礦用風(fēng)機自動調(diào)速裝置介紹--益大風(fēng)機（山東）有限公司-益大風(fēng)機（山東）有限公司

1 ．概況

    礦用風(fēng)機是用量大、耗能大的常用設(shè)備，每年需求量在數(shù)千臺以上，但在性能調(diào)節(jié)功能上，基本上是空白。從理論上講，調(diào)速是調(diào)節(jié)風(fēng)機性能最經(jīng)濟、有效的手段。阻礙變頻調(diào)速技術(shù)在局扇上應(yīng)用的主要原因是價格高貴，節(jié)能效果差，變頻器可靠運行難。隨著對礦山安全生產(chǎn)重視程度的增加，一些明顯存在平安隱患工作場所，要求必需對風(fēng)機性能進行調(diào)節(jié)。煤炭科學(xué)研究總院重慶分院根據(jù)當前礦山的具體情況，原有礦用通風(fēng)機自動調(diào)速裝置的基礎(chǔ)上進行了技術(shù)改進，研制了一套 KXJT 型礦用通風(fēng)機自動調(diào)速裝置，并投入礦山的使用。

    2 結(jié)構(gòu)及工作原理

    2 ． 1 結(jié)構(gòu)

    該裝置總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

    2 ． 2 工作原理

    該裝置的工藝流程如圖 2 所示。瓦斯?jié)舛葌鞲衅鬟m時檢測工作地點的瓦斯?jié)舛?，以頻率信號 200 1000Hz 對應(yīng)瓦斯?jié)舛?0 4% 傳送到頻率轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成模擬信號， PCD1 控制器對瓦斯?jié)舛戎导捌渥兓M行分析、判斷，處置后的信號通過 MODBUS 通訊方式與變頻調(diào)速器的控制系統(tǒng)連接，控制變頻器按以固化的順序改變輸出頻率，調(diào)節(jié)通風(fēng)機轉(zhuǎn)速，達到控制通風(fēng)機輸出風(fēng)量的目的

    3 適用范圍和主要技術(shù)參數(shù)

    3 ． 1 適用范圍

    掘進工作面限量排放瓦斯，實現(xiàn)最大效率的平安排放。因意外停電或計劃停風(fēng)而造成掘進工作面瓦斯超限時，該裝置可自動以接近于合流點 T3 處的瓦斯?jié)舛绕桨仓颠M行排放，防止人工排放時難以控制瓦斯?jié)舛?，超量排放問題。

    采煤工作面限量抽排瓦斯，形成平安可控的引排系統(tǒng)。該系統(tǒng)在處置采煤工作面上隅角瓦斯積聚時，瓦斯傳感器控頭旋轉(zhuǎn)在測試風(fēng)筒中檢測風(fēng)流中瓦斯?jié)舛取Ｔ撗b置根據(jù)設(shè)定的瓦斯?jié)舛绕桨仓底詣诱{(diào)節(jié)通風(fēng)機轉(zhuǎn)速，確保抽出式通風(fēng)機進口的瓦斯?jié)舛炔怀^ 3% 實現(xiàn)平安抽排。

    節(jié)能運行。掘進正常通風(fēng)時，根據(jù)工作面瓦斯涌出量的大小自動控制風(fēng)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，既保證了瓦斯?jié)舛炔怀?，又可避免風(fēng)量過大而揚塵。

    3 ． 2 主要技術(shù)參數(shù)

    輸入電壓： 660V AC

    輸入電壓允許動搖范圍： -25 +10 %

    輸出電壓：本安輸出， 18V/360mA DC

    本安輸出允許波動范圍： ≤ 5%

    本安電源過流保護整定值： 370 ± 10 mA

    本安電源過壓保護整定值： 24 ± 0 ． 1 V

    輸入頻率 48 52Hz 輸出頻率 F10 ． 0 F50 ． 0Hz

    防爆類型：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型；

    爆標志： Exd[ib] I

 

    配接設(shè)備： KG9001B 型智能高低濃度沼氣傳感器；

    瓦斯傳感器信號制式： 200 1000Hz 線性對應(yīng)： 0 4 %CH4 及 ( 0 10 % CH4

    顯示方式：人機操作界面，單色 STNLCD 顯示， 20 個薄膜按鍵。顯示運行狀態(tài)、維護類別、故障狀態(tài)、瓦斯?jié)舛取缶取?

    4 功能

    掘進面迎頭瓦斯?jié)舛葯z測值： T1 0 4 %

    掘進巷道回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葯z測值： T2 0 40 %

    回風(fēng)巷混合處瓦斯?jié)舛葯z測值： T3 0 4 %

    調(diào)速裝置初始通電 ( 停電或計劃停風(fēng) ) 后，進入排瓦斯狀態(tài)。此時，輸出頻率 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 響應(yīng)時間 ( 1 ± 0 ． 2 秒。調(diào)速裝置在 T3 ＜ 1 ． 0%CH4 條件下， T3 值增大，輸出頻率減??；反之亦然。 30 50Hz 范圍內(nèi)自動連續(xù)調(diào)節(jié)輸出頻率，進行最大效率安全排放。

     當 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 T1 ＜ 1 ． 4% CH4 時，延時 10 分鐘，系統(tǒng)完成排瓦斯過程，自動進入通風(fēng)狀態(tài)。

    手動控制狀態(tài)。調(diào)速裝置通電后，根據(jù)人機界面的操作提示，可選擇手動控制，此時由操作人員自定運行頻率值，頻率動搖范圍 ± 0 ． 5Hz

    自動控制排瓦斯狀態(tài)。當 T1 ≥ 1 ． 4%CH4 時，調(diào)速裝置自動切換到排瓦斯狀態(tài)。此時輸出頻率為 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 響應(yīng)時間為 ( 1 ± 0 ． 2 秒。隨后，以 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 為判別條件， T3 值增大，輸出頻率減??； T3 值減小，輸出頻率增大， 30 50Hz 范圍內(nèi)自動連續(xù)調(diào)節(jié)輸出頻率，進行最大效率安全排放。當 T1 ＜ 1 ． 4%CH4 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 時，延時 10 分鐘，系統(tǒng)完成排瓦斯過程，自動返回通風(fēng)狀態(tài)。

     當 T1 故障，順序選擇 T2 值，實現(xiàn) T1 功能。以 T3 值為判別條件， T3 值增大輸出頻率減??；反之亦然，頻率在 20 50Hz 之間連續(xù)可調(diào)，立即安排人員更換傳感器 T1

當 T3 故障，順序維護，輸出頻率 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 響應(yīng)時間為 ( 1 ± 0 ． 2 秒時，立即安排人員更換傳感器。

    自動控制通風(fēng)狀態(tài)。當瓦斯瓦斯?jié)舛?T1 ≤ 1 ． 4%CH4 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 情況下，調(diào)速裝置自動進入通風(fēng)狀態(tài)。此時，輸出頻率為 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 響應(yīng)時間為 ( 1 ± 0 ． 2 秒。順序跟蹤 T1 值。迫近 T1 ≤ 1 ． 4%CH4 條件下， T1 值增大輸出頻率增大； T1 值減小輸出頻率減小，頻率在 30 50Hz 之間連續(xù)可調(diào)，實現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)。

    主 / 備用通風(fēng)機切換。人機界面設(shè)置主 / 備通風(fēng)機切換功能鍵。通過外接斷電儀，由操作人員選擇切換。

    報警功能。報警點 T1 ≥ 1 ． 4%CH4 響應(yīng)時間為 ( 1 ± 0 ． 2 秒，報警誤差 ≤ +0 ． 05% CH4 當 T1 ＜ 1 ． 4%CH4 連續(xù)進行 20 分鐘后解除報警。人機界面顯示報警畫面，外接聲光報警器報警。

    5 裝置裝置及接線

    旋軸流式局扇安裝在工作面， 3 個瓦斯監(jiān)測傳感器安放在 3 個不同的監(jiān)測點。瓦斯傳感器輸出的信號接到變頻器，變頻器再分別接一、二級風(fēng)機，實現(xiàn)對風(fēng)機的調(diào)速。

    6 結(jié)語

    節(jié)能高效。同等條件下與無調(diào)節(jié)性能的高效風(fēng)機相比，平均運行效率可提高 15% 左右，節(jié)省電能，對大功率風(fēng)機，效果尢為明顯。

    自動化水平高。該裝置通過對工作地點瓦斯?jié)舛葘崟r檢測，用控制器編程控制，智能地自動調(diào)節(jié)通風(fēng)機輸入電源的頻率，達到按需通風(fēng)的目的

    元件品質(zhì)高，平安性好。主要元部件均采用進口芬蘭 VA CON 源自 ABB 著名品牌 ) 定型產(chǎn)品，體積小、重量輕、發(fā)熱量小、運行可靠，非常適合裝置在井下隔爆箱體中，同時裝置具有過流、短路、過壓、欠電壓、過熱等完善的軟硬件維護。

    該裝置具有直觀、清晰的人機操作界面，便于操作；穩(wěn)定可靠的運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，高效可靠的散熱器，使裝置能更加穩(wěn)定可靠的工作。

    總之， KXJT 型礦用風(fēng)機自動調(diào)速裝置具有廣泛的推廣應(yīng)用價值，不只增加了效益，尤其對加強礦山的平安生產(chǎn)具有重要的意義。