0、前言
    礦井通風(fēng)機(jī)是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，也是煤炭生產(chǎn)的主要耗能設(shè)備之一。在進(jìn)行礦井通風(fēng)設(shè)施設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)選用性能穩(wěn)定、工作效率高、安全可靠運轉(zhuǎn)的通風(fēng)設(shè)備。
    煤炭生產(chǎn)過程中，由于礦井自然條件、生產(chǎn)的開拓布局、開采范圍、開采強(qiáng)度等不斷變化，各時期所需的風(fēng)量、負(fù)壓不同，致使風(fēng)機(jī)的實際運行工況點偏離風(fēng)機(jī)的額定高效工況點，有時甚至超出有效工作區(qū)域，造成能源浪費，甚至風(fēng)機(jī)不能正常工作。因此，必須根據(jù)不同類型礦井及礦井不同時期的通風(fēng)要求，合理選擇通風(fēng)設(shè)備。對于服務(wù)期限較長的礦井，如果前后期風(fēng)量、負(fù)壓變化較大，通常是分期選擇風(fēng)機(jī)或電機(jī)，以滿足礦井生產(chǎn)的通風(fēng)所求；對于服務(wù)期限較短的礦井，選用一種安全、可靠、高效率工作的風(fēng)機(jī)，并根據(jù)礦井所需要的風(fēng)量和負(fù)壓適時調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)運行的工況點，顯得尤為重要。
1、工況點調(diào)節(jié)方法的選擇
    目前，用于礦井通風(fēng)的風(fēng)機(jī)有軸流式和離心式兩大類型。本文僅討論離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)問題。
    風(fēng)機(jī)實際運行的工況點，取決于風(fēng)機(jī)及其運行的網(wǎng)絡(luò)特性�？梢酝ㄟ^改變風(fēng)機(jī)特性或者改變網(wǎng)絡(luò)特性的方法來實現(xiàn)變工況的目的，以滿足礦井安全生產(chǎn)的需要。離心風(fēng)機(jī)常用的調(diào)節(jié)方式有節(jié)流調(diào)節(jié)、變速調(diào)節(jié)、進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)、回流短路調(diào)節(jié)等多種，而煤礦上多采用前兩種。
    節(jié)流調(diào)節(jié)是在維持風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，只要在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上安裝節(jié)流裝置（閘門、擋板、風(fēng)門等），改變其開啟度，增大或減小網(wǎng)絡(luò)阻力，從而進(jìn)行流量、風(fēng)壓的調(diào)節(jié)。該方法調(diào)節(jié)設(shè)備簡單，但是不經(jīng)濟(jì)，不符合節(jié)能要求。
    離心風(fēng)機(jī)的各特性參數(shù)存在如下關(guān)系：（式中：Q-風(fēng)量；p-風(fēng)壓；Ⅳ一風(fēng)機(jī)軸功率；n一風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速）。改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，不僅可以改變風(fēng)機(jī)性能，而且節(jié)能效果顯著；離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速改變時，效率保持不變。所以變速調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性較好，是首先考慮的調(diào)節(jié)方式。
    例如：某礦進(jìn)行技術(shù)改造后的服務(wù)期限為11年，分3個階段進(jìn)行開采，各階段的通風(fēng)要求如表1所示。由于服務(wù)期限較短，不宜分期選擇通風(fēng)設(shè)備，又因通風(fēng)要求相差較大，設(shè)計選擇了適用范圍較大的離心風(fēng)機(jī)。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定采用變速調(diào)節(jié)方式，以滿足礦井通風(fēng)需要。變速調(diào)節(jié)與節(jié)流調(diào)節(jié)相比，其節(jié)能效果見表1。
    由表1可知，當(dāng)實際運行工況點與風(fēng)機(jī)額定工況點相差較大時，采用變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效果更加顯著。
2、調(diào)速方案的選擇
    離心風(fēng)機(jī)調(diào)速的方法很多，如異步電機(jī)的變級調(diào)速、繞線式電機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、可控硅變頻變壓調(diào)速、異步電機(jī)機(jī)組串級反饋調(diào)速、調(diào)速型液力偶合器調(diào)速等等，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體情況，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇適合本礦條件的調(diào)速方法。
    異步電機(jī)的變級調(diào)速，屬于有級調(diào)速，一般用于小型電機(jī)中，大功率電機(jī)中采用時，需要大電流引線組合，工藝較復(fù)雜。
    繞線式電機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，屬于有級調(diào)速，技術(shù)較簡單，但電阻是耗能器件，節(jié)能效果差。
    電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，傳遞功率較小，調(diào)速范圍只是額定轉(zhuǎn)速的80%~85qc，低轉(zhuǎn)速時損耗較大，效率較低。
  可控硅變頻變壓調(diào)速，具有功率因數(shù)高，不引起電源畸變，調(diào)速范圍大，效率高，是交流調(diào)速中比較理想的調(diào)速方法。只是用于大功率的產(chǎn)品規(guī)格不齊全。
    異步電機(jī)機(jī)組串級反饋調(diào)速，不論是機(jī)械反饋還是電氣反饋，均需直流電機(jī)，使調(diào)速裝置變得復(fù)雜，使用維護(hù)不便。
    調(diào)速型液力偶合器調(diào)速，是一種依靠工作液體傳遞動力的機(jī)械調(diào)速裝置。安裝在電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間，在啟動風(fēng)機(jī)時，先輕載啟動電機(jī)，然后逐步啟動大慣量的離心風(fēng)機(jī)，啟動平穩(wěn)、可靠，啟動性能好，對礦井電網(wǎng)系統(tǒng)影響較小。運行安全可靠、操作簡單易行，日常維護(hù)少，調(diào)速范圍寬。但由于存在轉(zhuǎn)差率，有部分能量損失。適用于中小型設(shè)備中。
3、結(jié)語
    必須根據(jù)礦井的通風(fēng)需要，選擇運轉(zhuǎn)可靠、工作效率高的通風(fēng)設(shè)備。對于服務(wù)期限較短，且風(fēng)量、負(fù)壓變化較大的礦井，可按照通風(fēng)困難時期選擇適用范圍寬廣的離心風(fēng)機(jī)，然后采用變速調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的實際運行工況點，滿足礦井各階段的通風(fēng)要求，保證礦井安全生產(chǎn)，最大限度地減少能耗，提高礦井的綜合經(jīng)濟(jì)效益。