位于濟寧兗州市的臨沂礦業(yè)(集團)公司新驛煤礦對為井口絞車系統(tǒng)、井上下裝卸、井下巷道噴漿、礦井風動機具、井下提斜吊梁提供壓縮空氣動力的不同類型空氣壓縮機混合工作狀態(tài)進行科學分析,研究應用高壓軟啟動與變頻器自切拖動控制技術(shù),同時對通訊、冷卻系統(tǒng)進行自動控制改造,完善了故障報警、自動保護及在線監(jiān)測功能,全過程實現(xiàn)人機分離,確保系統(tǒng)安全。
(1)原空氣壓縮機系統(tǒng)運行狀況。 該礦現(xiàn)有5臺空氣壓縮機,冷卻系統(tǒng)均為水冷式。 其中,3 臺為基建時期安裝的活塞式空氣壓縮機,采用接點繼電器式簡單控制;2 臺為投產(chǎn)初期安裝的SA-250A/WG 螺桿式空氣壓縮機,采用三菱控制器進行單機控制。①螺桿式空氣壓縮機是目前在用的較先進空氣壓縮機,噪聲低、可靠性好、自動化程度高、維護方便,但控制系統(tǒng)單機控制、可監(jiān)控參數(shù)少、供電設備落后、保護功能少。 ②活塞式空氣壓縮機是較傳統(tǒng)的空氣壓縮機,以適應性強、排壓恒定、熱效率高、功耗低等優(yōu)點仍被使用,但控制系統(tǒng)相對落后、浪費能源、故障頻發(fā)、維護困難,更難滿足生產(chǎn)信息化的要求。③空氣壓縮機冷卻水系統(tǒng)采用強制循環(huán)水冷方式,上水為手動。系統(tǒng)壓力開關(guān)精確度較差,零點易漂移; 水壓的瞬間波動會造成開關(guān)動作,水壓在控制臨界點反復波動時將造成電接點反復通斷,使水泵反復啟停,結(jié)果是控制失效、故障率很高。 他們針對上述空氣壓縮機控制系統(tǒng)的缺點和2種機型并存的現(xiàn)狀,設計了混合機型空氣壓縮機自動監(jiān)控系統(tǒng)。(2)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。①結(jié)構(gòu)原理?;钊娇諝鈮嚎s機增加一排壓力及溫度、二排壓力及溫度、風包壓力及溫度、濾后油壓、潤滑油溫度、冷卻水進水壓力檢測變送器和冷卻水進出水溫度檢測傳感器; 控制系統(tǒng)由PLC 組成的工控系統(tǒng)代替原有的繼電器控制系統(tǒng);動力回路增加變頻器環(huán)節(jié)和動力切換柜,使系統(tǒng)可實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)風量和一拖三變頻功能。螺桿式空氣壓縮機增加進氣系統(tǒng)的進氣差壓模擬傳感器、 空氣冷卻器出口壓力變送器,實現(xiàn)進氣系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控;增加油氣分離器監(jiān)控模擬差壓傳感器,動態(tài)檢測分離器狀態(tài)并適時提前預警濾芯的堵塞情況; 高壓6 kV 回路增加固態(tài)軟啟動柜、高壓切換柜,使系統(tǒng)具有一拖二軟啟動功能及高壓電動機微機保護模塊。②自動控制過程。 以螺桿式空氣壓縮機為主、活塞式空氣壓縮機為輔的柔性供風方案,即在風壓原則和開機負載率相同原則的基礎上,在總控制柜面板設置用風壓力設定值;現(xiàn)場用風時,由PLC 控制系統(tǒng)先高壓軟啟動1 臺螺桿式空氣壓縮機(通常情況下2 臺螺桿式空氣壓縮機采用 “互為備用”的原則)。若供風壓力不滿足用風壓力,再由變頻器順序拖動3 臺活塞式空氣壓縮機來補充供風量。PLC 控制系統(tǒng)能夠根據(jù)風壓變化和變頻器狀態(tài),自動調(diào)整活塞式空氣壓縮機的運行臺數(shù)。 在運行過程中, 如果螺桿式空氣壓縮機組出現(xiàn)故障,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)向活塞式空氣壓縮機組控制系統(tǒng)的自動切換。 同樣,如果出現(xiàn)活塞式空氣壓縮機組故障,或者1 臺螺桿式空氣壓縮機和3 臺活塞式空氣壓縮機同時運行都不能滿足現(xiàn)場用風要求的情況,系統(tǒng)可高壓軟啟動另外1 臺備用螺桿式空氣壓縮機。
(以上3 則通汛由兗州礦業(yè)集團設計研究院李劍峰報道)