張麗瓊

（同煤集團(tuán)晉華宮礦， 山西 大同 037000）

引言

煤礦空氣壓縮機(jī)俗稱(chēng)壓風(fēng)機(jī)，是煤礦井下風(fēng)鉆、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)械、風(fēng)鎬設(shè)備、風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)器等機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力。其一煤礦井下有瓦斯或煤塵爆炸、有害氣體的產(chǎn)生，所以煤礦井下使用壓風(fēng)設(shè)備比使用電氣設(shè)備更加安全；其二風(fēng)鉆、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)械、風(fēng)鎬設(shè)備、風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)器等這類(lèi)機(jī)械風(fēng)動(dòng)設(shè)備的沖擊力強(qiáng),最適用于鉆削堅(jiān)硬的巖石。因此壓風(fēng)機(jī)及其自動(dòng)化程度在煤礦生產(chǎn)中作用重大。

1 晉華宮礦壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀

我礦（晉華宮礦）綜合工業(yè)區(qū)2014年以前運(yùn)行的是1965年安裝的老式4 L壓風(fēng)機(jī)（活塞式壓縮機(jī)），因設(shè)備年久存在很多問(wèn)題，配件緊缺、效率低下、耗能低，根本不能滿足礦井需求，為此根據(jù)實(shí)際需求為了滿足井下生產(chǎn)用風(fēng)、避災(zāi)用風(fēng)需求?，F(xiàn)通過(guò)調(diào)查、計(jì)算后選擇高效節(jié)能空氣壓縮機(jī)為L(zhǎng)GS-100/8K-6K（噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)），并完成了各系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)。改造后壓風(fēng)機(jī)雖然可滿足我礦空氣動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行，但其自動(dòng)化程度降低，在壓風(fēng)機(jī)日常維護(hù)與檢查中，需要人員定期巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)操作，由于壓風(fēng)機(jī)房溫度高，噪聲大，且巡檢間隔中有異常情況不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在安全隱患，因此為了提高壓風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行系數(shù)，減輕工人工作負(fù)擔(dān)，需在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，增加壓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，能無(wú)間隔的進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，且具有超限控制、報(bào)警功能，提高壓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化程度，確保設(shè)備安全運(yùn)行[1]。

2 雙螺桿空壓機(jī)的工作原理

雙螺桿空壓機(jī)又叫雙螺桿式空氣壓縮機(jī)，是一種雙軸容積式回轉(zhuǎn)型空氣壓縮機(jī)。他的工作原理是由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，引起氣缸容積的變化。由於氣缸內(nèi)壓力的變化，通過(guò)進(jìn)氣閥使空氣經(jīng)過(guò)空氣濾清器（消聲器）進(jìn)入氣缸，在壓縮行程中，由于於氣缸容積的縮小，壓縮空氣受排氣閥的作用，經(jīng)排氣管、單向閥（止回閥）進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力0.7 MPa時(shí)由壓力開(kāi)關(guān)控制而自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力降至0.5～0.6 MPa時(shí)壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)聯(lián)接啟動(dòng)。雙螺桿空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和效率較高，其壓縮機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件較少，因此螺桿主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，使用壽命較長(zhǎng)。有比較好的動(dòng)力平衡特性。并且因壓縮機(jī)其結(jié)構(gòu)原理，本身沒(méi)有不平衡慣性力，所以壓縮機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下非常平穩(wěn)，因此使用簡(jiǎn)單，故障較少，而且雙螺桿空壓機(jī)重量輕、體積小，使用時(shí)高效又簡(jiǎn)便[2]。這種結(jié)構(gòu)使得螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的功能，容積流量受排氣壓力的影響小，而且能夠產(chǎn)生高品質(zhì)壓縮空氣。

3 壓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化改造

雖然雙螺桿空壓機(jī)較活塞式壓縮機(jī)性能較好，但如果沒(méi)有自動(dòng)化控制系統(tǒng)，則需要有專(zhuān)人進(jìn)行值班，使之不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，存在一定的安全隱患。因此增加自動(dòng)化控制系統(tǒng)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心器件是控制器，控制器的工作原理是通過(guò)自動(dòng)加載和卸載壓縮機(jī)，使壓縮機(jī)出口母管壓力維持在可設(shè)定的范圍內(nèi)[3]。根據(jù)工作需要設(shè)定有若干個(gè)設(shè)定值，包括卸載和加載壓力、最小停機(jī)時(shí)間和電機(jī)啟動(dòng)的最大次數(shù)等?？刂葡到y(tǒng)由以下部分組成：變頻器、可編程控制器、電抗器、壓力變速器、溫度變速器、空氣開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、按鈕和互感器等組成。其控制原理如下頁(yè)圖1所示。

為了更好地保護(hù)壓縮機(jī)運(yùn)行，我們?cè)趬嚎s機(jī)上裝上測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)把實(shí)際參數(shù)通過(guò)傳感器進(jìn)行傳輸，如果傳輸參數(shù)的測(cè)量值超過(guò)設(shè)定的停機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，壓縮機(jī)將停止運(yùn)行并將停機(jī)報(bào)警信號(hào)在壓縮機(jī)控制器上顯示出來(lái)。在實(shí)際中我們對(duì)保養(yǎng)操作進(jìn)行若干分組，每組有不一樣的設(shè)定時(shí)間間隔，如果超過(guò)設(shè)定的時(shí)間間隔，壓縮機(jī)控制器將顯示信息，提醒操作員執(zhí)行該級(jí)別中的保養(yǎng)操作。壓縮機(jī)上還有其他許多測(cè)點(diǎn)，包括軸承、油溫、電流等，通過(guò)變送器傳到中間柜，然后進(jìn)入熱控后臺(tái)，后臺(tái)經(jīng)過(guò)一定的邏輯處理后將參數(shù)反饋到電腦操作站，壓風(fēng)機(jī)司機(jī)通過(guò)操作站對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了解，并可對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方的分合操作，操作人員在遠(yuǎn)方就可以進(jìn)行設(shè)備的操作，實(shí)施遠(yuǎn)方監(jiān)控，隨時(shí)監(jiān)控壓風(fēng)機(jī)軸承溫度、電流、壓力、出口空氣溫度等參數(shù)，當(dāng)參數(shù)達(dá)異常時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)生報(bào)警，值班人員可立即進(jìn)行檢查，到達(dá)保護(hù)動(dòng)作值時(shí)，保護(hù)可動(dòng)作，避免設(shè)備的損壞，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行[4]。

圖1 控制原理圖

4 結(jié)語(yǔ)

壓風(fēng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，其自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的改造，將會(huì)使壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)化程度大大提高，從而可大大提高煤礦的生產(chǎn)運(yùn)行效率。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，空壓機(jī)的自動(dòng)化改造必不可少。