KJZ2型矿井主通风机在线监测系统唐山

KJZ—2型矿井主通风机在线监测系统

KJZ—2型矿井主通风机在线监测系统 2011年12月09日 来源： 　KJZ-2 on-line Monitoring System for Main-fan in Coal MineChen Shiwei et al　　The KJZ-2 on-line monitoring system for main-fan in coal mine are introduced.and its principle,constitutes and function are discussed.　　Keywords:main-fan,on-line monitoring,communication,performnce　　具有“矿井肺脏”之称的主通风机是矿井四大固定设备之一，担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流、确保矿井安全生产的重任。主通风机由于功率大，且昼夜连续运转，因而耗能很大。据统计，主通风机的耗电量约占全矿总耗电量的15%～20%，有的高达30%以上。因此，对生产部门来说，及时准确地掌握主通风机的运转特性，在保障安全生产和提高经济效益两个方面都有十分重要的意义。　　近几年，中国矿业大学的胡亚非教授等人研制了KJZ—1型矿井主通风机在线监测与通讯系统(以下简称Ⅰ型监测系统)，并在兖州矿务局鲍店煤矿南、北风井、济宁二号煤矿、济宁许厂煤矿和山东里彦煤矿等矿成功应用。该系统采用局变环节差压风量监测法成功地实现了矿井含尘、潮湿、气流脉动的恶劣通风环境下风量的在线监测。在推广过程中，根据用户的要求和遇到的新问题，逐渐改进，成功地研制了KJZ—2型矿井主通风机在线监测与通讯系统(以下简称Ⅱ型监测系统)，并在通风机性能、振动及有关电参数、环境参数的在线监测、故障初诊断、全特性定期测定、监测参数微机处理和联网通讯等各方面都有所突破。　　该系统已在济宁三号煤矿成功应用，因其功能完善、系统可靠，得到用户及参观者的好评。并继Ⅰ型监测系统之后继续被上海鼓风机厂用作风机产品的配套系统。　　1　Ⅱ型监测系统的理论依据　　差压风量监测法就是利用紊乱气流通过局变环节所产生的损失压差和动静压转换压差实现风量在线监测，信号的大小与流场的紊乱程度、局变环节的类型和变化程度有关。通过对风道中某个局变环节静压差实施监测，并采用高精度测速仪表进行变工况风量标定以确定差压与风量的对应关系，从而实现矿井通风系统风量在线监测的间接监测方法。差压风量监测法的取压点设在风机入口(或出口)风道中局变环节的两端。　　由流体力学基本方程式(在不考虑流动损失时)：　　　　　　　　　　　　　　(1)式中　P——静压力，Pa　　　Z——标高，m　　　t——时间，s　　　g——重力加速度，m/s2　　　ρ——空气密度，kg/m3　　　V——风流流动速度，m/s　　　L——风流流线长度，m　　若视风道中的风流流动为定常流，那么沿流线积分为常数，并积分式(1)得：　　　　　　　　　　　　　　(2)　　相对于两断面来说，风机轴线是水平的，则有：　　　　　　　　　　　　　　(3)　　　　　　　　　　　　　　(4)　　式(3)表明：在流动损失可以忽略时，各断面上的全压相等，并且断面上的静压和动压可以相互转化。风速大的断面其静压降低，反之，风速小的断面静压增大。根据这一原理，将一个断面(1断面)选在风机入口集流器附近，另一断面(2断面)选在风机动轮前集流罩出口的环行空间上，因1、2两断面面积不同而产生静压差，忽略1、2断面微小流动损失，由式(3)知，1、2断面的静压差就是1、2断面的动压差，即　　　　　　　　　　　　　　(5)　　　　　　　　　　　　　　(6)式中　Q——主扇风量，m3/s　　　a1、a2——1、2两断面的面积，m2　　　ΔΡ1-2——1、2断面间的静压差，Pa　　式(6)只证明了风量是可以连续监测的，但由于实际上存在稳流损失(此项所占比例不小，不能忽略)和截面形状不同等多种因素，因此经过多次实验，将所测得的数据进行回归，综合考虑各种因素，得到如下经验公式：Q=c0+c1q1+c2q2+…+cnqn

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