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主通风机变频控制系统的优化与应用探讨

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  摘 要 矿井主要通风机是煤矿耗能大户,通风机的运转是否安全、合理及高效直接影响全矿的耗能水平。针对泉兴矿业公司主通风机变频器“一拖二”控制模式存在的安全风险进行了优化与改造,实现了两台主通风机变频控制系统独立控制,互不干涉,极大的提高主通风机运行的安全性。
  关键词 主通风机;优化;独立控制;安全
  1 概况
  泉兴矿业公司矿井采用中央并列式通风方式,通风方法为抽出式。副井进风,主井回风;在回风井地面通风机房内安装2台FBCDZ№20型轴流式通风机,1台工作,1台备用。配备电机功率2×185kW。委托山东三大博安技术有限公司对主通风机集中控制系统进行安装[1]。集中控制系统能实现风机的启动、停止,风机的自动切换、反风等控制功能。实时监测通风机性能参数:矿井负压、全/静压、全/静压效率、轴功率、流量。实时监测风机配用电动机的电气参数:电流、电压、功率。实时监测设备的状态参数:震动烈度、定子及轴承温度,对通风机运行故障在线报警[2]。
  2 问题的提出
  主通风变频控制系统原采用徐州上若科技有限公司矿用一般性控制柜进行控制,在用风机和备用风机共用一套西门子变频柜。由于煤矿主通风运行的特殊性,《煤矿安全规程》规定:矿井必须安装2套同等能力的主要通风机装置,其中1套作备用,备用风机必须能在10min内开动。两台主通风机共用一套变频器柜存在以下几点缺陷:
  (1)主通风机变频柜长时间运行,不能及时对变频柜进行检查检修,如变频器柜运行时间长,内部电气卫生清理不及时,可能导致主通风机变频柜发热,造成主通风机变频系统报警停机;
  (2)主通风机在用风机和备用风机每月切换一次,风机切换时,需对变频器控制程序重新修订,同时还要切换电机启动柜,操作程序复杂,一旦操作失误可能导致备用风机不能在10min内启动;
  (3)主通机控制系统占用的电气设备多,故障点多,耗能多[3]。
  3 解决方案
  针对上述问题和主通风变频控制系统实际,我矿在原未拆除的工频控制柜上重新对供电系统和变频控制系统进行了优化与改造。首先拆除原东机两台工频直启柜,新安装两台TKM-BP1型风机变频调速柜,控制主通风机东机。同时对主通风机房两路进线电源和联络柜进行检查改造,确保主通风机两路主供电能够合环运行。原主通风机变频控制柜直接独立控制西机,同时拆除主通风机东机电机启动柜相关负荷电缆,作为备用。主通风机房新供电系统和变频控制系统改造后,彻底甩掉原变频柜“一拖二”控制模式,形成了两台主通风机各用一套变频控制系统。每月切换风机时,不需要再重新设定变频器启动程序,合上相关电源,检查风机正常后,就可以直接启动风机。原风机切换时间大约需要9分钟左右,现在6分钟内就可以完成主通风的切换。主通风机切换完成后,就可以停电对备用风机的变频柜进行全面检查和清理卫生,杜绝了主通风机变频柜长期运行,不能停电检查检修的缺陷。(上附主通风机房改造前后供电系统图)。
  主通风机变频控制系统可根据采掘进度及需求风量,通过变频调速,改变电机转速,实现高效率的供风需求。新安装的主通风机变频控制系统人性化设计,操作简单。操作界面设计人性化,通俗易懂,调速系统在运转设备与备用设备之间实现计算机连锁控制,机组实现自动运行和相应的保护及故障报警,极大地提高了操作的安全可靠性[4]。
  4 结束语
  主通风机房供电系统和变频控制系統的优化与改造,实现了两套主通风各具备一套独立的控制系统,既简化了风机切换时的操作程序,同时还能保障备用风机变频控制系统及时检查检修,对主通风机安全运行具有重要意义。
  参考文献
  [1] 王树.变频调速系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2005:77.
  [2] 朱正中,胡亚非.风机变频调速应用综述[J].煤矿机械,2005,(7):5-6.
  [3] 任洞天.矿井通风与安全[M].北京:煤炭工业出版社,1999:98.
  [4] 国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2011:188.
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