应用案例

KXJT型矿用通风机自动调速装置的应用

字号+ 作者:admin 来源:未知 2010-04-17 10:07 我要评论( )

1.概况 煤矿井下局部通风机是用量大、耗能大的常用设备,每年需求量在数千台以上,但在性能调节功能上,基本上是空白。从理论上讲,调速是调节风机性能最经济、有效的手段。阻碍变频调速技术在局扇上应用的主要原因是价格昂贵,节能效果差,变频器可靠运行


 

1.概况

煤矿井下局部通风机是用量大、耗能大的常用设备,每年需求量在数千台以上,但在性能调节功能上,基本上是空白。从理论上讲,调速是调节风机性能最经济、有效的手段。阻碍变频调速技术在局扇上应用的主要原因是价格昂贵,节能效果差,变频器可靠运行难。随着对煤矿安全生产重视程度的增加,一些明显存在安全隐患工作场所,要求必须对风机性能进行调节。煤炭科学研究总院重庆分院根据当前煤矿的具体情况,在原有矿用通风机自动调速装置的基础上进行了技术改进,研制了一套KXJT型矿用通风机自动调速装置,并投入煤矿的使用。

2 结构及工作原理

2.1 结构

图1 矿用通风机自动变频调速装置结构简图

该装置总体结构如图1所示。

2.2 工作原理

该装置的工艺流程如图2所示。瓦斯浓度传感器适时检测工作地点的瓦斯浓度,以频率信号200—1000Hz(对应瓦斯浓度0—4%)传递到频率转换器,转换成模拟信号,PCD1控制器对瓦斯浓度值及其变化进行分析、判断,处理后的信号通过MODBUS通讯方式与变频调速器的控制系统连接,控制变频器按以固化的程序改变输出频率,调节通风机转速,达到控制通风机输出风量的目的。

3 适用范围和主要技术参数

3.1 适用范围

——掘进工作面限量排放瓦斯,实现最大效率的安全排放。因意外停电或计划停风而造成掘进工作面瓦斯超限时,该装置可自动以接近于合流点T3处的瓦斯浓度安全值进行排放,避免人工排放时难以控制瓦斯浓度,超量排放问题。

——采煤工作面限量抽排瓦斯,形成安全可控的引排系统。该系统在处理采煤工作面上隅角瓦斯积聚时,瓦斯传感器控头旋转在测试风筒中检测风流中瓦斯浓度。该装置根据设定的瓦斯浓度安全值自动调节通风机转速,确保抽出式通风机进口的瓦斯浓度不超过3%,实现安全抽排。

——节能运行。掘进正常通风时,根据工作面瓦斯涌出量的大小自动控制风速调节风量,既保证了瓦斯浓度不超限,又可避免风量过大而扬尘。

3.2 主要技术参数

输入电压:660V AC;

输入电压允许波动范围:(-25—+10)%;

输出电压:本安输出,18V/360mA DC;

本安输出允许波动范围:≤5%;

本安电源过流保护整定值:(370±10)mA;

本安电源过压保护整定值:(24±0.1)V;

输入频率48—52Hz、输出频率F10.0—F50.0Hz;

防爆类型:矿用隔爆兼本质安全型;

防爆标志:Exd[ib] I;

图2 控制内置系统

配接设备:KG9001B型智能高低浓度沼气传感器;

瓦斯传感器信号制式:200—1000Hz,线性对应:(0—4)%CH4及(0—10)% CH4

显示方式:人机操作界面,单色STNLCD显示,20个薄膜按键。显示运行状态、保护类别、故障状态、瓦斯浓度、报警等。

4 功能

掘进面迎头瓦斯浓度检测值:T1(0—4)%;

掘进巷道回风流瓦斯浓度检测值:T2(0—40)%;

回风巷混合处瓦斯浓度检测值:T3(0—4)%。

——调速装置初始通电(停电或计划停风)后,进入排瓦斯状态。此时,输出频率(30±0.5)Hz,响应时间(1±0.2)秒。调速装置在T3<1.0%CH4条件下,T3值增大,输出频率减小;反之亦然。在30—50Hz范围内自动连续调节输出频率,进行最大效率安全排放。

当T3<1.0% CH4、T1<1.4% CH4时,延时10分钟,系统完成排瓦斯过程,自动进入通风状态。

——手动控制状态。调速装置通电后,根据人机界面的操作提示,可选择手动控制,此时由操作人员自定运行频率值,频率波动范围±0.5Hz。

——自动控制排瓦斯状态。当T1≥1.4%CH4时,调速装置自动切换到排瓦斯状态。此时输出频率为(30±0.5)Hz,响应时间为(1±0.2)秒。随后,以T3<1.0% CH4为判别条件,T3值增大,输出频率减小;T3值减小,输出频率增大,在30—50Hz范围内自动连续调节输出频率,进行最大效率安全排放。当T1<1.4%CH4、T3<1.0% CH4时,延时10分钟,系统完成排瓦斯过程,自动返回通风状态。

当T1故障,程序选择T2值,实现T1的功能。以T3值为判别条件,T3值增大输出频率减小;反之亦然,频率在20—50Hz之间连续可调,立即安排人员更换传感器T1。

当T3故障,程序保护,输出频率(30±0.5)Hz,响应时间为(1±0.2)秒时,立即安排人员更换传感器。

——自动控制通风状态。当瓦斯瓦斯浓度T1≤1.4%CH4、T3<1.0% CH4的情况下,调速装置自动进入通风状态。此时,输出频率为(30±0.5)Hz,响应时间为(1±0.2)秒。程序跟踪T1值。在逼近T1≤1.4%CH4条件下,T1值增大输出频率增大;T1值减小输出频率减小,频率在30—50Hz之间连续可调,实现节能通风。

——主/备用通风机切换。人机界面设置主/备通风机切换功能键。通过外接断电仪,由操作人员选择切换。

——报警功能。报警点T1≥1.4%CH4,响应时间为(1±0.2)秒,报警误差≤+0.05% CH4。当T1<1.4%CH4,连续进行20分钟后解除报警。人机界面显示报警画面,外接声光报警器报警。

5 装置安装及接线

旋轴流式局扇安装在工作面,3个瓦斯监测传感器安放在3个不同的监测点。瓦斯传感器输出的信号接到变频器,变频器再分别接一、二级风机,实现对风机的调速。

6 结语

——节能高效。在同等条件下与无调节性能的高效风机相比,平均运行效率可提高15%左右,节省电能,对大功率风机,效果尢为明显。

——自动化程度高。该装置通过对工作地点瓦斯浓度实时检测,用控制器编程控制,智能地自动调节通风机输入电源的频率,达到按需通风的目的。

——元件品质高,安全性好。主要元部件均采用进口芬兰VACON(源自ABB著名品牌)定型产品,体积小、重量轻、发热量小、运行可靠,非常适合安装在井下隔爆箱体中,同时装置具有过流、短路、过压、欠电压、过热等完善的软硬件保护。

——该装置具有直观、清晰的人机操作界面,便于操作;稳定可靠的运转系统,高效可靠的散热器,使装置能更加稳定可靠的工作。

总之,KXJT型矿用通风机自动调速装置具有广泛的推广应用价值,不仅增加了效益,尤其对加强煤矿的安全生产具有重要的意义。


转载请注明出处。

1.本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2.本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3.作者投稿可能会经我们编辑修改或补充。

相关文章
  • 平煤股份六矿综合自动化、信息化设计与实施

    平煤股份六矿综合自动化、信息化设计与实施

    2011-01-04 21:23

  • 无线通信在风电站监控中的应用

    无线通信在风电站监控中的应用

    2010-11-22 19:44

  • 井下胶带煤炭运输系统新型除铁装置的研制及应用

    井下胶带煤炭运输系统新型除铁装置的研制及应

    2010-06-08 18:08

  • 基于防爆工业以太网的煤矿综合自动化系统

    基于防爆工业以太网的煤矿综合自动化系统

    2010-06-08 18:03