煤礦主通風機變頻調(diào)速及控制監(jiān)控系統(tǒng)

煤礦主通風機變頻調(diào)速及控制監(jiān)控系統(tǒng)概述煤礦巷道通風系統(tǒng)，在煤礦的安全生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，由于煤礦開采及掘進的不斷延伸，巷道延長，礦井所需的風量將不斷增加，風機所用功率也將加大；四季的交替，冷熱的變化，所需的風量也需不斷調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速以其優(yōu)異3二、變頻節(jié)能原理率因數(shù)、節(jié)電顯著和應用范圍廣泛等諸多優(yōu)點方式，可以實現(xiàn)以下幾個功能：眺生產(chǎn)成本;使用壽命;動化運行程度，安全生產(chǎn)。變頻調(diào)速控制系統(tǒng)利用變頻調(diào)速來實現(xiàn)風量（風壓）調(diào)節(jié)，代替擋風板等控制方式，不但可以節(jié)約大量的電能，而且可以顯著改善系統(tǒng)的運行性能。曲線（1）為風機在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風壓一風量（H—Q）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風阻特性（風門全開）。假設(shè)風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2,風量為Q1,軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風門的方法才目當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3）,系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，

風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風機轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風量（Q-H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3也隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率^N=（H1-H3）XQ2,用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。由流體力學可知，風量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。采用變頻器進行調(diào)速，當風量下降到80%時，轉(zhuǎn)速也下降到80%，而軸功率N將下降到額定功率的51.2%，如果風量下降到60%,軸功率N可下降到額定功率的21.6%,當然還需要考慮由于轉(zhuǎn)速降低會弓【起的效率降低及附加控制裝置的效率影響等。即使這樣，這個節(jié)能數(shù)字也是很可觀的，因此風機采用轉(zhuǎn)速控制方式來調(diào)節(jié)風量，在節(jié)能上是個有效的方法。理論分析和實測都證明用人為增加通風阻力（關(guān)小閘門）的方法調(diào)節(jié)風量會造成電能的浪費，是不可取的。而大型煤礦的服務年限大多在幾十年以上，投產(chǎn)初期到井田穩(wěn)定開采一般在十年以上，因此在主扇風機設(shè)計上余量會特別大，在才目當長的時間內(nèi)主扇風機一直處在較輕負載下運行。如果煤礦主扇風機還采用檔板調(diào)節(jié)，只會造成能源浪費、增加生產(chǎn)成本?？墒遣捎米冾l調(diào)速改變風機轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)風量，不但節(jié)能效益顯著，而且還有減少機械磨損延長機械使用壽命的效果。三、系統(tǒng)技術(shù)說明按照系統(tǒng)設(shè)計中各部分功能來劃分，將系統(tǒng)分為三大部分，即為：＞供配電系統(tǒng)?10KV高壓配電系統(tǒng)

?380/220V低壓配電系統(tǒng)?交流系統(tǒng)?直流系統(tǒng)＞變頻調(diào)速系統(tǒng)完成對電動機的驅(qū)動、保護功能，根據(jù)風量與瓦斯?jié)舛葘崿F(xiàn)PID閉環(huán)控制，實現(xiàn)風機自動調(diào)速運行；并具有重載啟動、過載能力強、保護功能完善等諸多優(yōu)勢。驅(qū)動部分還另設(shè)置旁路柜，在變頻器出現(xiàn)問題時，可自動將風機切換至工頻運行，保證井下通風正常，安全生產(chǎn)。＞無人值守控制及在線監(jiān)控系統(tǒng)；控制及在線監(jiān)控系統(tǒng)中采用可編程控制器PLC作為主控器，上位機配備工控機及組態(tài)軟件完成系統(tǒng)操作與監(jiān)控，PLC采用雙機熱備方式，任意一套控制器出現(xiàn)問題，另一套可以快速響應投入運行；控制部分采集現(xiàn)場設(shè)備及傳感器的返回信號，并根據(jù)運轉(zhuǎn)工況要求，通過編程的方式實現(xiàn)風機運行的授權(quán)遙控、現(xiàn)場集中、就地手動等控制方式，使風機系統(tǒng)達到智能運行，能自動切換風機，自動反風，實現(xiàn)無人值守。并實現(xiàn)系統(tǒng)中各設(shè)備的實時參數(shù)檢測、歷史數(shù)據(jù)查詢，相關(guān)重要參數(shù)的定期報表輸出，使操作人員對每臺設(shè)備的狀況充分了解，維護人員對設(shè)備的運行情況有據(jù)可查。礦井主通風機監(jiān)控系統(tǒng)完成以下自動控制和監(jiān)測功能：?主通風機正常狀態(tài)下的開、?？刂啤?主通風機定期輪換控制。?礦井發(fā)生事故需返風時的倒轉(zhuǎn)反風控制。?風門絞車控制?？刂骑L門電動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)風門的開閉，并監(jiān)測到位信號；

自動調(diào)節(jié)控制程序具有倒換風機預警、定時反風預告、風量調(diào)節(jié)預報三類程序?？刂骑L機電機高壓起動柜的分合閘，控制和保護變頻器和整流變壓器，并監(jiān)視其故障保護狀況。監(jiān)測風機電機的軸承溫度、繞組溫度信號。監(jiān)測風機的主軸承溫度、振動位移、喘振信號。顯示、記錄所檢測的各個溫度值，繪制曲線，并提供歷史數(shù)據(jù)的查詢。根據(jù)靜壓、壓差檢測信號，繪制靜壓、風量、風速和效率曲線，并提供歷史數(shù)據(jù)