礦井通風機系統(tǒng)的構成及主要參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)設計

1、    礦井通風機系統(tǒng)的構成及主要參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)設計    叢高影摘 要：礦井主通風機主要擔負著整個礦井或礦井某一區(qū)域的通風任務，由于主通風機需要保持長期持續(xù)的運轉狀態(tài)，如果出現(xiàn)問題直接影響煤礦的安全，所以，必須通過對風機、溫度、振動參數(shù)等各種參數(shù)采集與監(jiān)測以達到控制風機正常運轉的目的，主要包括根據(jù)實際情況對風機的選型、溫度傳感器的選擇、風量的監(jiān)測方法和風機振動情況的監(jiān)測等。關鍵詞：風機 參數(shù) 監(jiān)測：td635 ：a ：1674-098x（2017）06（a）-0089-021 礦井通風系統(tǒng)的基本構成該系統(tǒng)的主通風機有兩臺，它們之間沒有主次之分，兩臺通風

2、機輪流使用，這樣就能夠保證一旦主通風機出現(xiàn)故障時，這個通風機系統(tǒng)不至于癱瘓，既能使設備得到及時的保養(yǎng)，又能使系統(tǒng)可靠運行，這種結構就是雙冗余結構。風壓、溫度、瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)是該系統(tǒng)控制的重要依據(jù)。該系統(tǒng)主要由兩部分構成，即上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)。西門子公司wincc組態(tài)軟件是上位機系統(tǒng)的控制軟件。西門子s7-300作為下位機的處理核心，負責完成各種任務，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸出和控制算法等，適用于大量的信息處理和高實時性的煤礦通風機監(jiān)控系統(tǒng)。其中有4個變頻器，主要作用是接受指令，調節(jié)風機旋轉頻率，達到控制目的；6個em277擴展模塊，主要作用是將數(shù)字量轉化為模擬量的模擬量輸入模塊；兩個風壓傳感器，

3、主要作用是測量礦井下風量的大?。粌蓚€溫度傳感器，主要作用是測量電機的軸承溫度和整個運行環(huán)境的溫度；兩個瓦斯傳感器，監(jiān)測巷道內的瓦斯?jié)舛取? 礦井主通風機的選擇2.1 按氣體流動方向的不同，通風機的分類（1）離心式風機：空氣流入風機葉輪，離心力使其被軸向壓縮，然后徑向流動。（2）軸流式風機：氣體沿著主承軸進入到葉片通道，在旋轉的過程中，形成圓柱形的氣流，氣體在其上面流動。（3）混流式風機：氣體在進入葉道時，不與主軸平行，而是有一定角度，這樣在旋轉式就形成錐形氣流。（4）橫流式風機：氣體以垂直于主軸的方向進入葉道，旋轉時氣體受到葉片作用產生壓力。對于我國的大中型礦井來說，采用較多的還是軸流式通風機

4、，主要是原因是該系列風機具有結構簡單，穩(wěn)固可靠、噪聲小和功能選擇范圍廣等特點。2.2 對旋式軸流風機具有的優(yōu)缺點為：（1）傳動的效率十分高。（2）對旋軸流式風機最高壓力點值較高。（3）靜壓力的效率高。（4）對旋式軸流風機能夠逆向送風。2.3 礦井主通風機的有關參數(shù)的計算和處理2.3.1 風量通風機風量就是在單位時間內，氣體流入通風機的體積。2.3.2 風壓在通風機系統(tǒng)中，風壓就是單位體積內，空氣所具有的勢能。風壓可分為全壓、動壓和靜壓。2.4 風機的特性曲線隨著通風機內氣體流量的變化，通風的效率、風壓和軸功率也發(fā)生變化，它們之間存在一定的關聯(lián)。由此得到的曲線就是通風機的特性曲線（圖1）。3 礦

5、井主通風機主要傳感器的選擇能夠確保煤礦生產一直處于一個安全穩(wěn)定的條件下，即風機運行過程中的，必須實時監(jiān)測，主要包括風機的后軸承溫度、負壓的大小、風速的大小等。3.1 溫度傳感器在整個煤礦通風機監(jiān)測系統(tǒng)中，對溫度的監(jiān)測是其中一項參數(shù)指標。鉑熱電阻是熱電阻中應用比較廣泛的，它在復雜環(huán)境下和高溫狀態(tài)下工作穩(wěn)定，鉑熱電阻制成標準溫度的基準儀，其溫度測量區(qū)間在-200 +600 。ptl00是該系統(tǒng)選用的溫度傳感器。通風機電機運行時的軸承溫度，它的實時數(shù)據(jù)也是必須采集的一種參數(shù)。整個溫度數(shù)據(jù)采集的過程，先由溫度傳感器測量溫度，將采集來的數(shù)據(jù)轉化成可傳輸?shù)男盘?，經過信號整定，再將模擬量轉化為數(shù)據(jù)量，最后傳

6、給plc。3.2 風機振動參數(shù)的測量在風機運行過程中產生振動，如果振動輕微，不會對系統(tǒng)產生影響。但振動的幅度太大或者振動不規(guī)律，就可能造成風機停機或損壞。在測量振動時，要選取合理的測量量，如振動位移、振動加速度和振動速度等。根據(jù)系統(tǒng)的要求，選取風機主軸承的振動速度作為反映測量振動參數(shù)好壞的依據(jù)。振動速度快則噪音大，振動速度慢則噪音小。在通風機監(jiān)控系統(tǒng)中，對風機主軸承振動的測量，分為水平和垂直振動兩種。通過歷史使用經驗法可以知道，如果用振動位移作為測量參量，就應該使用電渦流式傳感器；如果用振動速度作為測量參量，就應該使用速度式傳感器；如果用振動加速度值作為測量參量，就應該使用加速度式傳感器。3.

7、3 風機風量的測量風量是監(jiān)測通風機運行狀況好壞的一個重要指標。要測量風量主要有兩個途徑，一個是通過風速來測量風量，另一個是通過測壓管來測量風量。3.3.1 風速監(jiān)測風量通過測量風速的大小來確定風量的大小，所以要得到風量的測量值，只要測量出風速的大小就可以了，這樣就需要使用風速傳感器。在礦井中需要測量風速的地方主要有：通風機的井口、每一個巷道和各種風口等處。這些地方的風速大小都是通過gfwl5風速傳感器測量出來的，最后通過這些測量數(shù)據(jù)來計算風量的大小，調整礦井通風機的運行狀態(tài)，保證礦井的安全。3.3.2 測壓管監(jiān)測風量應用測壓管監(jiān)測風量，其原理是只要能夠測出管內一點的動壓值，根據(jù)下面的計算公式就能夠算出這一點的風速。這是一種十分簡便可行的方法。計算公式如下：4 結語該文主要介紹了礦井主通風機的主要結構特點，通過對通風機性能特性的比較，選擇了對旋式軸流通風機作為該系統(tǒng)的礦井主通風機。該文還詳細了介紹了實時監(jiān)測方法的特點和功能，分析了礦井主通風機的各種實時運行參數(shù)的監(jiān)測方法，選取合理的傳感器構成整個風