矿用风机自动调速装置介绍--益大风机（山东）有限公司-益大风机（山东）有限公司

1 ．概况

    矿用风机是用量大、耗能大的常用设备，每年需求量在数千台以上，但在性能调节功能上，基本上是空白。从理论上讲，调速是调节风机性能最经济、有效的手段。阻碍变频调速技术在局扇上应用的主要原因是价格高贵，节能效果差，变频器可靠运行难。随着对矿山安全生产重视程度的增加，一些明显存在平安隐患工作场所，要求必需对风机性能进行调节。煤炭科学研究总院重庆分院根据当前矿山的具体情况，原有矿用通风机自动调速装置的基础上进行了技术改进，研制了一套 KXJT 型矿用通风机自动调速装置，并投入矿山的使用。

    2 结构及工作原理

    2 ． 1 结构

    该装置总体结构如图 1 所示。

    2 ． 2 工作原理

    该装置的工艺流程如图 2 所示。瓦斯浓度传感器适时检测工作地点的瓦斯浓度，以频率信号 200 1000Hz 对应瓦斯浓度 0 4% 传送到频率转换器，转换成模拟信号， PCD1 控制器对瓦斯浓度值及其变化进行分析、判断，处置后的信号通过 MODBUS 通讯方式与变频调速器的控制系统连接，控制变频器按以固化的顺序改变输出频率，调节通风机转速，达到控制通风机输出风量的目的

    3 适用范围和主要技术参数

    3 ． 1 适用范围

    掘进工作面限量排放瓦斯，实现最大效率的平安排放。因意外停电或计划停风而造成掘进工作面瓦斯超限时，该装置可自动以接近于合流点 T3 处的瓦斯浓度平安值进行排放，防止人工排放时难以控制瓦斯浓度，超量排放问题。

    采煤工作面限量抽排瓦斯，形成平安可控的引排系统。该系统在处置采煤工作面上隅角瓦斯积聚时，瓦斯传感器控头旋转在测试风筒中检测风流中瓦斯浓度。该装置根据设定的瓦斯浓度平安值自动调节通风机转速，确保抽出式通风机进口的瓦斯浓度不超过 3% 实现平安抽排。

    节能运行。掘进正常通风时，根据工作面瓦斯涌出量的大小自动控制风速调节风量，既保证了瓦斯浓度不超限，又可避免风量过大而扬尘。

    3 ． 2 主要技术参数

    输入电压： 660V AC

    输入电压允许动摇范围： -25 +10 %

    输出电压：本安输出， 18V/360mA DC

    本安输出允许波动范围： ≤ 5%

    本安电源过流保护整定值： 370 ± 10 mA

    本安电源过压保护整定值： 24 ± 0 ． 1 V

    输入频率 48 52Hz 输出频率 F10 ． 0 F50 ． 0Hz

    防爆类型：矿用隔爆兼本质安全型；

    爆标志： Exd[ib] I

 

    配接设备： KG9001B 型智能高低浓度沼气传感器；

    瓦斯传感器信号制式： 200 1000Hz 线性对应： 0 4 %CH4 及 ( 0 10 % CH4

    显示方式：人机操作界面，单色 STNLCD 显示， 20 个薄膜按键。显示运行状态、维护类别、故障状态、瓦斯浓度、报警等。

    4 功能

    掘进面迎头瓦斯浓度检测值： T1 0 4 %

    掘进巷道回风流瓦斯浓度检测值： T2 0 40 %

    回风巷混合处瓦斯浓度检测值： T3 0 4 %

    调速装置初始通电 ( 停电或计划停风 ) 后，进入排瓦斯状态。此时，输出频率 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 响应时间 ( 1 ± 0 ． 2 秒。调速装置在 T3 ＜ 1 ． 0%CH4 条件下， T3 值增大，输出频率减小；反之亦然。 30 50Hz 范围内自动连续调节输出频率，进行最大效率安全排放。

     当 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 T1 ＜ 1 ． 4% CH4 时，延时 10 分钟，系统完成排瓦斯过程，自动进入通风状态。

    手动控制状态。调速装置通电后，根据人机界面的操作提示，可选择手动控制，此时由操作人员自定运行频率值，频率动摇范围 ± 0 ． 5Hz

    自动控制排瓦斯状态。当 T1 ≥ 1 ． 4%CH4 时，调速装置自动切换到排瓦斯状态。此时输出频率为 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 响应时间为 ( 1 ± 0 ． 2 秒。随后，以 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 为判别条件， T3 值增大，输出频率减小； T3 值减小，输出频率增大， 30 50Hz 范围内自动连续调节输出频率，进行最大效率安全排放。当 T1 ＜ 1 ． 4%CH4 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 时，延时 10 分钟，系统完成排瓦斯过程，自动返回通风状态。

     当 T1 故障，顺序选择 T2 值，实现 T1 功能。以 T3 值为判别条件， T3 值增大输出频率减小；反之亦然，频率在 20 50Hz 之间连续可调，立即安排人员更换传感器 T1

当 T3 故障，顺序维护，输出频率 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 响应时间为 ( 1 ± 0 ． 2 秒时，立即安排人员更换传感器。

    自动控制通风状态。当瓦斯瓦斯浓度 T1 ≤ 1 ． 4%CH4 T3 ＜ 1 ． 0% CH4 情况下，调速装置自动进入通风状态。此时，输出频率为 ( 30 ± 0 ． 5 Hz 响应时间为 ( 1 ± 0 ． 2 秒。顺序跟踪 T1 值。迫近 T1 ≤ 1 ． 4%CH4 条件下， T1 值增大输出频率增大； T1 值减小输出频率减小，频率在 30 50Hz 之间连续可调，实现节能通风。

    主 / 备用通风机切换。人机界面设置主 / 备通风机切换功能键。通过外接断电仪，由操作人员选择切换。

    报警功能。报警点 T1 ≥ 1 ． 4%CH4 响应时间为 ( 1 ± 0 ． 2 秒，报警误差 ≤ +0 ． 05% CH4 当 T1 ＜ 1 ． 4%CH4 连续进行 20 分钟后解除报警。人机界面显示报警画面，外接声光报警器报警。

    5 装置装置及接线

    旋轴流式局扇安装在工作面， 3 个瓦斯监测传感器安放在 3 个不同的监测点。瓦斯传感器输出的信号接到变频器，变频器再分别接一、二级风机，实现对风机的调速。

    6 结语

    节能高效。同等条件下与无调节性能的高效风机相比，平均运行效率可提高 15% 左右，节省电能，对大功率风机，效果尢为明显。

    自动化水平高。该装置通过对工作地点瓦斯浓度实时检测，用控制器编程控制，智能地自动调节通风机输入电源的频率，达到按需通风的目的

    元件品质高，平安性好。主要元部件均采用进口芬兰 VA CON 源自 ABB 著名品牌 ) 定型产品，体积小、重量轻、发热量小、运行可靠，非常适合装置在井下隔爆箱体中，同时装置具有过流、短路、过压、欠电压、过热等完善的软硬件维护。

    该装置具有直观、清晰的人机操作界面，便于操作；稳定可靠的运转系统，高效可靠的散热器，使装置能更加稳定可靠的工作。

    总之， KXJT 型矿用风机自动调速装置具有广泛的推广应用价值，不只增加了效益，尤其对加强矿山的平安生产具有重要的意义。