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智能型局部通风机

智能型局部通风机

系统概述

矿井智能局部通风系统是为煤炭矿井确保正常生产需要提供的一种一机多用、效用高节能的自动控制装置,它实现了矿井局部通风控制系统与局部通风机的融合,同时系统配套局部通风机通过特殊设计,配套相应的监测传感器,和其他监测信号一起接入PLC自动控制系统,进行闭环控制,改变了国内局部通风机运行没有有效监测监控的现状,把矿井有效管理和设备安适运行有机的结合起来,从而改变了矿井掘进工作面受瓦斯造成的危害,在提高了设备的安适运行的同时,也保证了矿井正常生产。

该系统有上位机、局部通风机、变频调速装置、智能控制、分风器等组成。

组成及功能

(1)产品组成

装置由变频器、PLC、开关元件、瓦斯浓度传感器、温度传感器、风速传感器、一氧化碳传感器、粉尘传感器、广播系统和网络系统及风机本体组成。(详见图2)。

防爆交换机放在井下配电点并接入井下环网交换机,既保证了电源不间断又保证了主网络畅通,防爆交换机到智能变频可选择网线或光纤,距离近选择网线连接(100米以内),距离远选择光纤,智能变频内部预留以太网接口和光纤接口,视频和传感器数据等通过以太网上传到调度室上位机。

(2)功能及原理

调速装置的运行模式:根据采集到的瓦斯、温度、风速、CO、粉尘等信号来设定控制模式。

依据《规程》常规调速是依据瓦斯浓度来设置,具有“自控通风模式”、“自控排瓦斯模式”、“手控频率给定模式”等3种运行模式。

自控通风模式

对于低瓦斯矿井,工作面迎头、回风区瓦斯浓度都不超过设定值时,调速装置工作在自控通风状态,则切换至以巷道风量、温度、CO含量、粉尘含量来综合控制风机调速,此时巷道风量、温度、cO含量、粉尘含量任何一个测点超过设定值时,调速装置将自动提高转速,增大供风量(上限频率),直到超标信号恢复至设定安全数值以下后,则风机转速也由大变小(下限频率)。在此过程中瓦斯浓度需一直在常用值下,任何时候超标则立马切换至自控排瓦斯模式。
      -上限频率设定值设定范围30~50HZ 

-下限频率设定值设定范围20~45Hz

-自控通风模式下调速装置调速范围:在下限频率的设定值和上限频率的设定值之间。
      风量、CO、粉尘、温度信号位置及数量根据实际井下工况合理布置。

智能局部通风系统可与矿井现有人员定位系统、车辆定位系统相关联,根据人员、车辆变化情况进行调速,从而自动控制风量。

自控排瓦斯

调速装置正常工作在自控通风模式,当工作面迎头实际浓度>工作面迎头设定值或回风区实际浓度≥回风区设定值时,会自动转入自控排瓦斯模式,根据工作面迎头瓦斯浓度自动调节风机转速,工作面迎头浓度由小变大,则风机转速也由大变小;反之,工作面迎头浓度由大变小,则风机转速也由小变大,调节风机输出风量,避免瓦斯超限。
      当工作面迎头实际浓度>1.5%,调速装置会自动停止运行,且工作面迎头实际浓度下降到再起动设定值时,调速装置会自动起动运行;当工作面迎头实际浓度<工作面迎头设定值和回风区实际浓度<回风区设定值时,在10分钟后会自动转入自动通风状态。


(3)“双机热备”的工作方式
     “双机热备”是主、备调速装置之间的切换功能,调速装置控制两组独立电源供电的局部通风机自动切换,具有如下功能:
      (1)主通风机自动起动时,备用通风机处于待机状态;
      (2)主通风机停止运行或停电时,备用通风机在在自动模式下,自动起动;
      (3)主通风机运行时,如主通风机发生故障,备用通风机立即自动起动;在主通风机故障恢复之后,可按主通风机的起动按钮,主通风机在备用通风机输出频率降至0Hz时,自动启动。

(4)风电、瓦斯电闭锁及功能介绍
    风电闭锁:主调速装置起动并当输出频率达到20Hz后,输出节点闭合,主调速装置停止后输出节点断开。(注:该节点用于控制动力设备的供电)。

瓦斯电闭锁:调速装置处于“自动”运行状态时,当输入瓦斯浓度(回风区≥1.5%)或(工作面迎头≥1.0%)时,输出节点断开(注:该节点用于控制动力设备的供电)。
     显示:上位机组态软件需要同时监控各个工作面的局扇运行情况,当其中有工作面出现故障报警或侵入报警时,报警状态指示灯闪烁,同时音响发出报警声音,点击此报警灯显示详细报警信息。如果是侵入报警,点击摄像头图标可打开此工作面的摄像头查看视频信息。同时,如需给在此工作面工作的人员广播通知,可点击广播控制图标,打开广播控制页面。
如需控制或设置某个工作面的局扇,点击控制和设置图标,打开相应的控制设置页面。控制和设置需管理员登陆后才可操作。
     风机轴承温度和震动检测:系统还有部分功能根据客户现场风机情况来增加,例如风机轴承温度和震动检测,风机易损坏的风机的电机轴承,当轴承温度大于设定温度后,将进行报警提示,维护人员可及时对风机进行检修,避免紧急故障发生。
     风机保养提醒功能:本系统增加了风机使用保养提醒功能,对于风机使用时间进行储存计算,可根据厂家保养手册进行设定,到期提醒,避免忘记或过时保养,大大提升风机的使用寿命,使得风机保养更加人性化。

分体式智能风机配置图
      装置由双风机局部通风机系统,自动切换分风器、风机支架、变频器、PLC、开关元件、瓦斯浓度传感器、温度传感器、风速传感器、一氧化碳传感器、粉尘传感器、广播系统和网络系统及风机本体组成,其中功能可根据需求增减配置。(下图仅供参考)


分体式智能风机配置图

一体式智能风机装置,是我公司开发新型产品,是将变频器与局部通风机合二为一。将局部通风机风道式变频调速装置的散热器安装在局部通风机的风道内,局部通风机工作时产生的高速风流流过散热器表面及电动机外壳,提高散热器及电动机的散热效率。

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