煤矿主通风机通风失稳控制的应用研究

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年2月第5期   作者:何先文 苟正洪
[导读] 目前,在我国现代社会经济不断发展的背景下,工业领域在整个过程中起到了非常重要的基础作用。

         摘要:目前,在我国现代社会经济不断发展的背景下,工业领域在整个过程中起到了非常重要的基础作用。对于工业生产而言,煤炭属于非常重要的燃料之一,可以为工业生产以及整个工业行业发展起到非常重要的促进作用。但是,在对煤矿材料进行开采时,其过程具有一定的系统性与复杂性,经常会面临各种安全隐患问题的产生。本文主要针对煤矿主通风机通风失稳控制的应用进行了深入分析,希望能为相关人员提供合理的参考依据。
         关键词:煤矿主通风机;通风失稳;控制策略

         对于煤矿企业而言,要想保证煤矿生产工作可以实现顺利开展,首先应该构造出良好的矿井通风条件。但是,目前我国煤矿生产企业比较多,并且都是一些中小型企业,所以煤矿开采水平比较有限,没有将相应的安全生产管理工作进行全面落实,缺少先进的安全防护措施,这就对煤矿生产过程安全性带来了非常严重的威胁。在煤矿生产过程中,主通风机作为最重要的通风设备,不但可以保证矿井内部正常通风,同时还能实现矿井内空气的有效传输,避免瓦斯浓度出现过高现象,对于保证煤矿生产安全性有着非常重要的作用。因此,应该加强对煤矿主通风机通风失稳控制的研究工作,保证可以将主通风机的价值作用充分发挥出来。
1、煤矿主通风机通风失稳产生的原因
1.1 煤矿主通风机出现故障问题 
         通常情况下,在煤矿生产过程中,其环境条件都比较差,在很长的一段时间内,煤矿主通风机都需要保持一种高负荷的运行状态。另外,煤矿主通风机系统在运行过程中,对于电压方面有着非常高的要求,电流比较大,所以,在经过长时间的运行之后,如果不能对其进行维护与保养,就很有可能会面临一些故障问题的产生。当煤矿主通风机在运行过程中出现故障时,就会造成机器停止运行,从而出现通风失稳问题。同时,目前存在很多煤矿生产企业为了可以保证生产工作实现顺利开展,通常会在煤矿主通风机上安装监控系统,主要是为了当主风机出现故障问题时,能及时发现并采取措施进行解决。但是,当监控系统长期处于恶劣的环境中时,也会在很大程度上增加故障问题发生概率,从而对监控系统使用效能产生一定的影响,在煤矿主通风机出现故障问题时,不能在第一时间内发出警报,这就会对整个煤矿生产带来非常大的安全隐患。
1.2 煤矿主通风机倒机期间出现故障问题
         通常情况下,在煤矿生产过程中,煤矿主通风机轴流风机功率比较大,大部分情况下都是在负载状态下启动的,同时,因为风机旋转部件体积比较大,所以在运行过程中会存在非常大的惯性,所以经常会出现煤矿主通风机不能启动的现象,这也是煤矿主通风机系统故障管理工作中非常重要的问题。另外,在日常维护工作中对煤矿主通风机进行检查时,备用风机也会出现无法启动的现象,这也会带来通风失稳问题的产生,也就是在煤矿主通风机倒机时,需要将运行中风机停机运行,然后启动备用风机,所以,当备用风机出现故障时,就会影响通风系统向矿井当中传输空气,从而导致瓦斯浓度超出标准范围。
1.3 煤矿主通风机喘振
         煤矿主通风机在运行过程中还经常会出现喘振现象,一般是因为风阻发生变化而产生,当煤矿主通风机长时间在振喘状态下运行时,就会出现风流波动问题,在这种情况下如果出现了脉动剧烈,就会导致煤矿主通风机相关部件受到不同程度的损坏现象,这也是叶片断裂问题产生的重要原因,如果不能对部件损坏问题进行合理解决,当机械因此受损时,可能会引发房间坍塌问题的产生,从而将直接影响到整个通风系统安全性与稳定性。


2、加强煤矿主通风机通风失稳控制的相关策略
         在煤矿生产过程中,为了可以在更大程度上保证整个生产过程安全性,首先应该对煤矿主通风机运行状态引起高度重视,保证该系统可以一直处于安全稳定的运行状态。针对这种现象,在煤矿主通风机系统运行中,工作人员应该对通风失稳问题进行深入研究,在此基础上将相应的维护管理工作进行全面落实,同时加强相应的预警管理机制,在第一时间内发现煤矿主通风机运行中存在的故障问题。本文针对煤矿主通风机通风失稳问题提出了一些有效的控制策略,具体主要体现在了以下几个方面。
2.1 煤矿主通风机故障通风失稳的控制措施
         结合目前的实际情况来看,当煤矿主通风机出现故障通风失稳现象时,煤矿生产企业主要是采用监控系统来解决,当煤矿主通风机出现故障停止运行时,备用风机可以立刻启动,从而保证整个通风系统的正常运行。但是,结合相关的实践结果进行分析,当采用监控系统对故障失稳问题进行控制时,监控系统经常会出现失灵现象,所以,通风机通风失稳问题同样会产生。因此,要想保证煤矿主通风机在运行过程中能满足一定的稳定性要求,提升通风机系统可靠性,就必须对现有的生产技术进行不断创新与完善,从而在更大程度上提升监控系统运行效率和质量。同时,我国相关部门对于煤矿通风系统稳定问题有着高度重视,并且加强了通风失稳问题方向的研究工作。结合相关的研究结果来看,在我国现有的煤矿生产安全技术中,对煤矿主通风机故障诊断水平仍然有限,在很多技术方面还需要加强实践,最终很难达到预期的应用效果。针对这种现象,矿井生产领域还需要加强研究,从而才能促进诊断水平的不断提升。
2.2 煤矿主通风机倒机通风失稳控制措施
         当煤矿主通风机进行倒机时,备用风机是否可以顺利启动,时矿井通风机故障倒机中的重要问题,为了保证备用风机可以顺利启动,相关人员在对通风机轻载启动研究工作中,提出了通风机热备用的方法。也就是在煤矿主通风机停止运行之前,先将备用风机进行启动,当风机从冷备用向热备用进行过渡时,可以回避备用风机启动无效的问题。目前,在经常食用的停机倒机方法中,通风动力缺少以及不停机倒机问题也导致瓦斯超标现象的主要原因。因此,应该对停机倒机模式进行改善,转变为不停机倒机模式,通过旁路风门使备用风机启动热备用提升通风动力,通过这种方式可以实现风路的有效转换,这样风门与风路在进行切换时,在有限的时间内完成风量波动。当监控系统处于运行状态时,就说明通风机系统在倒机前热备用正常,这就在很大程度上提升了倒机成功率。同时,煤矿主通风机系统影响时间控制在三十秒内,在倒机时间段内,可以将风量波动控制在40%以内,从而对以往倒机模式中存在的瓦斯超标问题进行合理解决。
2.3 煤矿主通风机喘振失稳控制策略
         当煤矿主通风机系统在实际的运行过程中,当系统调风时会导致风阻产生一定的变化,从而造成通风系统风阻不断增加,这就容易使煤矿主通风机工作点落入到喘振范围内。同时,当轴流风机性能出现喘振问题,或者是风机入口出现偏流现象是,也会造成喘振问题的产生。针对这种现象,可以在煤矿主通风机系统当中增加分流器,从而进一步扩展风机的安全范围,或者也可以设置相应的旁通管,对喘振问题进行有效解决。最后,工作人员也可以对管网特点做出调整,通过这种方式来降低风阻,从而消除喘振现象。
3、结语:
         综上所述,在煤矿生产过程中,煤矿主通风机属于其中非常重要的设备之一,其运行稳定性与整个煤矿生产安全性之间有着非常密切的联系。因此,一定要加强对煤矿主通风机通风失稳问题的研究工作,对失稳现象产生的原因进行明确,从而采取有效的控制措施进行解决,在最大程度上保证煤矿主通风机运行安全性与稳定性,这对于煤矿生产工作顺利开展有着非常重要的作用。

参考文献:
[1]高亚鹏.煤矿主通风机通风失稳控制探究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(02):176-177.
[2]李钢.煤矿主通风机通风失稳控制的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(20):167-168.
[3]常宾.主通风机通风失稳控制的研究与应用[J].化学工程与装备,2019(10):222+209.
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