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摘 要：根据《煤矿安全规程》“每5年至少进行1次风机性能测定”的规定，系统介绍矿井主要通风机的性能测定过程及方法，并以新窑煤矿的风机测定为例，根据风机安装现有条件，在不停产的条件下，使用精密气压计等设备，采用了静压差法、动压差法对1#主通风机进行性能鉴定。根据现场测试出的数据，绘制出新窑煤矿1#风机的输出功率、风压、效率与风量关系特性曲线。通过测定结果和数据分析，表明1#主通风机性能良好，并能满足井下用风要求。
关键词：主要通风机；性能测定；性能曲线；工况调节
0引言
《煤矿安全规程》2016版第一百五十八条规定“新安装的主要通风机投产前，必须进行通风机性能的测定和试运转工作，以后每5年至少进行一次性能测定”，新窑煤矿采用中央分列抽出式的通风方式，主斜井和副斜井进风，回风斜井回风，主要通风机安设在回风斜井出口广场处。矿井主要通风机为BD-Ⅱ-6-No16型轴流式对旋通风机；风机铭牌风量80～35m3/s，静压600～2500Pa；风机运行采用变频调速控制方式。现矿井运行1#主要通风机，叶片角度为0，输入频率为48Hz。
本次主要通风机性能测定工作于2016年5月16日进行，测定了1#风机在叶片安装角度为0（中间），输入频率为50Hz时的特性曲线。
1主要通风机性能参数测定
1.1测试内容
因在测定过程中发现1#、2#风机轮毂上均没有叶片角度的调节刻度，而无法调节叶片角度，因此不能进行最大叶片角度的风机性能测定工作。因此，本次风机性能测定工作仅测定了1#风机当前（中间）叶片角度在工频时的特性曲线。主要通风机性能参数测试内容如下：
⑴叶片角度：0（中间）；
⑵输入频率：50Hz；
⑶风机风量；
⑷风机相对静压；
⑸电动机输入功率；
⑹地面及风机通过风流大气物理参数：大气压力、湿度、温度。
2.2测试过程
2.2.1测点布置
根据矿井主要通风机系统的实际安装布置情况，风机性能参数测试的布置方式如图1所示。工况增阻调节设在风机闸门A-A处，风机风量测试设在C-C断面处，风机相对静压测定在B-B断面处进行。
根据矿井主要通风机系统的安装布置情况，由于风机闸门与相对静压测量处的距离较近（约0.5m），根据以往的测试经验，如采用风机闸门增阻，会使相对静压测量很不稳定，波动大，读数非常困难。因此，风机工况增阻位置设在引风道处（图1中A-A断面），采用加贴木板的方法进行增阻。
2.2.3工况调节
原拟定风机每条特性曲线的性能测定均设置7个工况点以上，但实际测试时，在引风道内采用加贴木板到第6工况点即无法再增阻，据分析风机已位于驼峰区处运行，因此本次风机性能测定仅设置了6个工况点。
2.2.4測定设备、仪器
主要通风机性能参数测定使用的设备、仪器见表1。
2.3测试参数
2.3.1风量测定
主要通风机风量采用毕托管方法进行测量，即先用毕托管测量测点断面处的动压，然后计算出测点断面的平均风流速度，最后求算出风量。
根据矿井主要通风机装置的安装情况和测试要求，测风断面选择在风机出风口（C-C断面）处。风机测风处为环形断面，净断面积为2.98m2。风机测风断面处各测点的风流动压值使用风量风压测量仪（精度±1Pa）测量，每支毕托管在每个工况点时均读取平均、最大、最小三个数值。
2.3.2相对静压测定
主要通风机各工况点的相对静压值采用“U”型压差计进行测定，测压点布置在风机入风口（B-B断面）处。风机每个工况点的相对静压在风流稳定后测量，每次读取3个读数，每个读数间隔时间约为3min，然后取三个读数的算术平均值作为该工况点的相对静压值。
2.3.3电机输入功率和转速测定
主要通风机电机输入功率采用HSDZC型电能综合测试仪进行测定。该仪器可直接读取电机输入电流、电压、功率因素、输入功率等参数。
电机输入功率应在工况调节完成且风流稳定后进行测量，每个工况读取3个读数，间隔时间不小于3min，取三个读数的平均值作为该工况点的输入功率。
2.3.4风流大气参数测定
采用干湿温度计分别测定每个工况点时的地面大气和风机风流的干温度和湿温度。风机风流干、湿温度测量设在主要通风机扩散器口内，测定时，每个工况点间隔测量三个数，取平均值。
3测试数据整理
备注：（1）测风处断面积S风=2.98m2；（2）测压处断面积S压=2.54m2；（3）测定时平均空气密度=1.030kg/m3。
根据表2、表3中计算所得数据，绘制出1#主通风机输出效率-风量、功率-风量、风压-风量特性曲线，如图2、3、4所示。
4测定结果分析
根据新窑煤矿主要通风机性能鉴定情况、计算结果及性能曲线得出：
⑴从实测数据及所绘制的特性曲线可看出，主要通风机性能参数鉴定方法符合要求，工况调节方案设计合理，风量及风压测定断面布置合理，测点分布均匀，曲线平滑，每个工况点测试数据都在拟合的特性曲线上或稍微偏离，测试结果较准确，实测曲线可供现场管理使用；
⑵在目前运转情况下，主通风机与井下管网基本匹配，运转效率较高，达到70%以上。
5结论
⑴通过这次性能测定，测得了通风机系统的实际性能参数和实际特性曲线，为保证其安全高效运行和风量调节提供了可靠的理论依据，不仅有助于熟悉矿井通风管理现状，科学管理矿井通风；而且还可为今后为今后矿井通风系统的优化调整、改造和各项安全技术措施的制定、实施提供可靠的技术依据。
⑵鉴于该风机出厂和安装时间过长，无法获得风机出厂的性能曲线，缺乏与此次测定结果对比的资料，但现场实测表明，风机在当前工况点运行良好，可以满足目前生产需要。
⑶对主要通风机性能进行准确测量，能够确保通风机安全、高效工作，可以在一定程度上为提升煤矿的工作效益、安全生产指标等提供坚实的基础。可见，每5年进行一次主要通风机性能测试，掌握主要通风机运行性能是非常有必要的。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2016.
[2]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.
[3]国家安全生产监督管理总局，AQ1011-2005煤矿在用主要通风机系统安全检测检验规范[S]北京：煤炭工业出版社，2005.
[4]程根银，吴怀俊，金龙哲.晋普山煤矿3#风井主要通风机安全技术参数测定与分析[J].中国安全科学学报，2002，12（4）：48-54.
[5]叶建中.EXCEL的二次开发在矿井通风阻力测定计算中的应用[J].当代矿工，2007（4）：46-47.
[6]陶建.煤矿主要通风机性能的测定的方案与步骤[J].科技风，2002，10（14）：79.
[7]高国全.矿井主要通风机性能测定的几个问题[J].煤炭科学技术，1989（9）：17-20
作者简介
王立荣（1981.08-），性别：男，民族：汉，籍贯：甘肃省武威市，当前职务：副部长，当前职称：中级，学历：本科，研究方向：煤矿在用设备检验检测。
（作者单位：甘肃科安矿山安全技术服务有限公司）
关键词：主要通风机；性能测定；性能曲线；工况调节
0引言
《煤矿安全规程》2016版第一百五十八条规定“新安装的主要通风机投产前，必须进行通风机性能的测定和试运转工作，以后每5年至少进行一次性能测定”，新窑煤矿采用中央分列抽出式的通风方式，主斜井和副斜井进风，回风斜井回风，主要通风机安设在回风斜井出口广场处。矿井主要通风机为BD-Ⅱ-6-No16型轴流式对旋通风机；风机铭牌风量80～35m3/s，静压600～2500Pa；风机运行采用变频调速控制方式。现矿井运行1#主要通风机，叶片角度为0，输入频率为48Hz。
本次主要通风机性能测定工作于2016年5月16日进行，测定了1#风机在叶片安装角度为0（中间），输入频率为50Hz时的特性曲线。
1主要通风机性能参数测定
1.1测试内容
因在测定过程中发现1#、2#风机轮毂上均没有叶片角度的调节刻度，而无法调节叶片角度，因此不能进行最大叶片角度的风机性能测定工作。因此，本次风机性能测定工作仅测定了1#风机当前（中间）叶片角度在工频时的特性曲线。主要通风机性能参数测试内容如下：
⑴叶片角度：0（中间）；
⑵输入频率：50Hz；
⑶风机风量；
⑷风机相对静压；
⑸电动机输入功率；
⑹地面及风机通过风流大气物理参数：大气压力、湿度、温度。
2.2测试过程
2.2.1测点布置
根据矿井主要通风机系统的实际安装布置情况，风机性能参数测试的布置方式如图1所示。工况增阻调节设在风机闸门A-A处，风机风量测试设在C-C断面处，风机相对静压测定在B-B断面处进行。
根据矿井主要通风机系统的安装布置情况，由于风机闸门与相对静压测量处的距离较近（约0.5m），根据以往的测试经验，如采用风机闸门增阻，会使相对静压测量很不稳定，波动大，读数非常困难。因此，风机工况增阻位置设在引风道处（图1中A-A断面），采用加贴木板的方法进行增阻。
2.2.3工况调节
原拟定风机每条特性曲线的性能测定均设置7个工况点以上，但实际测试时，在引风道内采用加贴木板到第6工况点即无法再增阻，据分析风机已位于驼峰区处运行，因此本次风机性能测定仅设置了6个工况点。
2.2.4測定设备、仪器
主要通风机性能参数测定使用的设备、仪器见表1。
2.3测试参数
2.3.1风量测定
主要通风机风量采用毕托管方法进行测量，即先用毕托管测量测点断面处的动压，然后计算出测点断面的平均风流速度，最后求算出风量。
根据矿井主要通风机装置的安装情况和测试要求，测风断面选择在风机出风口（C-C断面）处。风机测风处为环形断面，净断面积为2.98m2。风机测风断面处各测点的风流动压值使用风量风压测量仪（精度±1Pa）测量，每支毕托管在每个工况点时均读取平均、最大、最小三个数值。
2.3.2相对静压测定
主要通风机各工况点的相对静压值采用“U”型压差计进行测定，测压点布置在风机入风口（B-B断面）处。风机每个工况点的相对静压在风流稳定后测量，每次读取3个读数，每个读数间隔时间约为3min，然后取三个读数的算术平均值作为该工况点的相对静压值。
2.3.3电机输入功率和转速测定
主要通风机电机输入功率采用HSDZC型电能综合测试仪进行测定。该仪器可直接读取电机输入电流、电压、功率因素、输入功率等参数。
电机输入功率应在工况调节完成且风流稳定后进行测量，每个工况读取3个读数，间隔时间不小于3min，取三个读数的平均值作为该工况点的输入功率。
2.3.4风流大气参数测定
采用干湿温度计分别测定每个工况点时的地面大气和风机风流的干温度和湿温度。风机风流干、湿温度测量设在主要通风机扩散器口内，测定时，每个工况点间隔测量三个数，取平均值。
3测试数据整理
备注：（1）测风处断面积S风=2.98m2；（2）测压处断面积S压=2.54m2；（3）测定时平均空气密度=1.030kg/m3。
根据表2、表3中计算所得数据，绘制出1#主通风机输出效率-风量、功率-风量、风压-风量特性曲线，如图2、3、4所示。
4测定结果分析
根据新窑煤矿主要通风机性能鉴定情况、计算结果及性能曲线得出：
⑴从实测数据及所绘制的特性曲线可看出，主要通风机性能参数鉴定方法符合要求，工况调节方案设计合理，风量及风压测定断面布置合理，测点分布均匀，曲线平滑，每个工况点测试数据都在拟合的特性曲线上或稍微偏离，测试结果较准确，实测曲线可供现场管理使用；
⑵在目前运转情况下，主通风机与井下管网基本匹配，运转效率较高，达到70%以上。
5结论
⑴通过这次性能测定，测得了通风机系统的实际性能参数和实际特性曲线，为保证其安全高效运行和风量调节提供了可靠的理论依据，不仅有助于熟悉矿井通风管理现状，科学管理矿井通风；而且还可为今后为今后矿井通风系统的优化调整、改造和各项安全技术措施的制定、实施提供可靠的技术依据。
⑵鉴于该风机出厂和安装时间过长，无法获得风机出厂的性能曲线，缺乏与此次测定结果对比的资料，但现场实测表明，风机在当前工况点运行良好，可以满足目前生产需要。
⑶对主要通风机性能进行准确测量，能够确保通风机安全、高效工作，可以在一定程度上为提升煤矿的工作效益、安全生产指标等提供坚实的基础。可见，每5年进行一次主要通风机性能测试，掌握主要通风机运行性能是非常有必要的。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2016.
[2]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.
[3]国家安全生产监督管理总局，AQ1011-2005煤矿在用主要通风机系统安全检测检验规范[S]北京：煤炭工业出版社，2005.
[4]程根银，吴怀俊，金龙哲.晋普山煤矿3#风井主要通风机安全技术参数测定与分析[J].中国安全科学学报，2002，12（4）：48-54.
[5]叶建中.EXCEL的二次开发在矿井通风阻力测定计算中的应用[J].当代矿工，2007（4）：46-47.
[6]陶建.煤矿主要通风机性能的测定的方案与步骤[J].科技风，2002，10（14）：79.
[7]高国全.矿井主要通风机性能测定的几个问题[J].煤炭科学技术，1989（9）：17-20
作者简介
王立荣（1981.08-），性别：男，民族：汉，籍贯：甘肃省武威市，当前职务：副部长，当前职称：中级，学历：本科，研究方向：煤矿在用设备检验检测。
（作者单位：甘肃科安矿山安全技术服务有限公司）