魏云鵬 萬鑫 崔博
摘 要: 由于礦井通風機功率大,24小時不間斷運轉(zhuǎn),且工作面驟減后,供風量溢出,風機能力過剩,造成電能浪費,經(jīng)工程技術(shù)人員現(xiàn)場實際論證,詳細查閱設備資料,熟悉設備的工作原理,掌握設運行周期,最終確定把風機葉片角度由+7度調(diào)至+5度為最高效率點,滿足礦井安全生產(chǎn)用風的同時,節(jié)約大量電能,提高經(jīng)濟效益。年節(jié)約電費76.4萬元。
關(guān)鍵詞: 節(jié)能;通風;調(diào)角;防治
礦井主要通風機是煤礦生產(chǎn)中的重要固定設備,是礦井通風系統(tǒng)的基礎,礦井下安全和通風的生產(chǎn)都離不開主通風系統(tǒng),它擔負著向井下輸送新鮮空氣、排除有害有毒氣體、創(chuàng)造良好生產(chǎn)環(huán)境,確保礦井安全生產(chǎn)的重任。由于礦井通風機功率大,24小時不間斷地運轉(zhuǎn),是礦井最大耗電設備之一,保證其穩(wěn)定經(jīng)濟地運轉(zhuǎn),是對提高礦井的經(jīng)濟指標具有重要意義。特別是一些老式通風機,效率偏低,耗能過大,需要進行節(jié)能措施。
1曉明礦主通風機簡介
曉明礦中央主扇于2007年4月進行改造,改造后安設上海鼓風機廠型號為:GAF21.1—14—1(GZ)主通風機2臺,配備風機監(jiān)控系統(tǒng)一套對風機各參數(shù)(軸溫、電機溫度、電機電流、電壓、負壓、震動值、風量、風速等)進行實時監(jiān)控,參數(shù)誤差為±0.1%,并且在風機停機時可報警(配備不間斷電源)。主機為研華工控機(P4 3.0GHZ 1024MDDR內(nèi)存 120G高速硬盤17液晶顯示器)配備PLC通用編程器、適配器及PLC編譯軟件和組態(tài)軟件。系統(tǒng)配備EPSON LQ-1600KⅢ針式打印機一臺,可打印風機運行參數(shù)的報表。系統(tǒng)有本系統(tǒng)故障和線路故障等自動報警功能。采用上海利安液壓潤滑設備有限公司型號為XYZ-25的稀油站,公稱流量為25L/min,公稱壓力0.4MPa,風機布置方式符合原有形式,主軸中心尺寸保持不變,電機的基礎可在不破壞原基礎的情況下進行安裝,且風機出口與風道入口吻合,保留“S”彎道和擴散塔,保證改造后風機以“S”彎出口端面尺寸為基準設計風機,且確保進出氣端接合嚴密不漏風。
高低壓供電系統(tǒng)為XGN2-10型金屬封閉式開關(guān)柜,具有五防閉鎖功能,滿足現(xiàn)有廠房空間和電纜溝的實際情況,包括進線柜、啟動柜、變壓器柜、隔離開關(guān)柜共計七臺。高壓開關(guān)柜內(nèi)母線材質(zhì)必須為銅質(zhì)截面積4×40mm2以上。高壓啟動柜應用直接起動方式,使用真空斷路器、額定電流630A、額定短路開斷電流40kA,具備失壓、短路、過負荷、漏電、過電壓等保護功能,同時具備手動分合閘功能,以應急操作。啟動柜使用電動操作機構(gòu),自身配備獨立操作電源(AC220V)。低壓供電系統(tǒng)為干式變壓器供電,為風機附屬設施供電還為風門絞車供電。干式變壓器為F 級絕緣環(huán)氧樹脂密封封裝,容量50kVA。兩臺風機電控系統(tǒng)互相獨立,高低壓電控設備分別由西門子S7-300PLC進行集中控制。配備PLC通用編程器、適配器及PLC中文編譯軟件。
2按照煤礦安全規(guī)程分配風量
鐵煤集團曉明礦是60年代建設的老礦井,運轉(zhuǎn)隊中央、及邊界主扇負責全礦井下通風,保證井下空氣暢通新鮮,降低瓦斯?jié)舛?。由于礦井服務年限過長,井下煤炭資源以面臨枯竭,現(xiàn)有采區(qū)距離過近且采掘工作面驟減,通風機供風量超出井下實際用風量,使得風機能力過剩,流量有很大富余,造成電能浪費,為避免電機的富裕能力造成的浪費,經(jīng)過科學計算,根據(jù)煤礦安全規(guī)程第一百零三條規(guī)定[1],礦井需要的風量應按要求分別計算,并選取其中的最大值,按井下同時工作的最多人數(shù)計算,每人每分鐘供給風量不得少于4m3,按采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風量的總和進行計算,各地點的實際需要風量,必須使該地點的風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度,風速以及溫度,每人供風量符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定,按實際需要計算風量時,應避免備用風量過大或過小,生產(chǎn)礦井需要風量按各采煤、掘進工作面,硐室及其它巷道等用風地點分別進行計算,現(xiàn)有通風系統(tǒng)必須保證各用風地點穩(wěn)定可靠供風,按照上述規(guī)程要求,經(jīng)過科學計算,曉明礦礦井用風量分配見附表。
3風機能力過剩的解決措施
主要通風機的葉片安裝角不同,特性曲線不同,改變?nèi)~片安裝角,可以改變主要通風機特性曲線,當葉片安裝角調(diào)整時,風量風壓隨之調(diào)整,改變主要通風機工作葉片安裝角的方法很多,最安全的方法是在停止風機的情況下,旋松固定葉片的鎖緊螺帽。通風機的內(nèi)部是由輪轂抱緊多個葉片的葉柄形成一個完整的結(jié)構(gòu),而輪轂之間則通過螺絲固定的方式,因此松開螺絲后,工作人員可自由旋動葉柄,從而起到旋轉(zhuǎn)葉片的效果,使葉片能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度的調(diào)節(jié),葉片角度調(diào)節(jié)完成后,鎖緊螺絲葉片角度不再發(fā)生變化。但是,實際操作中往往是困難的,由于通風機在煤礦生產(chǎn)中的重要性,10分鐘內(nèi)必須保證完成角度調(diào)節(jié),且人工調(diào)節(jié)的方式,不存在任何精準的參照角度,只憑技術(shù)人員來確定位置角度,會出現(xiàn)性能不準、滿足不了現(xiàn)場需要而反復調(diào)整等弊端。為保證此次調(diào)試期間工作安全,曉明礦運轉(zhuǎn)隊工程技術(shù)人員經(jīng)多次現(xiàn)場實際論證,詳細查閱設備資料,熟悉設備的工作原理,掌握設運行周期,并作好各項記錄,最終確定把風機葉片角度由+7度調(diào)至+5度為最高效率點,并于2018年4月10日8:00進行停機調(diào)角,在確保人、機、物的安全的情況下,用時7分23秒順利完成恢復運轉(zhuǎn),經(jīng)保安區(qū)測風人員在礦井總進風巷道、回風巷道及各分支工作面實際測量,每個測風點至少測風三次且每次誤差不超過5%,測試結(jié)果滿足礦井安全生產(chǎn)用風,且現(xiàn)葉片角度,降低風機能耗,節(jié)約大量電能,提高經(jīng)濟效益。通過計算,調(diào)角前電流為37A,用電量為:37A×1.732(根號3)×6000V×24h×365天=3368255kW·h。調(diào)角后電流為30A,用電量為30A×1.732(根號3)×6000V×24h×365天=2731017kW·h??晒?jié)約用電637238kW·h,節(jié)約電費76.4萬元。
參考文獻
[1]《煤礦安全規(guī)程》. 中國法制出版社出版. 2016年3月.
[2] 方慎權(quán).礦山固定機械安裝工藝.北京:煤炭工業(yè)出版社,1986.