矿井2BY-16BNo28型轴流式主要通风机安全技术改造

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能源・地矿 LoW CARBoN WoRLD 2014,2 矿井2BY一1 6B No_28型轴流式主要通风机 安全技术改造 杨文才(重庆中梁山煤电气有限公司,重庆九龙坡400052) 【摘 要】本文从通风机使用和大修理两个方面存在的问题,提出安全节能技术改造方案,对多轴安装找正方法及相互间的形位误差分析调整 满足技术要求,改造前后性能对比测试数据验算,在实践中验证,通风机节能效果显著,运行安全可靠。 【关键词】通风机;改造i安全;节能 【中图分类号】TD441 【文献标识码】B 【文章编号】2095—2066(2014)04—0122—03 

概况 重庆中梁山煤电气有限公司矿业分公司分南北两对矿井 生产原煤,矿井地质构造属急倾斜近距离煤层群,井田内可采 煤层9层.1959年建成投产。矿井开拓方式均为平硐+立井、 中央并列式通风。南矿井平硐+280水平,目前生产主要集中 在+280~+130m水平段采煤;北矿井平硐+290m水平.生产主 要集中在+290一+140m水平段采煤 南北矿井原设计生产能力各为90万t/年,由于地质构造 复杂,属煤与瓦斯突出矿井,自然灾害严重,煤层厚度变化大. 经过调整现在实际生产能力每对矿井为25万t/年左右 1设备使用存在的问题 

南北矿井根据设计布置各安装有并列两台2BY一16BNo28 型轴流式主要通风机(配套电机TZ140—49/10、950kW),1957 年由沈阳鼓风机厂制造,分别于1958年和1959年投入使用. 至改造前使用年限分别达到39年和44年 由于使用年限已 超期,发现存在以下主要问题: (1)1992年8月经东北煤矿机电设备状态诊断技术中心 超声波物理探伤测试,发现工作轮主轴有多处疲劳裂纹.评估 报告使用寿命在1997~1998年间 (2)由于多次大修更换滚动轴承、主轴轴颈和轴承座内孔 圆柱度超过规定标准,且轴颈有拉伤.其轴承与轴承座和轴的 配合难以达到技术要求 (3)电机额定功率大、绝缘老化,1974年南矿井1号主电机 遭受过雷击损伤,励磁机整流子磨损经过多次车削已无余量 (4)该设备属国内第一代仿苏产品,其技术性能落后,而 且不适合南北矿井低负压,大流量通风的实际情况。因此,通 风机运行效率低,耗电量大,设备陈旧,故障率高.维修.Y-作量 大,配件供应困难,经常处于单风机运行状态 为此,综合上述设备使用存在的各种问题,严重危及矿井 安全生产。为确保矿井安全生产,通风机使用安全可靠及降低 运行和维修成本,1995年立项,提出对南北矿井4台通风机 分两次进行安全技术改造 蚕 2改造方案 

1996年原中粱山矿务局经济效率低,属国家政策性亏损 单位,每年用于矿井机电设备的各项资金总计350万元左右. 较少的资金只能维持矿井全年生产的基本需要,用于通风机 改造的资金不能按计划安排。在原重庆煤炭工业局的支持下, 运 补助安全技改资金60万元,自筹资金30万元。根据资金安 ,22 排,经研究决定选择重点改造内容和方案如下: (1)保留原风机主电机、电控设备、传动轴、主体风筒基础 梁、后扩散器外筒。 (2)改造主体风筒及机座、工作轮及主轴、叶片、传动轴2 号轴承座支持架、后扩散器内筒。 (3)更换励磁机线圈、主轴、整流子和轴承 通风机结构见图1 改造项目:1工作轮;2王轴;3叶片;4王体风简及机座: 5传动轴2#轴承座支持架;6扩散器内筒。 图1 2BY一1 6一№28轴流式主通风机结构安装图 1997年我们对全国生产通风机厂的产品质量、技术性能 和价格进行方案比较。在原煤炭部生产司机动处的推荐下.建 议选用北票波迪矿山机械厂产品,其质量可靠,价格较低..经 过联系,该厂派人员对南北矿井通风系统和设备结构、使用情 况进行了实地考察。经洽谈按我方提出的改造内容和方案协 商一致后,拟订了“矿井轴流式通风机技术改造协议”.甲方提 供通风机有关技术参数,乙方采用对口设计方法进行技术改 造,使改造后的通风机特性与矿井通风网络相匹配.达到提高 通风机的运行效率.满足矿井通风的需要 (4)改造的主要技术参数 ①初期:a.风量:Q=8000m3/minIb.静压:Hst=1380Pa。 ②后期:a.风量:Q=9000m3/minIb.静压:Hst=1970Pa。 (注:若通风机网络阻R值不变.则Hst<1700值) ⑧在风机测试方法相同的情况下,风机的运行效率比改 造前提高10%以上 (垒)噪声在相同工况下,不得超过改造前。 ⑨风机振幅应不超过国家有关标准规定 ⑥对主轴、叶柄提供:a.超声波探伤报告:b.材料化学成分 分析报告 材料拉伸试验报告 为确保风机原始数据的真实性,双方各派5人参加对风 机主要参数进行了测试 L0W cARB0N WoRLD 2014,2 能源・地矿‘ 3改造安装 (1)1998年9月和2003年9月分两次对南北矿井4台通 风机实施了改造安装.按照改造方案保留了原主电机和传动 轴,以主电机和传动轴实际安装中心线为基准,先拆除主体风 筒,工作轮和机座,用两根定位杆测量传动轴2号轴承轴颈位 置(水平和垂直方向),偏差≤0.1mm,继续拆除2号传动轴轴 承座和支持架 (2)安装传动轴2号支持架和轴承座,用(原两根测量定 位杆)复位,偏差≤0.1mm。安装主体风筒机座和工作轮轴.找 正以2号联轴器传动轴颈为基准.安装测量表架,用两个百分 表测量工作轮轴径向和轴向方法校正工作轮轴与传动轴的同 轴度(两轴同时慢速转动),圆周任意位置,调整径向偏差≤ 0.1mm,两轴心线相对倾斜度、轴向偏差≤0.07ram。同时兼顾 用0.02/1000水平仪测量工作轮轴的水平度(由于传动轴两支 承距4.1m。轴的挠度较大),故工作轮轴的水平度要求4号轴 承方向调整高0.05—0.08/1000才能保证电机轴、传动轴、工作 轮轴的水平度均保持在0.1/1000范围内 (3)设备改造安装技术数据符合《煤矿机电安装工程质量 标准》的规定:滚动轴承选用二硫化钼3号锂基润滑脂:主体 风筒内2号、3号、4号轴承温度监测选用CW一8型巡回检测 控制仪,测温范围一50~199.9 ̄C。设定报警温度5O℃。设备经 24h连续试运转,观察运转声,振动和轴承升温均有降低和改 善,设备运转正常,各部位轴承最高升温见表1。 表1设备运行各部轴承升温 设备安装 电动机温度(℃) 滚动轴承温度 ℃) 室内温 室外温 

地点 定子线圈 1#轴瓦 2#轴瓦 l# 2# 3# 甜 度(℃) 度(℃) 

南矿井1# 38 36 35 32 24 31.5 32 20 1O 南矿井2# 39 37 34.5 31 26 29 30 21 9 北矿井1# 37 35 34.8 32.5 27 28.5 31.5 22 8 北矿井2# 37.5 38 36 30.5 26.5 30 30.5 19 8.5 通风机改造安装结构及型号见图2。 

1.励磁机;2主电机;3.传动轴;4.工作轮度主轴;5.主体风筒;6扩散器。 图2改造安装2KZ一№28.5轴流式主通风机结构图 

4改造后性能测定 

为确保通风机改造后各项数据测试准确.经双方技术部 门共同协商。按国家有关风机试验技术标准要求.制定了“通 风机性能测试方案”。方案中对风机性能测试方法、测量仪器、 计算方法均做了严格规定.依据测试方案.双方共同对改造前 后的风机性能进行了对比测试,测试结果整理如下: (1)风量测试 采用风速表法,在风机扩散塔出风口处,将出口断面平均 分为若干个测量断面,在每个测量断面上定点测量,累计风量。 (2)静压测量 采用静压U型压差计直接读值法进行。 

(3)大气压力采用空气盒压力计测量,大气温度及进气温 度采用干湿温度计测量 (4)电机功率的测量 采用两瓦特表法,测量电动机输入功率计算出各种损耗. 求出电动机的输出功率即轴功率 (5)电动机和通风机的噪音测量 根据GB2888—88标准的规定,采用便携式声级计测量电 动机、通风机、通风扩散塔出口的噪声值(A声级)。 5设备运行效率 

根据通风机技术改造前后性能对比测定结果.其中: (1)南矿井1号和2号风机改造前后运行效率为: l=PL/Nshx100%=178.98/282.47x100%=64.65% -q,=PL/Nshx100%=185.987/229.89x100%=82.55% 提高运行效率为:82.55%一64.65%=17.9% 风机年节电量: WK=PL(1/'ql-1/-q2)xh =185.987x(1/0.6465—1/0.8255)x8760 

=546449kWh 折合人民币:546449x0.44=24.044(万元) (2)北矿井1号和2号风机改造前后运行效率为: 1=PL/Nshx100%=178.09/284.35x100%=63.91% 112=P Nsh×10O%=232.89,293.12x100%=81.07% 提高运行效率为:81.07%一63.91%=17.16% 风机年节电量: WK=PL(1hl1-1/'n2)xh =232.89x(1,0.6391—1,0.8107)x8760 

=675686kWh 折合人民币:675686x0.44=29.73(万元) 式中:PI一有效静压功率,PL=Pst1.Q/10Z(kW); 11】——风机改造前效率; 广风机改造后效率; h——小时。 6安全运行报告 

(1)通风机改造采用对称环量设计,工作轮动叶计为梯形、 扭曲、变厚机翼翼形,叶片顶部薄、根部厚,气动性能好、安全 系数大,在大角度运行时不易产生气流根部分离现象。 (2)导流器设计为圆弧板式、等厚扭曲叶片,整流效果好, 并器有调压功能。 (3)工作轮毂改造后直径 ̄bl600mm,较改造前轮毂减小 400mm,质量减少1/3,主轴设计保持了原轴直径和轴承型号, 使工作轮主轴和轴承承受的负荷相对减轻.通风机使用安全 可靠。 (4)从1998年11月南北矿井各改造1台风机投入使用至 2003年9月安排大修,根据运行记录统计,南北矿井每台平 凸 均运行283d/年,每次起动保持连续运转7—8个月时间倒换风 舌 机。经过5年使用证明,通风机改造是成功的,符合矿井安全 ; 通风的要求。 7结语 

通过上述.本次改造是非常成功的。改造后不但使工作 效率得到提升,还节约了经济成本。对企业来说,是非常有意 义的。 藿 

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