趙建軍

(山西煤炭進出口集團有限公司，山西 太原 030006)

變頻調(diào)速技術(shù)在局部通風(fēng)機中的應(yīng)用

趙建軍

(山西煤炭進出口集團有限公司，山西 太原 030006)

局部通風(fēng)機在煤礦井下是比較耗能且用量比較大的設(shè)備。隨著供風(fēng)量需求的變化，風(fēng)機的調(diào)速也隨之變化，風(fēng)機的使用壽命與調(diào)速方式有直接關(guān)系。局部通風(fēng)機采用變頻調(diào)速系統(tǒng)是通過半導(dǎo)體變電流、集成電路等實現(xiàn)交流以達到調(diào)速目的的系統(tǒng)，再加上該系統(tǒng)配有的智能控制方式，使得風(fēng)機調(diào)速變得更加精準、穩(wěn)定，同時性能穩(wěn)定性也有所提高。該系統(tǒng)調(diào)速既可以有效控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速，也可以節(jié)約電能，具有較好的使用前景。

變頻調(diào)速器;局部通風(fēng)機;節(jié)能

1 智能局部通風(fēng)機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

局部通風(fēng)機在工作面使用的目的在于，給掘進面提供新鮮風(fēng)流、吹散工作面產(chǎn)生的污風(fēng)，同時吹散瓦斯，防止瓦斯積聚。對于高瓦斯礦井，在掘進頭一般布置有瓦斯傳感器。傳感器布置方式見圖1。3個瓦斯傳感器將所在位置瓦斯?jié)舛刃盘杺鬏斨翑?shù)字信號處理單片，通過DSP控制器進行編程，再通過編程產(chǎn)生變頻信號，從而控制變頻器，改變輸入風(fēng)量，保證掘進面各處瓦斯得到控制。正常工作狀態(tài)下，在確保工作面供風(fēng)需求的情況下進行風(fēng)機轉(zhuǎn)速控制，達到安全、節(jié)能、高效的目的［1－3］。

圖1 瓦斯傳感器現(xiàn)場布置圖

2 智能局部通風(fēng)機控制系統(tǒng)的功能

智能局部機控制系統(tǒng)是以DSP為核心，采用變頻調(diào)速局部通風(fēng)機實現(xiàn)以下功能［4－6］:

1)自動排放瓦斯

掘進面在瓦斯?jié)舛茸兇蟮那闆r下，瓦斯傳感器所監(jiān)測的瓦斯?jié)舛刃盘柾ㄟ^系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成調(diào)頻信號，對風(fēng)機的轉(zhuǎn)速進行自動控制，加大風(fēng)機供風(fēng)量，實現(xiàn)高效、自動化的瓦斯自排，防止瓦斯超限，造成威脅。

2)節(jié)能運行，工作面通風(fēng)環(huán)境。正常通風(fēng)時，在確保涌出濃度不超限的前提下，根據(jù)掘進工作面所需風(fēng)量，自動或手動調(diào)節(jié)風(fēng)扇輸出量，既保證了瓦斯?jié)舛炔怀蓿挚杀苊怙L(fēng)量過大而揚塵，改善了工作面環(huán)境。

3)自動監(jiān)測。可與煤礦安全微機監(jiān)控系統(tǒng)井下分站聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)自動監(jiān)測與調(diào)度。

4)通過控制動力電源開關(guān)，實現(xiàn)風(fēng)電、瓦斯、電閉鎖。

5)外設(shè)功能及運行狀態(tài)自動顯示功能、掉電記憶、通風(fēng)狀態(tài)與排放瓦斯狀態(tài)自動運行及轉(zhuǎn)換功能，可實現(xiàn)人工控制風(fēng)量調(diào)節(jié)，無需通風(fēng)機常年滿額運行，節(jié)能效果顯著。

3 智能局部通風(fēng)控制系統(tǒng)的實踐應(yīng)用

為了充分論證局部通風(fēng)機自動控制調(diào)速系統(tǒng)的高效及安全性能，我們在大水頭煤礦東一采區(qū)115回風(fēng)順槽掘進工作面進行了一次智能局部通風(fēng)控制系統(tǒng)的實踐應(yīng)用，并達到了預(yù)期效果。掘進面瓦斯傳感器現(xiàn)場框圖如圖1所示。掘進工作面參數(shù)見表1。

表1 掘進面參數(shù)

1)工作面正常進行通風(fēng)、掘進期間，局部通風(fēng)機實際運行風(fēng)量隨各點瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系。

a)局部通風(fēng)機實際運行風(fēng)量隨掘進工作面正前迎頭瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系見表2。

表2 風(fēng)量隨掘進面正前迎頭瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系

b)局部通風(fēng)機實際運行風(fēng)量隨掘進工作面巷口瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系見表3。

表3 風(fēng)量隨掘進面巷口瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系

c)由于風(fēng)機到掘進迎頭及回風(fēng)巷各處都要滿足瓦斯?jié)舛?、最小風(fēng)速的要求，必將造成回風(fēng)巷風(fēng)量大，所以在工作面正常掘進過程中，瓦斯傳感器T3不發(fā)揮調(diào)節(jié)局部通風(fēng)機風(fēng)量的作用。

通過現(xiàn)場試驗表明，當掘進工作面正常施工作業(yè)時，瓦斯傳感器 T1、T2的監(jiān)測數(shù)值多次大于0.8%(礦方作業(yè)規(guī)程瓦斯?jié)舛壬舷?，自動控制系統(tǒng)能夠通過自動變頻器改變通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，增大了供風(fēng)量，有效地將瓦斯體積分數(shù)控制在0.8%以下;在工作面設(shè)備檢修期間，瓦斯傳感器的監(jiān)測數(shù)值較小，自動控制系統(tǒng)能夠通過自動控制風(fēng)機降低轉(zhuǎn)速，減小供風(fēng)量，控制瓦斯體積分數(shù)在0.5% ～0.8%，從而起到了高效節(jié)能的作用。

2)工作面排放瓦斯時，局部通風(fēng)實際運行風(fēng)量隨各點瓦斯傳感器檢測值變化關(guān)系。

a)工作面排放瓦斯時，正前迎頭及掘進巷口的瓦斯傳感器均處在高濃度瓦斯流中，只發(fā)揮正常瓦斯監(jiān)測作用，無調(diào)節(jié)局部通風(fēng)機風(fēng)量的作用。

b)工作面風(fēng)巷混合風(fēng)流處瓦斯傳感器臨界值設(shè)定見表4。

表4 掘進面回風(fēng)混合風(fēng)流處瓦斯傳感器臨界值設(shè)定

4 結(jié)論

通過現(xiàn)場實踐表明，在煤礦掘進工作面，如果使用普通局部通風(fēng)機通風(fēng)，不僅管理難度大，容易發(fā)生瓦斯事故，而且會造成電能的巨大浪費。而智能變頻局部通風(fēng)機能根據(jù)工作面生產(chǎn)和檢修期間瓦斯?jié)舛却笮∽兓?，自動控制風(fēng)機，調(diào)整轉(zhuǎn)速，改變供風(fēng)量，起到了高效節(jié)能的作用。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測不完全統(tǒng)計，智能變頻局部通風(fēng)機要比普通局部通風(fēng)機節(jié)能36%以上。

［1］徐甫榮.大功率風(fēng)機水泵調(diào)速節(jié)能運行的技術(shù)經(jīng)濟分析(2)［J］.電源技術(shù)應(yīng)用，2002，5(Z1):56－59.

［2］李永東，倚鵬.大功率高性能逆變器技術(shù)發(fā)展綜述［J］.電氣傳動，2000，36(6):26－28.

［3］李世文.淺議電廠風(fēng)機和給水泵的運行方式及節(jié)能［J］.節(jié)能，2000，19(10):33－35.

［4］趙相賓，年培新.談我國變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用［J］.電氣傳動，2000，36(2):123－125.

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Application of variable frequency speed regulation technology in local fan

ZHAO Jianjun

(Shanxi Coal Import and Export Group Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030006，China)

The local fan is relatively large amount of energy and equipment in the coal mine，but with the change of air supply demand，fan speed are changed，there is a direct relationship between life and speed of fan.Using the frequency control system，mainly through semiconductor variable current and integrated circuit，local fan realizes variable current exchange and achieves speed control system.And the system is equipped with intelligent control mode.The speed of the fan becomes more precise，more stable and performance and stability have also been improved.The speed of the system can not only control the speed of the fan，but also can save the electric energy and has a good prospect.

variable frequency speed governor;local fan;energy saving

TD72

A

1004－7050(2016)06－0095－02

10.16525/j.cnki.cn14－1109/tq.2016.06.30

2016－08－14

趙建軍，男，1969年出生，1993年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院礦山通風(fēng)與安全專業(yè)，大學(xué)本科，工程師，從事煤礦通風(fēng)安全技術(shù)管理工作。