體現(xiàn)出來的應(yīng)用特點及使用效果,提出了風(fēng)機(jī)運(yùn)行中需注意的問題及其發(fā)展方向。
構(gòu)的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)簡便速度快,還可以保證各葉片角度的一致性,但須在停機(jī)時操作。由于煤礦用風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)不頻繁,且有備用風(fēng)機(jī),故一般采用停機(jī)調(diào)節(jié)。
(1)液壓動葉可調(diào)機(jī)構(gòu)的組成及工作原理。AN型風(fēng)機(jī)采用目前比較先進(jìn)的動葉可調(diào)機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)采用油壓調(diào)節(jié),由SIOS5FLAH型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)等構(gòu)成。其工作原理為:當(dāng)操控裝置將調(diào)節(jié)信號傳遞給葉片執(zhí)行器后,葉片執(zhí)行器的伺服電機(jī)脈沖通過驅(qū)動桿傳遞到外部調(diào)節(jié)臂上,外部調(diào)節(jié)臂又通過調(diào)節(jié)軸將調(diào)節(jié)運(yùn)動傳遞給葉片角度調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)軸通過拉叉將調(diào)節(jié)運(yùn)動傳遞給旋轉(zhuǎn)油密封,從而啟動調(diào)節(jié)閥,旋轉(zhuǎn)油密封系統(tǒng)又與液壓系統(tǒng)相連,將液壓油送往液壓系統(tǒng)并構(gòu)成回路。在葉片角度調(diào)節(jié)過程中,調(diào)節(jié)閥活塞在液壓缸中運(yùn)動,從而導(dǎo)致液壓缸的活塞運(yùn)動,直到達(dá)到相對于調(diào)節(jié)閥的平衡位置。液壓缸推動輪轂調(diào)節(jié)盤,通過滑塊將運(yùn)動傳遞給調(diào)節(jié)臂和葉片,從而使葉片轉(zhuǎn)動。液壓動葉可調(diào)系統(tǒng)如所示。
平煤集團(tuán)八礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)為對角與分區(qū)混合的混合式通風(fēng),主要通風(fēng)機(jī)工作方式為抽出式。按照礦井發(fā)展規(guī)劃,北風(fēng)井擔(dān)負(fù)西翼及二水平的通風(fēng)任務(wù),為了提高裝備水平和礦井通風(fēng)安全系數(shù),在此安裝了2臺ANN系列型風(fēng)機(jī),一備一用。由于該風(fēng)機(jī)的選型采用的是“量體裁衣”的方法,從而得到針對實際參數(shù)的最佳風(fēng)機(jī)選型方案,具有較高的性價比?,F(xiàn)結(jié)合該風(fēng)機(jī)在平煤八礦的實際運(yùn)行情況就其應(yīng)用特點作一淺析。
1風(fēng)機(jī)基本技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)600轉(zhuǎn)速990r/min電機(jī)最大功率2等級為6000V葉輪直徑3120mm葉片調(diào)節(jié)角度10~50°,額定風(fēng)量380m/,s額定風(fēng)壓4308Pa該風(fēng)機(jī)主要由靜態(tài)件(葉輪機(jī)殼、進(jìn)氣箱、擴(kuò)散器、滑軌等)、旋轉(zhuǎn)件(主軸承組、輪轂、葉片等)和輔助設(shè)備(夜壓站、潤滑站)等部件組成。
2風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)特點2.1液壓動葉可調(diào)試機(jī)構(gòu)礦井軸流式風(fēng)機(jī)一般采用調(diào)節(jié)風(fēng)葉角度改變風(fēng)機(jī)特性曲線的方法調(diào)整風(fēng)機(jī)的工況點,從而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的目的。風(fēng)葉角度調(diào)整一般有2種方式:①人工調(diào)節(jié)。該方式費時又費力,各風(fēng)葉角度之間存在較大誤差,風(fēng)葉角度不一致。②靜止一次可調(diào)機(jī)于河南省委黨校,現(xiàn)任平煤八礦機(jī)電礦長。
液壓動葉可調(diào)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點。①通過平衡裝置降低葉片對調(diào)節(jié)裝置的力矩,然后通過調(diào)整盤進(jìn)行葉片調(diào)整。避免發(fā)生國內(nèi)部分廠家的風(fēng)機(jī)由于通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)來調(diào)整葉片角度,長時間使用后而發(fā)生的齒輪磨損、齒側(cè)間隙大、輪齒損壞以致造成葉片難以固定的問題。②風(fēng)機(jī)葉柄軸承使用了較常規(guī)更大的滾珠,消除了葉片閉鎖。并取消了滾珠保持架,加2個滾珠,加大了滾珠的接觸面積,確保了滾珠與滾道之間的更好接觸,軸承可以承受更大的離心力,確保了軸承壽命。延長了保養(yǎng)周期,降低了維修費用。③葉片調(diào)節(jié)裝置的液壓缸采用獨特設(shè)計,使液壓缸內(nèi)任一時刻油的流動都是連續(xù)的。
葉片在不轉(zhuǎn)動時,活塞兩側(cè)壓力X面積的值是相等的。執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動作后,液壓缸內(nèi)活塞兩側(cè)壓力X面積的值大小變得不等,于是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作100%被傳遞,形成葉片開啟角度的變化。在調(diào)節(jié)過程中,沒有機(jī)械滯后,葉片調(diào)節(jié)100%準(zhǔn)確,葉片開啟的角度100%得到反饋。同時,由于油的流動是連續(xù)的,確保了液壓缸內(nèi)的油始終是清潔的。④采取動葉可調(diào)裝置后,在運(yùn)行中調(diào)節(jié)風(fēng)葉角度既省時又省力,避免了一般軸流風(fēng)機(jī)停機(jī)調(diào)節(jié)角度時的停機(jī)、倒臺操作,避免了調(diào)節(jié)風(fēng)葉角度時的操作程序繁雜、時間長、勞動強(qiáng)度大等問題。⑤采取動葉調(diào)節(jié),使風(fēng)機(jī)啟動方式及倒臺方式有了更多的選擇。軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)葉角度調(diào)整好后一般是固定的,啟動時為避免風(fēng)機(jī)運(yùn)行在駝峰以左工作區(qū)域出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定情況,一般采取帶負(fù)荷啟動,開機(jī)前必須先將風(fēng)門打開,易造成風(fēng)機(jī)倒臺時礦井有風(fēng)流中斷現(xiàn)象。而ANN型風(fēng)機(jī)采用動葉可調(diào),風(fēng)機(jī)啟動時,風(fēng)葉角度為“零”角度(最小角度)空載啟動完畢后,再打開風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)葉角度至需要值,理論上為風(fēng)機(jī)不停機(jī)倒臺提供了可能。
2.2風(fēng)機(jī)的在線監(jiān)控算機(jī)和PC組成的一個二級分布式計算機(jī)系統(tǒng)。
由PL組成的現(xiàn)場控制站按通風(fēng)機(jī)臺數(shù)配置,在通風(fēng)機(jī)房控制室設(shè)2臺監(jiān)控管理計算機(jī),采用工業(yè)以太網(wǎng)方式采集各控制裝置的信號,并進(jìn)行集中控制和管理;還可通過工業(yè)以太網(wǎng)與礦井調(diào)度室或機(jī)電設(shè)備管理服務(wù)器通訊,實現(xiàn)兩者數(shù)據(jù)交換和共享同時接受礦井調(diào)度室或機(jī)電設(shè)備管理服務(wù)器的控制、調(diào)度指令。
風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。因此,該裝置P1C系統(tǒng)選用了西門子S7-300系列,CP選用帶PROFBUS總線接口的S-315DP工業(yè)總線采用PROFBUS總線連接遠(yuǎn)程模塊。監(jiān)控裝置設(shè)有自動、手動、檢修3種控制方式:自動方式是指按預(yù)先編制的程序進(jìn)行集中控制;手動方式是當(dāng)監(jiān)控管理計算機(jī)和現(xiàn)場控制站PC全部癱瘓時,通過硬件設(shè)備啟停按鈕緊急啟動風(fēng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備;檢修方式是當(dāng)另一臺風(fēng)機(jī)在運(yùn)行、本臺風(fēng)機(jī)檢修完成后,進(jìn)行的短時試運(yùn)行或風(fēng)機(jī)調(diào)試。
風(fēng)機(jī)操作工作站以人機(jī)對話方式指導(dǎo)操作,人機(jī)界面良好。在自動狀態(tài)下,可用鍵盤和鼠標(biāo)實現(xiàn)風(fēng)機(jī)受控設(shè)備的啟停操作。風(fēng)機(jī)操作工作站彩色屏幕(CRT可顯示通風(fēng)機(jī)房平面圖及工藝流程的剖面圖,剖面圖上有動態(tài)的實時參數(shù)值顯示、設(shè)備狀態(tài)顯示和事故報警信息顯示等幾十幅可切換的動態(tài)畫面,可實時在線監(jiān)視風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況。各種保護(hù)齊全,并加了失速、振動報警器,避免了風(fēng)機(jī)發(fā)生失速或振動過大而引起的風(fēng)機(jī)損壞。
23進(jìn)風(fēng)閘門通常情況下,國內(nèi)廠家生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)所用的進(jìn)風(fēng)口閘門通常是推拉式或起吊式閘門。此類閘門結(jié)構(gòu)比較簡單,但其性能差,反應(yīng)時間與操作時間長。ANN3120 /1600N型風(fēng)機(jī)采用國際上通用的百葉窗式風(fēng)門,其優(yōu)點是:控制性能好,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、可靠,反應(yīng)時間與控制時間短,防低溫結(jié)冰。
3通風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況該風(fēng)機(jī)于2007年5月13日掛網(wǎng)投入運(yùn)行,并進(jìn)行了性能測試,實測性能曲線如所示,測試參數(shù)結(jié)果見表1從運(yùn)行至今,調(diào)節(jié)過2次風(fēng)葉角度,分別從25*調(diào)至27. 5*27.5*調(diào)至30*調(diào)節(jié)過程簡便,調(diào)節(jié)后通風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。
4風(fēng)機(jī)運(yùn)行中需要注意的問題()倒機(jī)的安全性。該風(fēng)機(jī)原倒機(jī)方式為停機(jī)倒車,中間停風(fēng)時間長,最短倒機(jī)時間需要4mi易造成瓦斯超限。針對煤礦通風(fēng)的特殊安全要求,為盡量縮短停風(fēng)時間,并結(jié)合現(xiàn)場實際情況,在原有控制程序的基礎(chǔ)上,對倒機(jī)程序進(jìn)行了修改,改為不停機(jī)倒機(jī),即先啟動備用風(fēng)機(jī),然后再停運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī),將倒機(jī)停風(fēng)時間縮短到2mj如果對控制程序繼續(xù)優(yōu)化完善,風(fēng)機(jī)倒機(jī)時間還可以縮短,倒機(jī)的安全性、可靠性得到進(jìn)一步提高。
表1ANN-3120600N型通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)序號檢驗項目技術(shù)要求實測值風(fēng)機(jī)軸承溫度/*c電機(jī)定子溫度/*c空氣密度/kgm3實測值風(fēng)機(jī)靜壓/Pa電動機(jī)功率/kW通風(fēng)機(jī)效率擴(kuò)散器噪聲振動測試/mm=s1故障診斷無停機(jī)信號的特殊性??紤]到風(fēng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)特性,以及煤礦屬高危行業(yè)的特殊性,并結(jié)合現(xiàn)場實際情況將部分停機(jī)信號改為報警信號。
防止竄入高電壓。風(fēng)機(jī)控制采用的PLC為S7-300型,其部分開關(guān)量模塊和模擬量模塊及傳感器運(yùn)行電壓為24V信號電流為4 ~20mA易受到外部高電壓沖擊而損壞。因此,在使用中應(yīng)注意防止竄入高電壓而損壞設(shè)備。
風(fēng)機(jī)的反風(fēng)特性。隨著科技的發(fā)展,高壓電氣微機(jī)綜合保護(hù)裝置逐漸普及,但大部分生產(chǎn)廠家都沒有考慮到風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)的特性,造成風(fēng)機(jī)反風(fēng)時,保護(hù)動作不能實現(xiàn)。針對這種問題,在現(xiàn)場可通過加裝轉(zhuǎn)換開關(guān)和反轉(zhuǎn)保護(hù)程序來實現(xiàn)風(fēng)機(jī)的反轉(zhuǎn)反風(fēng)。因此,廠家在設(shè)計煤礦風(fēng)機(jī)的配套產(chǎn)品時,應(yīng)充分考慮到風(fēng)機(jī)的反風(fēng)特性。
提高設(shè)備維護(hù)水平。風(fēng)機(jī)實現(xiàn)自動控制后,雖然操作簡便,但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,執(zhí)行環(huán)節(jié)多,故障點多,加了維護(hù)量,需提高維護(hù)水平和設(shè)備維護(hù)質(zhì)量。
加角度值顯示。為減少偏差,操控系統(tǒng)調(diào)節(jié)風(fēng)葉角度采用百分度調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)角度時需將角度值換算成百分度,有些不便??梢钥紤]加角度值顯示。為防止在運(yùn)行中出現(xiàn)誤動作(使風(fēng)葉角度回到最小角度的故障)相應(yīng)加了最小角度值報警。
5結(jié)語該風(fēng)機(jī)采用動葉可調(diào)式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中即可調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)簡便、速度快,還可以保證各葉片角度的一致性。另外,進(jìn)風(fēng)閘門使用國際上通用的百葉窗式風(fēng)門,控制性能好,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、可靠,反應(yīng)時間與控制時間短,而且防低溫結(jié)冰。
風(fēng)機(jī)實現(xiàn)了自動控制。采用PL+上位機(jī)監(jiān)控模式和PL+見場總線控制模式,針對互備的風(fēng)機(jī),構(gòu)成互備的2套風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)、2個監(jiān)控站互為冗余。同時具有對高壓系統(tǒng)進(jìn)行遙測、遙控功能。
具有先進(jìn)性、可靠性和安全性。
該設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)可靠,而且由于設(shè)備性能較高,維護(hù)保養(yǎng)周期長,從而有效地減少了維修次數(shù),降低了維護(hù)費用。與國內(nèi)軸流式風(fēng)機(jī)相比處于領(lǐng)先水平,有推廣使用價值。