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太工天成煤矿通风节能系统

供稿:北京太工天成测控技术有限公司 2008/5/5 14:10:00

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工况现状:

        矿巷道用的通风系统,在煤矿的安全生产中起着至关重要的作用。矿井中空气的瓦斯浓度量,与巷道的通风是否顺畅,风量的足否都有着直接关系,一旦通风不畅,瓦斯浓度升高到一定程度,即会出现危险,造成重大事故,危及矿工的生命安全。

        随着开采及掘进的不断延伸,巷道延长,所需的风量也将不断增加,风机所用功率也将加大。四季的交替,冷热的变化,所需的风量也需不断调节,但煤矿原根据反风及开采后期运行工况所设计的通风机及拖动的电动机的功率,通常远大于煤矿正常生产所需的运行功率。

        传统风机流量的设计均以最大风量来设计,其调整方式采用挡板、叶轮叶片角度、风门、启停电机等方式控制,无法形成闭环回路控制,也较不考虑省电观念。电气控制采用直接或Y-Δ起动,无法具有软起动的功能,机械冲击大,传动系统寿命短,震动及噪音较大,需要的电源容量大,功率因数较低等是其主要的问题点。

        随着变频技术的日益成熟,为风机的节能提供了可靠的技术条件和保证。采用变频调速,改变风机电动机的输入频率从而改变电动机、风机转速,达到调节空气流量的目的,既满足生产工艺变化的要求,又节省电能,是一举多得的最佳举措。

        因此在煤矿大中型通风机设备上,推广节能技术,取代调整叶轮叶片调节方式,使通风机始终处于科学、经济运行状态,提高企业综合经济效益和社会效益,具有十分重要意义。



问题的提出:

        通风机在实际运行中,针对矿井实际的风量需求,采用调节前导器角度和调节垂直风门开启度实现风量调整。与最佳工况运行相比,整个风机和电动机系统处于低效率运行状态,存在“大马拉小车”的问题,即使在矿井生产后期,风机的电动机仍能满足后期通风的需求,由此,电能浪费十分严重。风机电动机起动电流很大,对电网冲击严重。

        在正常生产过程中以及采煤断面的加深和延长,对风量和风压有着不同的要求,而对风量的不同需求,一般是通过人工改变风门的开启度或者改变风机的扇叶角度来实现的,劳动强度大,风量调控不便,设备维修工作量大。



控制方式:

        通过变频器、智能控制调节器等构成风机自动调节系统,根据负载轻重自动调整风机的运行频率,排除了人为操作错误的因素。这种方法在社会上已经被广泛应用,已经证实是切实可行的高效节能方法。

        本智能控制系统本着“投资少、见效快”的原则,首先恢复风机叶片数量,将叶片调整到最佳工作角度,使风机工作在最佳状态;利用变频器变频调速功能,根据生产对风量和风压的要求,自动调节风机风量,使风机获得最大的节能效果;同时变频器具有软起动功能,可根据实际情况,设定相应的起动时间,以减少直接起动所产生的大的冲击电流。

        本智能控制系统与原有系统互为备份,当本系统出现故障会自动切换到原有系统上,确保系统运行无任何风险;另又加了检测传感器,确保所有操作准确可靠执行;从安全角度上,更加可靠。


系统特点:

安全性高

第一、安装时,采取与现场原有启动柜“电气互锁”的方案;原有启动柜做为备用机,两机之间可以相互转换。

第二、本产品选用最先进的专用变频驱动单元,法国施耐德低压电器;采用最先进的可编程技术和最简捷的操作方法;通过自主开发的计算机模糊控制软件,适时调节电机转速;并对电机具有过载、过压、欠压、缺相、短路等保护功能。这样不但提高了节电率,而且减少了电机运行时产生的噪音、减少了电机发热,延长了电机的使用寿命。

第三、设备内部除自动保护等功能齐全外,特殊情况下节电设备需保养维修时,可以随时启动备用机。

第四、节电设备使用寿命可长达15年。

节电率高

目前,国内外节电技术多为变频调速、电抗稳流、平衡电压、谐波治理、降压等节电技术,利用变频调节及调制电压进行节电,节电率一般在10%-20%左右;对于三相异步电动机而言,采用变频调速技术是目前比较好的节能方式,但是由于节电率相对低。我公司根据当今用电现状自主开发的具有独立知识产权的计算机模糊控制软件与专用变频器相结合,研制生产的智能化节电设备冲破了动力节电率较低的技术瓶颈,使变频调速、谐波治理、动态跟踪、网络监控、智能化管理等多种模式有机的结合在一起,提高了系统的自动化性能及监控、管理能力。利用自主开发的专利软件,通过计算机模糊运算,适时发出PID控制指令,改变变频器的运行曲线,提高变频器的软件性能,有效的提高了节电率,使节电率在原来的基础大大提高,节电率可达40%-60%。

软启动,减小启动电流对电网的冲击

一般电机启动电流是额定电流的4—7倍,而智能化节电系统能使电机实现软启动,启动电流小于正常电流,工作平稳,同时保护设备,延长电机使用寿命,还可以替代降压启动电阻、自耦变压器等耗电设备。

系统干扰小,运行安全可靠。

一般节电产品运行电压不稳定,运行谐波干扰大,缺少安全保护功能。节电设备不但保护功能齐全外,在特殊情况下出现故障可自动转换工频,确保不会影响设备的使用,而且能把电源电压稳定在380V运行,谐波干扰率不高于7%,而国家对谐波干扰率要求不高于15%,在运行时不会影响其它仪器、仪表的正常运行。

自动化功能强大,设备的运行噪声,使用寿命长。

节电设备网络化监控、管理功能属国内外首创。其具有较强的组网能力,有RS485 接口、PC连接,可实现远程控制;利于集中控制管理,布线简洁、运行可靠;用户选择范围广;组建系统灵活,简便。



技术参数:

输入电源电压:三相AC380V-480V ±10%

输出电源频率:0Hz—650Hz

环境安装要求:室内安装,海拔1000m以下,温度0-40℃,湿度≤90%,无尘埃,无强烈振动,无凝露,无腐蚀性气体。

功率范围:7.5-630KW

间歇过载能力:115%持续时间1min

操作方式:手动、自动

冷却方式,强制风冷

控制柜防护等级:IP21



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