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●煤矿风机不停风倒机系统

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                                                              煤矿风机不停风倒机系统

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    为保证风机安全不可使用蝶阀门进行不停风倒机。不停风倒机监控系统中应配备风机在线监测系统,可对风机各项参数实时监测并具备报警功能,应实现对风机的全智能化控制,应实现一键启动、一键不停风倒机、故障下的自动不停风倒机。

一、不停风倒机风门系统的主要功能和配置:

A) 不停风倒机风门系统由立式挂网风门、对空测试风门、备用检修风门组成,其设计结构及布置结构应满足不停风倒机的需要; 并满足一风机正常挂网运转,另一风机可进行热备、测试和进行维修维护的需要。

B) 立式挂网风门和对空测试风门应采用自密式旋叶风门。风门叶片所用钢板采用双层不锈钢材料,为保证叶片强度和在风道内的风阻情况,风门密封用橡胶须选用气密性好、耐热、耐臭氧、耐老化、耐酸碱、耐化学药品、抗疲劳、吸震、电绝缘等性能的中空发泡橡胶,密封件型式为B型和P型两种,风门关闭时应密闭性好,漏风少。风门设计原理应满足在理论条件下无动力自开和自密原理,以加强风门整体密封性。

C)  自密式旋叶风门应采用BERNARD单回转电动执行机构,其驱动方式为电动、手动两用,开闭要灵活、快速、准确、可靠,且使用方便,开启/关闭时间在40秒内,风门系统带传感器,显示风门启闭状态。自密式旋叶风门使用齿轮齿条传动,其传动结构应布置在门框内部,保证不受风吹日晒雨淋等外部条件影响。对空风门可在进行性能测试时,逐步调节风门大小,可自动或手动对风阻进行调节,保证风机的性能测试曲线的测试。

D)  备用检修风门应采用立式闸板风门。风门门板、外框、起吊架均采用Q345D材质。密封用橡胶须选用气密性好、耐热、耐臭氧、耐老化、耐酸碱、耐化学药品、抗疲劳、吸震、电绝缘等性能的优质产品。风门关闭时应保证密闭性好,漏风少。

E)立式闸板风门采用矿用风门专用回柱绞车,驱动方式为电动,在无电状态下可手动操作,开闭要灵活、快速、准确、可靠,使用方便,开启/关闭时间应在50秒内启、闭要求,带传感器,显示风门启闭状态。

F)风门能保证在不拆卸门框情况下进行检修,如更换密封条,行走部件等;风门制作强度和刚度能满足长期运行下均不能变形和翘曲,紧固件不能松动;齿条与执行器的连接机构能灵活运转,且在带负荷情况下无卡涩或咬蚀;行走齿条和驱动齿轮等运动构件须做表面硬化处理,硬化厚度不低于8δm;密封条保证使用时间不小于两年,为保证风门现场安装,在设备的起吊位置设起吊耳,并有明显起吊标志。

二、不停风倒机监控系统的主要功能的原理

风机监控系统,应完成对通风机及附属设备运行状态、性能参数的在线监测功能,应实现对通风机及其附属设备的起停控制及保护,并通过对主扇及其配套设备的集中控制和监测,实现一键不停风倒机和主扇房无人值守功能。

工控机应采用研华高端原装工控机,提高配置和稳定性,提供全国连锁两年质保和第一年上门。

采用不间断电源, 用来保证PLC柜和工控机的正常运行,能够在线有效阻隔异常电源对负载的冲击,同时还能保证输出电源的稳定、可靠,让负载安全的运行。当供电中断可持续供电1小时以上。

风机监控具远方、集中和就地控制功能,正常情况下在电脑上自动实现或使用远方一键控制风机的启停和切换,使井下风量在对风机操作过程中仍然保持平稳过渡,实现井下不停风;在倒机过程中,实现完全自动化,遇风机或附属设备出现故障,监控系统会自动执行应急预案程序,并保障井下始终不停风。遇到特殊状况时,可以人工手动方式在监控室或者就地实现控制液压站、润滑站、风门、高压柜、软启动,叶片、风门等设备的启、停; 

监控系统选用高性能套的施耐德系列PLC控制,并配备上位机,通过操作台按钮对通风机起、停进行操作;计算机可对通风机各种运行参数和信号的数据采集,储存、分析和判断,自动对风机的电气故障、机械故障和性能故障的三类故障进行分类,针对致命性故障和非致命性故障给出处理的专家建议,预先报警、直至做出相应的控制,确保风机运转更加安全可靠。

系统中模块均采用热插拔方式,用户可以在不停机的状态下对系统中的组件进行更换;系统采用高端上位计算机,可通过计算机查看风机的中文参数和故障查询。风机的监控系统可与矿综合自动化平台连网,实现信号上传,和接受远方(调度室)下行的控制命令。

风机切换模式满足根据不同厂家风机、风门布置、以及高开柜的选型做针对性的非标设计,均能保证在风机切换期间,井下通风不停,瓦斯不超限,并且控制切换的关键参数通过后台机开放给用户可微调,并且给出调整后的模拟效果预测。

B)检测系统的运行显示

监测装置至少能完成下列参数的监测:风机入口前风量、负压;电机定子温度、电机及风机轴承温度;风机振动(垂直和水平);电机电流、电压、功率和功率因数等参数;通风机运行状态和性能参数及润滑油站等附属设备运行状态参数等;高低压配电设备微机综保参数等;其中风量和负压监测可以针对风机进行设计指导,监测参数的准确度高。

监测参数当超过允许值时能够根据超过允许值的大小发出报警信号或实现故障停机,风机切换。所有监测项目和故障信号可在风机房控制室中文显示和打印。主要参数可上传矿井安全生产监测监控系统。

故障信号的显示应明显,且声光兼备。风机房室内外需安设警报装置,在通风机故障或正常停风停机时报警,只有故障排除后(或按下故障信号消除按钮后)故障信号才能消失。

C)组态软件功能

a. 能建立风机系统动态运行图、高低压系统状态图、润滑泵站和各个智能设备之间的通讯状态图;

d. 能绘制风机的实际特性曲线,并显示实时工况点;

c. 能根据生产现场的实际运行情况开放负压、风量等显示数值等参数的在线设置功能,和为了提高管理需求所进行的风量、负压、电压、温度、振动位移和瓦斯浓度等报警上、下限设置。

d. 能建立负压、风量、温度、振动位移、瓦斯浓度等重要数据的历史数据库、生成实时曲线,并提供历史数据查询及逐势预报;

e. 能显示实时报警信息,建立报警历史数据库,可以打印实时报警、日报表、月报表。历史数据储存一年,自然滚动溢出。

f.能与全矿安全、监控管理联网,可以远程监控。

g. 计算机及监测系统能设置密码,实现安全登陆与关机。

D)控制部分主要功能

通风机及附属设备的控制及保护全部由风机监控系统完成。控制设备的功能为:通风设备正常通风操作和根据用户要求进行反风操作,并且返风操作的时间小于5min。有双电源控制风门电动执行机构,实现风门的开闭,并监测风门的开度和到位信号;

通风机的工作方式应分为自动、手动、检修三种方式。

a、自动方式

可自动起车、自动停车、自动转换到备用风机。可按照预编程序、设置的闭锁关系,在风机房控制室能够对风机及其所属设备(包括高压起动柜)进行自动启动、停止控制。 

b、手动方式

当PLC或系统产生故障,不能进行自动控制时的操作方式。手动方式下,可以直接按远方按钮和就地操控风机的起车、停车、转换到备用风机,此时高、低压柜的所有转换开关必须在“就地”档位。具有与自动方式相同的闭锁方式。

c、检修方式

检修方式用于在一台风机正常运行时对备用风机进行检修和调试的方式,对风机及其附属设备进行单台点动操作,风机的运行类似于自动方式,其中进风由备用风机的水平风门进风。监控系统能记录手动调试过程自动生成检修后风机的性能曲线。

通风机在上述“自动方式”和“手动方式”下正常运行时,计算机必须能够对通风机运行状态进行监测。

E)设备配置最低要求及技术接口

a、PLC采用2套施耐德而系列(具备通讯功能);PLC 的I/O接口应有不少于20%的备用量。

b、上位工控机配置(不低于): CPU不低于奔腾双核处理器,内存不低于2G ,500G硬盘等。

c、为了确保PLC的安全和可靠运行,PLC控制系统选用在线式不间电源(UPS),满载持续时间>1h。

d、控制系统必备的就地箱安置于风机附属设施附近,提供现场就地和集中远控选择操作方式、操作按钮和开关、各开关量模拟量信号输入和风门等设备的运行状态指示。就地和远控操作方式之间存在闭锁。

e、 组态软件采用国内外著名软件,并能实现远程监控功能,所配软件为正版;

f、所有电气控制柜的供电系统和信号系统必须配备两级防雷保护。

g、系统应提供标准工业以太网接口。