煤矿瓦斯抽采监控系统介绍--2014.2.7PPT课件.pptx

煤矿瓦斯抽采监控系统 瓦斯研究所陈硕 2014 02 07 系统及产品介绍 目录 目录 五 流量传感器选型 四 故障分析 三 系统重点产品介绍 二 系统组成与组网方式 一 系统概述 系统概述 一 系统概述 为什么需要建设瓦斯抽采监控系统 前言 建设背景 矿井瓦斯的来源 矿井瓦斯从哪里来 煤层中的瓦斯 占主要 游离和吸附两种状态 高负压管道 采空区的瓦斯 占次要 低负压管道 围岩裂缝中涌出的瓦斯 瓦斯的危害 瓦斯的价值 国家标准要求 所有的矿井都需要建设瓦斯抽采监控系统吗 AQ1027 2006要求 有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采并达标开采有煤与瓦斯突出危险煤层一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3 min或者一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3 min矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3 min矿井年产量1 0 1 5Mt 绝对瓦斯涌出量大于25m3 min矿井年产量0 6 1 0Mt 绝对瓦斯涌出量大于25m3 min矿井年产量0 4 0 6Mt 绝对瓦斯涌出量大于15m3 min矿井年产量 0 4Mt 绝对瓦斯涌出量大于15m3 min 国家标准要求 AQ1027 2006要求 突出矿井和高瓦斯矿井必须建立地面固定抽采瓦斯系统其他应当抽采瓦斯的矿井可以建立井下临时抽采瓦斯系统同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井 根据需要分别建立高 低负压抽采瓦斯系统 系统建设的必要性 安全生产的保证 优质能源 环境保护 一箭三雕 瓦斯抽采的原则 瓦斯抽采的原则 瓦斯治理的12字方针 先抽后采 监测监控 以风定产 瓦斯综合治理的16字工作体系 通风可靠 抽采达标 监控有效 管理到位 应抽尽抽 多措并举 抽掘采平衡 尽可能多的在瓦斯进入矿井风流以前将其抽采出来 抽采瓦斯要有针对性 要有正规设计 施工和科学管理 瓦斯抽采的方法分类 按瓦斯来源划分开采层瓦斯抽采采区大面积预抽边掘边抽 边采边抽人为卸压抽采邻近层瓦斯抽采上邻近层抽采下邻近层抽采采空区瓦斯抽采全封闭式抽采半封闭式抽采围岩瓦斯抽采围岩裂隙抽采溶洞抽采 对矿井瓦斯涌出来源多 分布范围广 煤层赋存条件复杂的矿井 应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法 二 系统组成与组网方式 系统组成与组网方式 系统示意图 系统示意图 系统示意图 系统示意图本层 系统示意图穿层 KJ619煤矿瓦斯抽采监控系统 监测部分 各种传感器 瓦斯抽放参数监控装置等 控制部分 可编程控制箱 PLC 操作台 控制驱动器 蝶阀控制箱等 通用部分 分站 交换机 光端机 数据接口 电源箱 中心站等 系统组成 系统组成监测类产品 管道参数 管道四参数 管道一氧化碳管道四参数 流量 甲烷 负压 温度 泵站环境参数 泵站工况参数 其它参数 泵站环境甲烷 液位 温度 泵的工作状态 运行状态 供水状态 工作电压 电流 储气罐参数 钻孔深度等 系统组成流量介绍 工况混合流量 工况纯流量 标况纯流量 标况混合流量 工况纯流量 工况混合流量 甲烷浓度 标况纯流量 标况混合流量 甲烷浓度 系统组成思考 为什么管道负压 温度 甲烷浓度 流量的频率信号要固定接入抽放大分站的9 10 11 13号口 思考问题一 2 1 思考问题二 理论上 抽放泵前负压端工况混合流量值应等于后方正压端的工况混合流量值 系统组成控制类产品 闭环控制 控制设备 执行设备 受控设备 监测设备 KXJ1 660矿用隔爆兼本安型可编程控制箱ZKC24 T操作台 KDK660控制驱动器阀门控制箱启动器 抽放泵冷 热水泵电动阀门装置 开停传感器其它传感器 建设内容系统架构图 三 系统重点产品介绍 系统重点产品介绍 重点产品流量传感器分类 差压测量方法 速度测量方法 容积测量方法 质量测量方法 孔板 V锥 文丘里管 均速管 皮托管 涡街 光学法 浮子流量计 涡轮 转子式 旋转叶片式 往复式 热式质量流量计 科式质量流量计 重点产品监测类重点产品介绍之GLV系列V锥流量传感器 差压检测原理 中心站定义为抽放大分站 适用环境 50 1000mm特定管道 适用于中低流速 极低流速可定制 优点 自整流 自清洁 抗震动 抗水汽 抗干扰 集成度高 RS485和频率信号输出 缺点 有一定压损 孔板的10 30 大管径V锥比较笨重 重点产品监测类重点产品介绍之瓦斯抽放多参数传感器 2014年主推产品 重点产品监测类重点产品介绍之GLW系列涡街流量传感器 卡曼漩涡检测原理 适用环境 50 300mm特定管道 满管式 300 1000mm特定管道 插入式 适用于高流速 无显著振动环境 优点 测量精度高 受水汽 粉尘影响小 响应时间快 管道压损小 缺点 不适用于有振动的环境 不适用于中低流速管道 前后直管段要求较高 变径涡街 重点产品监测类重点产品介绍之GLD1000 1400热式流量传感器 热传导技术原理 适用环境 50 1000mm任意管道 满管式 适用于低水汽 无脉动气流环境 优点 测量精度高 管道压损可忽略不计 量程比宽 极低流速测量优势突出 安装极为方便 缺点 不适用于水汽严重或有脉动气流的环境 响应时间慢 前后直管段要求较高 重点产品甲烷传感器分类 KGJ27A热导 GJG100J激光 GJG100H红外 管道高浓甲烷 汽水分离是管道高浓甲烷传感器使用效果好的保障 重点产品监测类重点产品介绍之激光甲烷传感器 原理 采用先进的调频半导体激光吸收光谱技术 TDLAS 甲烷气体只对特定波长的激光敏感 优点 测量精度高 测量范围0 100 不受其它气体干扰影响 几乎不受水汽影响 标校周期长 一般在20天以上 长期稳定性好 理想使用寿命可达5年以上 2014年主推产品 重点产品监测类重点产品介绍之红外甲烷传感器 原理 利用比耳 朗格红外吸收定律 即不同气体对特定波长的光有吸收 吸收的强度和气体的浓度正比 优点 测量范围0 100 测量精度高 安全性和稳定性好 理想环境使用寿命可达5年 不存在 中毒 问题 缺点 受水汽影响明显 值增大 重点产品监测类重点产品介绍之热导甲烷传感器 原理 通过铂丝感受其周围传热系数变化来检查甲烷浓度 甲烷浓度越大 铂丝周围越不传热 则铂丝温度升高 优点 价格便宜 技术成熟 缺点 由于其原理所致 无法准确检测4 以下浓度甲烷 插入式结构易受水汽影响 重点产品监测类重点产品介绍之瓦斯抽放参数监控装置 功能 实时监测各项管道参数 泵站环境参数和工况参数 就地显示并上传 可设置 具有自动报警功能 优点 显示直观 零部件有独立安标 可根据客户需求灵活配置 可自成小系统也可接入现有系统 表头需要设置地址号才能显示对应参数 例如管道压力 管道温度 管道甲烷浓度 管道一氧化碳浓度和管道工况混合流量在表头上的地址应分别设为21 22 23 24 25 重点产品监测类重点产品介绍之JC1型缺水开关 功能 利用供水管道内水压 促使机械部件动作产生开关量信号 1mA 5mA 输出 优点 安装方便 缺点 动作点水压为0 1 0 05MPa 当达不到该水压值时有可能出现误动作 重点产品监测类重点产品介绍之GS5型缺水传感器 功能 采用热传导技术原理 热式 通过检测水流状态来判断供水管道内是否有水流通过 从而输出相应开关量信号 优点 安装方便 可在现有JC1安装孔上安装 方便升级 可同时输出1 5mA和触点信号 缺点 工作电流较大 第一次安装后需要调节动作点 2014年主推产品 重点产品控制类重点产品介绍之可编程控制箱 功能 数据采集 分析与逻辑控制 特点 西门子S7系列PLC为核心 技术成熟 稳定性 可靠性高 提供自动 手动 检修三种工作模式 可实现设备单控也能实现一键控制 就地显示与远程传输 具有RS485 TCP IP双向通信及工作状态指示 自带64路DI 32路DO 可用开关量分站进行接口扩展 组网方式灵活 2014年主推产品 重点产品控制类重点产品介绍之阀门电动装置控制箱 功能 KXJ 3 660 380 Q矿用隔爆兼本安型阀门电动装置控制箱 主要用于控制阀门开 关 停 并能在阀门开 关到位后发出到位信号 在阀门出现故障时发出故障信号 特点 工作稳定可靠 抗干扰能力强 具有近程和远程两种控制模式 可同时控制三路电动阀门装置 防水 防腐蚀 使用寿命长 重点产品抽放分站分类 KJ306 F 16 KJ306 F 08 KJ619 F 抽放分站 重点产品通用类重点产品介绍之抽放分站 功能 KJ619 F型分站主要用于采集瓦斯抽采监控系统各传感器输出信号 同时具有控制信号输出等功能 特点 Ia等级 具有8路频率量或1路智能信号输入接口 具有2路近程断电和2路远程断电功能 大屏液晶显示 更加直观 自动计算纯流量和累积量并上传 掉电保护功能 重点产品通用类重点产品介绍之IA电源箱 功能 KDY660 19B矿用隔爆兼本安型直流电源主要用于为瓦斯抽采监控系统中本安设备供电 特点 额定工作电压 127 220 380 660V AC 变压器抽头式 国内首创的8路19Via电源输出 2路非本安控制输出 2h备用电源 功能展示 故障分析 四 故障分析 故障分析 是不是所有的问题都是由产品本身造成 产品故障 选型不合适 无定期标校与维护 合理的选型 定期维护和标校是确保仪表类产品高稳定性 低故障率和测量精度的有力保障 处理故障的流程 熟悉产品原理 了解常见故障与分析解决办法 结合现场情况分析故障原因 得出故障结论 处理故障 总结 反馈 分享 案例分析 涡街流量传感器数值不准有哪些可能 问题一 1 1 管道流速达不到最低要求 2 振动干扰导致测量不准 3 传感器安装方向错误 装反了 4 前后直管段不满足要求 5 漩涡发生体或测压元件被淤泥堵塞 6 传感器仪表系数被调乱 7 传感器量程设置错误 8 传感器自身故障导致 问题分析 当V锥流量传感器表头显示甲烷断线时 应排查哪些点 2 问题二 我们应当清楚V锥流量传感器是如何采集甲烷信号 然后再进行分析 1 甲烷探头通过电缆线接入V锥接线盒 由V锥供电 所以首先应排查供电电压是否正常 用万用表 2 在供电正常的情况下 应检查探头是否损坏 可通过测量探头电阻值或供电状态下的电压信号 3 接线是否正常 是否有接触不良 频繁断线 4 如以上都正常 则可将故障点定位在V锥的频率采集电路部分 问题分析 3 问题三 有哪些情况会导致KGJ27A测量值出现较大误差 1 被测气体甲烷浓度低于4 2 长期未标校导致零点 线性漂移 3 管道内水汽严重 探