东周窑采区排水自动化(改)

1、大同煤矿集团有限责任公司大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井东周窑矿井一采区水泵房一采区水泵房排水自动化装置技术规格书排水自动化装置技术规格书煤炭工业太原设计研究院煤炭工业太原设计研究院二二一四年二月一四年二月目录一、概述一、概述 .1二、二、 设备使用环境条件设备使用环境条件 .1三、标准与规定三、标准与规定 .1四、主排水系统参数及技术要求四、主排水系统参数及技术要求 .241 主排水设备主要参数.242 水泵吸水方式.243 水泵运行方式.344 水泵起动方式.345 水泵房配电.346 系统技术接口.3五、排水自动化配置及功能要求五、排水自动化配置及功能要求 .351 系统功能.352

2、 控制方式.453 水位及时间控制原则.5六、系统设备及组成六、系统设备及组成 .561 PLC 隔爆控制箱.662 水泵房集中操作台.663 隔爆电动闸阀（或隔爆电动液控阀）.664 隔爆闸阀控制箱.765 传感器.7七、供货范围七、供货范围 .8八、图纸资料八、图纸资料 .8大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书1一、概述一、概述东周窑矿井设计生产能力 10.0Mt/a，位于山西省大同市左云县城东 15 公里处，隶属于大同煤矿集团有限责任公司。矿井在南辅运大巷下部设一采区水仓及排水泵房，采区涌水经敷设于南辅运大巷、辅运石门的排水管路，排至副立井井底水仓中

3、。采区排水系统设备包括：排水设备、排水自动化装置两大部分内容。采区排水设备主要包括：排水泵及配套隔爆电动机等；排水自动化装置主要包括：集中操作台、隔爆控制箱、隔爆电动阀（或隔爆电动液控制阀） 、多功能水泵控制阀、喷射泵、传感器等。本技术规格书提出的是最低限度的技术条件及功能要求，并未对一切技术细节进行阐述，也未充分引述有关标准和规范的条文，制造厂应保证提供符合本条件和工业标准的优质产品。二、二、 设备使用环境条件设备使用环境条件安装地点： 一一采区水泵房（标高+820.0m+820.0m）瓦斯等级： 瓦斯矿井三、标准与规定三、标准与规定设备的设计、制造检验必须遵守国家相关标准、规范和技术行业的

4、标准，符合国际电工委员会 IEC 标准，以及防爆国家标准 GB3836，或不低于上述标准的其它标准。井下只准使用隔爆型或本质安全型电气设备。矿用防爆电气设备系指按GB3836.1-2000 标准生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备。供货商所提供的设备及功能应满足中国煤矿安全规程最新版的有关规定。所提供的设备必须具有“产品合格证” 、 “防爆合格证” 、 “煤矿矿用产品大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书2安全标志” 。另外，尚应符合本技术规格书规定的技术要求和买方的要求。所有计量单位均应以 SI 单位表示。四、主排水系统参数及技术要求四、主排水系统参数及技

5、术要求4 41 1 主排水设备主要参数主排水设备主要参数1、水泵型号：矿用耐磨离心水泵 MD450-603，n=1480r/min，3 台2、电机型号：隔爆电动机 YB2 系列，4 级，10kV，400kW，3 台3、排水管： 2737mm 无缝钢管，两趟4、多功能水泵控制阀:Pg=2.5MPa,Dg=250mm,3 台,每台水泵出口装设一台5、隔爆电动闸阀(或隔爆电动液控阀)：Pg=2.5MPa，Dg=250mm，6 台Pg=2.5MPa，Dg=100mm，4 台6、配水闸阀：PZI-800 型，H=3500mm，4 套7、吸水笼头：Dg=350mm，3 个8、气水两用喷射泵：ZPBZ（II

6、 型） ，Pg=2.5MPa，3 套 隔爆电动球阀（或隔爆电磁阀）：Pg=2.5MPa，Dg=25mm，3 台 隔爆电动球阀（或隔爆电磁阀）：Pg=2.5MPa，Dg=20mm，6 台9、水仓：主、副水仓10、吸水井：每台水泵一个吸水井，共 3 个4 42 2 水泵吸水方式水泵吸水方式排水系统不设底阀，装设 ZPBZ（II 型） ，Pg=2.5MPa 自动控制型气水两用喷射泵，自动吸水。水泵房设三台喷射泵，任意一台喷射泵工作可起动任意一台排水泵。大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书3工作介质：高压水，工作水源取自排水管路，备用水源取自洒水管路。4 43 3

7、 水泵运行方式水泵运行方式正常涌水期间：一台水泵工作，一趟排水管路工作；最大涌水期间：两台水泵工作，两趟排水管路工作；4 44 4 水泵起动方式水泵起动方式水泵电动机采用软起动方式，泵房内设 KBGR-200/10 矿用隔爆型高压交流软起动器，控制水泵的起停,并留有集中控制接口。4 45 5 水泵房配电水泵房配电一采区水泵房设配电点。水泵房10kV，660V，127V 电源均引自一采区泵房配电点。4 46 6 系统技术接口系统技术接口排水系统各设备之间的技术接口，由排水自动化系统供货商总负责。由水泵厂向“井下排水自动化装置”供货商提供全套的水泵、电机控制功能要求及其附属设备低压负荷。五、排水自

8、动化配置及功能要求五、排水自动化配置及功能要求5 51 1 系统功能系统功能5.1.15.1.1 自动化排水自动化排水采用高性能 PLC 控制器，根据水仓水位、供电峰谷区段时间及煤矿用电负荷情况等，按照排水工艺流程，自动完成从抽真空、开闸阀选择排水管路、启泵排水全过程，实现自动化排水。对水泵房设备运行实行在线监控，并具有自诊断功能，可实现水泵房的无人值守。根据水位控制和水量突变原则，自动实现水泵的轮换工作。结合水仓水位和全矿电力负荷信息，以“移峰填谷”原则确定开、停水泵时间。大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书45.1.25.1.2 通讯功能通讯功能系统具

9、备网络通讯接口，可实现远程监视和控制，可方便地同矿井自动化监控系统实施无障碍连接。5.1.35.1.3 监视功能监视功能可监视各水泵开停、气水两用喷射泵开停信号，各电动闸阀（或电动液控闸阀）的开关位置和开关过位、电动球阀的开关到位信号。可监视电机电压、电流信号。可监视水仓水位、排水管路的流量、泵体内的真空度、排水口压力、射流系统管路压力、水泵轴承温度、电机定子温度及轴承温度。5.1.45.1.4 保护功能保护功能具有故障报警、自动保护等功能。1、电动机保护系统设短路、欠压、过载等电气保护功能2、排水系统工艺保护系统应按排水工艺要求设：吸水管真空度、排水管流量检测、电动闸阀（或电动液控闸阀）工作

10、状态及水泵轴承温度、电机定子温度及轴承温度等保护。5 52 2 控制方式控制方式控制方式至少分“自动” 、 “半自动”及“检修”三种工作方式。5.2.15.2.1 自动方式自动方式PLC 采集各种信号，按照排水工艺流程，合理确定开启水泵台数、自动完成从抽真空、开闸阀选择排水管路、启泵排水全过程，多台水泵可轮换工作。自动方式下全过程无须人工干预。大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书55.2.25.2.2 半自动方式半自动方式根据水位人工选定排水泵、排水管路，手动开停水泵。泵抽真空、开闸阀选择排水管路、启泵、水位间有联锁关系，单台泵排水过程自动完成。5.2.3

11、5.2.3 检修方式检修方式单一操作任一水泵、电动闸阀、电动球阀，相互间解除闭锁关系。5.2.45.2.4 其它方式其它方式供货商补充。5 53 3 水位及时间控制原则水位及时间控制原则设计设定的水泵运行方式：正常运行方式:“一台工作泵，一趟工作排水管”运行。最大运行方式：“一台工作泵+一趟工作排水管与一台备用泵+一趟备用排水管”同时运行。水位设低水位、高水位、超高水位。当水位达到高水位或不在高水位而处在用电低谷时间内，将自动按“正常运行方式”运行，当达到低水位或不在高水位而处在用电高峰时间内时自动停泵；当水位达到超高水位时，或水位处于高水位与超高水位之间系统已按“正常运行方式”运行一段时间，

12、系统将自动按“最大运行方式”运行，直到水位低于高水位时停止“备用泵”只运行“工作泵” ， 当达到低位或不在高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。两台水泵不可同时启动，以避免对电网造成较大的冲击。六、系统设备及组成六、系统设备及组成排水自动化控制装置包括 PLC 隔爆控制箱、泵房集中操作台、电动闸阀（或电动液控闸阀）及控制设备、外围传感器、气水两用喷射泵(含电控球阀)大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书6等。6 61 1 PLCPLC 隔爆控制箱隔爆控制箱PLC 控制箱为矿用隔爆型。PLC 控制箱主要由可编程控制器、信号变送器、中间继电器、安全栅等组成，主要完

13、成对信号的变换、放大，并由 PLC 运算、判断发出各种控制信号，监控水泵的运行工况。选用原装进口的高性能 PLC，PLC 的 I/O 接口应有不少于 20%的备用量。PLC 箱内装设对所有电动球阀（或电磁阀）的配电控制器件。PLC 箱内装设对电机空间加热器的配电控制器件，加热器电压等级127V，功率由防爆电机厂提供。空间加热器的控制不参与水泵自动化控制。PLC 箱内装设温湿度自动控制装置，防止凝露现象以及潮湿气流腐蚀内部电气设备。6 62 2 水泵房集中操作台水泵房集中操作台操作台为本质安全型或隔爆兼本质安全型，由指示灯、按钮、显示屏（触摸屏）等组成，完成整套系统的控制与监视。操作台上的按钮用

14、以“检修”方式下，控制水泵的起停。空间加热器的控制按钮设于操作台上（如果采用按钮操作方式） 。显示屏可显示系统主要设备的各个工况，包括：水泵开停、气水两用喷射泵开停、各电动闸阀（或电动液控闸阀）的开关位置和开关过位、电动球阀的开关到位、电机电压、电流、水仓水位、排水管路流量、泵体内真空度、排水口压力、射流系统管路压力、水泵轴承温度、电机定子温度及轴承温度等信号。大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书76 63 3 隔爆电动闸阀（或隔爆电动液控阀）隔爆电动闸阀（或隔爆电动液控阀）排水管路的选择选用隔爆电动闸阀或隔爆电动液控阀，主回路电压660V，功率按标准配置

15、。要求选用国内知名企业的产品，必须具有“产品合格证” 、 “防爆合格证” 、 “煤矿矿用产品安全标志” 。产品性能可靠、体积小、重量轻、使用维护方便、控制系统先进。6 64 4 隔爆闸阀控制隔爆闸阀控制箱箱选用多回路隔爆闸阀控制箱，用于对隔爆电动闸阀（或隔爆电动液控阀）的控制，主回路 660V，控制电压不超过 36V。隔爆闸阀控制箱面板设按钮、指示灯及显示窗，可就地及远控。6 65 5 传感器传感器包括超声波水位计、流量传感器、正、负压传感器、轴承温度及电机绕组温度传感器等。传感器要求选用国内外知名企业的产品，必须具有“产品合格证” 、 “防爆合格证” 、 “煤矿矿用产品安全标志” 。要求选用

16、的产品性能可靠、技术选进，测量精度高，抗干扰能力强。1. 超声波水位计超声波水位计根据水仓、吸水井及配水闸阀配置关系，每个吸水井设一个水位计，共设三套超声水位计检测水位。2. 流量传感器流量传感器用以检测排水管流量。3. 负压传感器负压传感器用以检测吸水管真空度及排水管出口压力。4. 温度传感器温度传感器水泵轴承及电机轴承、电机定子绕组预埋 Pt100 双支铂热电阻温度传感器，大同煤矿集团有限责任公司 东周窑矿井 一采区水泵房排水自动化装置技术规格书8传感器数量：每台水泵：水泵轴承 2 个，电机轴承 2 个，电机定子绕组 6 个（3 个备用） 。三台水泵共有 73=21 个（不含备用）5. 其

17、它传感器其它传感器其它与排水工艺有关的传感器由供货商补充。七、供货范围七、供货范围排水自动化装置供货清册见下表：序号名称型号和规格单位数量备注1矿用 PLC 隔爆控制箱台数量按要求配置2矿用隔爆兼本安集中操作台台13多功能水泵控制阀Pg=2.5MPa, Dg=250mm台34矿用隔爆电动阀（或液控阀）Pg=2.5MPa， Dg=250mm台65矿用隔爆电动阀（或液控阀）Pg=2.5MPa， Dg=100mm台46配水闸阀PZI-800， H=3500mm套47隔爆闸阀控制箱供货商提供套8气、水两用喷射泵ZPBZ（II）型，Pg=2.5MPa套39矿用隔爆电动球阀Pg=2.5MPa,Dg=25mm台310矿用隔爆电动球阀Pg=2.5MPa,Dg=20mm台611压力表02.5 MPa只312真空表0-0.1 MPa