KXJT型矿用通风机自动调速装置的应用.doc

KXJT型矿用通风机自动调速装置的应用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21结构该装置总体结构如图1所示。22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2001000Hz(对应瓦斯浓度04%)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31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。32主要技术参数输入电压：660VAC；输入电压允许波动范围：(-25+10)%；输出电压：本安输出，18V/360mADC；本安输出允许波动范围：5%；本安电源过流保护整定值：(37010)mA；本安电源过压保护整定值：(2401)V；输入频率4852Hz、输出频率F100F500Hz；防爆类型：矿用隔爆兼本质安全型；爆标志：ExdibI；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：2001000Hz，线性对应：(04)%CH4及(010)%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(04)%；掘进巷道回风流瓦斯浓度检测值：T2(040)%；回风巷混合处瓦斯浓度检测值：T3(04)%。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(3005)Hz，响应时间(102)秒。调速装置在T310%CH4条件下，T3值增大，输出频率减小；反之亦然。在3050Hz范围内自动连续调节输出频率，进行最大效率安全排放。当T310%CH4、T114%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05Hz。自动控制排瓦斯状态。当T114%CH4时，调速装置自动切换到排瓦斯状态。此时输出频率为(3005)Hz，响应时间为(102)秒。随后，以T310%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3050Hz范围内自动连续调节输出频率，进行最大效率安全排放。当T114%CH4、T310%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2050Hz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(3005)Hz，响应时间为(102)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T114%CH4、T310%CH4的情况下，调速装置自动进入通风状态。此时，输出频率为(3005)Hz，响应时间为(102)秒。程序跟踪T1值。在逼近T114%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3050Hz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T114%CH4，响应时间为(102)秒，报警误差+005%CH4。当T114%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