此时风量为Q1、风压为H1、功率为N1、效率为η1。若把通风机的转速由n1减少到n2，即通风机的工况点由1移到2，此时风量为Q2、风压为H2、功率为N2、效率η2≈η1。这种调节方法可以保证通风机高效运转，经济性最好，因此被广泛采用，特别是对离心式通风机的工况调节。 改变通风机转速的方法有变频调速、晶闸管调速、双速电机、更换电动机或更换皮带轮等。 图17-14 闸门节流法 图17-15 改变风机转速的调节 2．前导器调节法 由通风机的理论全压方程可知，通风机的理论全压与其入口切向速度clu的大小有关，因此，可以通过改变前导器叶片的安装角度，来改变风机入口的切向速度clu，以改变风机的特性，从而达到调节通风机工况的目的。此法会使通风机的效率略有降低。经济性比改变转速调节法差，但优于闸门节流法，并可在不停机的情况下调节。因此，作为辅助调节措施在通风机调节中得到广泛应用。 3．改变叶轮叶片安装角调节法 轴流式通风机叶片安装角θ一般可调，通过改变叶片安装角θ，使通风机的风量、风压发生变化，即 改变通风机的特性曲线。如图17-16所示。设叶轮叶片的安装角为45°，网路特性为R，则通风机工作在工况点1，通风机流量为Q1。若要将流量减至Q2，则只需将叶片的安装角由45°调到35°，工况点便由l变到2，流量则由Ql降到Q2。 改变叶片安装角度的方法很多，原始的方法是停机人工对逐个叶片进行调节，这种方法不但工作量大，调节时间长，而且也难以保证各叶片调节在相同的安装角度上。目前有些新型通风机，在停机情况下，可采用专门的叶片安装角调节机构进行调节。这样，不仅可同时改变全部叶片的安装角，而且能保证各叶片角度相等。较先进的调节方法是采用液压或机 械传动的动叶调节机构，它可以在不停机的情况下调节安装角度，并且调节均匀。 除上述风机工况调节方法外，轴流式风机还可以通过改变级数或叶片数，离心式风机通过改变叶片宽度进行调节。 图17-16 改变叶片安装角的调节 四、通风机的联合工作 单台通风机不能满足矿井通风要求时，可以采用多台通风机联合工作。联合工作的形式很多，最基本的是简单串联和并联，复杂的联合运转都是以此为基础的。 1．通风机的串联工作 通风机串联工作的主要任务是增加风压，但网路中的风量也有所增加。 图17-17为两台相同通风机在同一地点串联工作的示意图和曲线图。 通风机串联工作时，每台通风机的风量是相等的，但总风压为每台通风机产生的风压之和。所以，若已知两台通风机的特性曲线I、Ⅱ，将两曲线在相同流量 图17-17 两台相同通风机在同一地点的串联工作 下的风压相加，即得串联后的合成特性曲线I+Ⅱ。 网路特性曲线Ⅲ与串联后的合成特性曲线I+Ⅱ的交点M即为串联工作时的工况点。此时，通风机的合成流量为QM，风压为HM。 由图17-17可以看出，当每台通风机在同一网路Ⅲ上单独工作时，其工况点为M1,2，每台通风机所产生的风量为Q1,2，风压为H1,2。显然，两台通风机串联工作时的合成流量和风压，比每台通风机单独工作时的流量和风压都有所增加，即QM＞Q1,2，HM＞H1,2。在网路阻力较小时，其风压增加不显著，串联效果较差。 2．通风机的并联工作 通风机并联工作的主要任务是增加网路中的风量。当网路阻力不大时，其风量增加最为显著。 图17-18为两台相同通风机安装在风井附近同一机房中并联工作的示意图和曲线图。 在同一风压下，把曲线I、Ⅱ的横坐标相加，即得I、Ⅱ号通风机并联工作时的合成特性曲