ANN型液压动叶在线可调轴流式风机在煤矿的应用

　　体现出来的应用特点及使用效果，提出了风机运行中需注意的问题及其发展方向。

　　构的调节。调节简便速度快，还可以保证各叶片角度的一致性，但须在停机时操作。由于煤矿用风机调节不频繁，且有备用风机，故一般采用停机调节。

　　（1）液压动叶可调机构的组成及工作原理。AN型风机采用目前比较先进的动叶可调机构，该机构采用油压调节，由SIOS5FLAH型电动执行机构、液压系统等构成。其工作原理为：当操控装置将调节信号传递给叶片执行器后，叶片执行器的伺服电机脉冲通过驱动杆传递到外部调节臂上，外部调节臂又通过调节轴将调节运动传递给叶片角度调节装置。调节装置的调节轴通过拉叉将调节运动传递给旋转油密封，从而启动调节阀，旋转油密封系统又与液压系统相连，将液压油送往液压系统并构成回路。在叶片角度调节过程中，调节阀活塞在液压缸中运动，从而导致液压缸的活塞运动，直到达到相对于调节阀的平衡位置。液压缸推动轮毂调节盘，通过滑块将运动传递给调节臂和叶片，从而使叶片转动。液压动叶可调系统如所示。

　　平煤集团八矿矿井通风系统为对角与分区混合的混合式通风，主要通风机工作方式为抽出式。按照矿井发展规划，北风井担负西翼及二水平的通风任务，为了提高装备水平和矿井通风安全系数，在此安装了2台ANN系列型风机，一备一用。由于该风机的选型采用的是“量体裁衣”的方法，从而得到针对实际参数的佳风机选型方案，具有较高的性价比。现结合该风机在平煤八矿的实际运行情况就其应用特点作一浅析。

　　1风机基本技术参数及结构600转速990r/min电机大功率2等级为6000V叶轮直径3120mm叶片调节角度10~50°，额定风量380m/，s额定风压4308Pa该风机主要由静态件（叶轮机壳、进气箱、扩散器、滑轨等）、旋转件（主轴承组、轮毂、叶片等）和辅助设备（夜压站、润滑站）等部件组成。

　　2风机的主要技术特点2.1液压动叶可调试机构矿井轴流式风机一般采用调节风叶角度改变风机特性曲线的方法调整风机的工况点，从而达到调节风机的目的。风叶角度调整一般有2种方式：①人工调节。该方式费时又费力，各风叶角度之间存在较大误差，风叶角度不一致。②静止一次可调机于河南省委党校，现任平煤八矿机电矿长。

　　液压动叶可调机构的应用特点。①通过平衡装置降低叶片对调节装置的力矩，然后通过调整盘进行叶片调整。避免发生国内部分厂家的风机由于通过齿轮传动机构来调整叶片角度，长时间使用后而发生的齿轮磨损、齿侧间隙大、轮齿损坏以致造成叶片难以固定的问题。②风机叶柄轴承使用了较常规更大的滚珠，消除了叶片闭锁。并取消了滚珠保持架，加2个滚珠，加大了滚珠的接触面积，确保了滚珠与滚道之间的更好接触，轴承可以承受更大的离心力，确保了轴承寿命。延长了保养周期，降低了维修费用。③叶片调节装置的液压缸采用设计，使液压缸内任一时刻油的流动都是连续的。

　　叶片在不转动时，活塞两侧压力X面积的值是相等的。执行机构开始动作后，液压缸内活塞两侧压力X面积的值大小变得不等，于是执行机构的动作100被传递，形成叶片开启角度的变化。在调节过程中，没有机械滞后，叶片调节100准确，叶片开启的角度100得到反馈。同时，由于油的流动是连续的，确保了液压缸内的油始终是清洁的。④采取动叶可调装置后，在运行中调节风叶角度既省时又省力，避免了一般轴流风机停机调节角度时的停机、倒台操作，避免了调节风叶角度时的操作程序繁杂、时间长、劳动强度大等问题。⑤采取动叶调节，使风机启动方式及倒台方式有了更多的选择。轴流式风机风叶角度调整好后一般是固定的，启动时为避免风机运行在驼峰以左工作区域出现运行不稳定情况，一般采取带负荷启动，开机前必须先将风门打开，易造成风机倒台时矿井有风流中断现象。而ANN型风机采用动叶可调，风机启动时，风叶角度为“零”角度（小角度）空载启动完毕后，再打开风门调节风叶角度至需要值，理论上为风机不停机倒台提供了可能。

　　2.2风机的在线监控算机和PC组成的一个二级分布式计算机系统。

　　由PL组成的现场控制站按通风机台数配置，在通风机房控制室设2台监控管理计算机，采用工业以太网方式采集各控制装置的信号，并进行集中控制和管理；还可通过工业以太网与矿井调度室或机电设备管理服务器通讯，实现两者数据交换和共享同时接受矿井调度室或机电设备管理服务器的控制、调度指令。

　　风机运行的可靠性直接关系到矿井的安全生产和经济效益。因此，该装置P1C系统选用了西门子S7-300系列，CP选用带PROFBUS总线接口的S-315DP工业总线采用PROFBUS总线连接远程模块。监控装置设有自动、手动、检修3种控制方式：自动方式是指按预先编制的程序进行集中控制；手动方式是当监控管理计算机和现场控制站PC全部瘫痪时，通过硬件设备启停按钮紧急启动风机及相关设备；检修方式是当另一台风机在运行、本台风机检修完成后，进行的短时试运行或风机调试。

　　风机操作工作站以人机对话方式指导操作，人机界面良好。在自动状态下，可用键盘和鼠标实现风机受控设备的启停操作。风机操作工作站彩色屏幕（CRT可显示通风机房平面图及工艺流程的剖面图，剖面图上有动态的实时参数值显示、设备状态显示和事故报警信息显示等几十幅可切换的动态画面，可实时在线监视风机运行状况。各种保护齐全，并加了失速、振动报警器，避免了风机发生失速或振动过大而引起的风机损坏。

　　23进风闸门通常情况下，国内厂家生产的风机所用的进风口闸门通常是推拉式或起吊式闸门。此类闸门结构比较简单，但其性能差，反应时间与操作时间长。ANN3120 /1600N型风机采用国际上通用的百叶窗式风门，其优点是：控制性能好，运转灵活、可靠，反应时间与控制时间短，防低温结冰。

　　3通风机运行情况该风机于2007年5月13日挂网投入运行，并进行了性能测试，实测性能曲线如所示，测试参数结果见表1从运行至今，调节过2次风叶角度，分别从25*调至27. 5*27.5*调至30*调节过程简便，调节后通风机运行平稳。

　　4风机运行中需要注意的问题（）倒机的安全性。该风机原倒机方式为停机倒车，中间停风时间长，短倒机时间需要4mi易造成瓦斯超限。针对煤矿通风的特殊安全要求，为尽量缩短停风时间，并结合现场实际情况，在原有控制程序的基础上，对倒机程序进行了修改，改为不停机倒机，即先启动备用风机，然后再停运转风机，将倒机停风时间缩短到2mj如果对控制程序继续优化完善，风机倒机时间还可以缩短，倒机的安全性、可靠性得到进一步提高。

　　表1ANN-3120600N型通风机性能参数序号检验项目技术要求实测值风机轴承温度/*c电机定子温度/*c空气密度/kgm3实测值风机静压/Pa电动机功率/kW通风机效率扩散器噪声振动测试/mm=s1故障诊断无停机信号的特殊性。考虑到风机的连续运转特性，以及煤矿属高危行业的特殊性，并结合现场实际情况将部分停机信号改为报警信号。

　　防止窜入高电压。风机控制采用的PLC为S7-300型，其部分开关量模块和模拟量模块及传感器运行电压为24V信号电流为4 ~20mA易受到外部高电压冲击而损坏。因此，在使用中应注意防止窜入高电压而损坏设备。

　　风机的反风特性。随着科技的发展，高压电气微机综合保护装置逐渐普及，但大部分生产厂家都没有考虑到风机反转反风的特性，造成风机反风时，保护动作不能实现。针对这种问题，在现场可通过加装转换开关和反转保护程序来实现风机的反转反风。因此，厂家在设计煤矿风机的配套产品时，应充分考虑到风机的反风特性。

　　提高设备维护水平。风机实现自动控制后，虽然操作简便，但设备结构复杂，执行环节多，故障点多，加了维护量，需提高维护水平和设备维护质量。

　　加角度值显示。为减少偏差，操控系统调节风叶角度采用百分度调节，调节风机角度时需将角度值换算成百分度，有些不便。可以考虑加角度值显示。为防止在运行中出现误动作（使风叶角度回到小角度的故障）相应加了小角度值报警。

　　5结语该风机采用动叶可调式调节机构，在风机运行中即可调节，调节简便、速度快，还可以保证各叶片角度的一致性。另外，进风闸门使用国际上通用的百叶窗式风门，控制性能好，运转灵活、可靠，反应时间与控制时间短，而且防低温结冰。

　　风机实现了自动控制。采用PL+上位机监控模式和PL+见场总线控制模式，针对互备的风机，构成互备的2套风机控制系统、2个监控站互为冗余。同时具有对高压系统进行遥测、遥控功能。

　　具有先进性、可靠性和安全性。

　　该设备运行平稳可靠，而且由于设备性能较高，维护保养周期长，从而有效地减少了维修次数，降低了维护费用。与国内轴流式风机相比处于水平，有推广使用价值。