平安电气智能局部通风成套装备交流1

1、智能局部通风成套装备平安电气股份有限公司行业背景 瓦斯治理十二字方针： 先抽后采 以风定产 监测监控 瓦斯综合治理十六字体系： 通风可靠 抽采达标 监控有效 管理到位 目前,我国煤矿瓦斯治理取得了较好的效果，瓦斯抽出取得了重大进步,事故及死亡人数逐年降低，但瓦斯事故还是最为严重 ,矿工兄弟的安全健康还没有充分的保障。具体表现在：1、我国近50%的煤矿为高瓦斯或突出矿井，工作面瓦斯极易超限，形成安全隐患，一旦超限必须停工停产；2、目前控制瓦斯安全的装备落后；3、瓦斯涌出量大时风机不能增风而导致瓦斯超限 ；4、瓦斯超限，只能停产人工排放瓦斯，不仅形成了瓦斯超限隐患，而且影响正常生产； 5、尽管可以

2、采取设置大风量风机解决超限问题，但在正常瓦斯涌出量情况下，造成电能和风量浪费；另一方面风量过大，或造成粉尘量增大而导致粉尘污染加剧。因此，通风可靠更加重要。 1、有效的通风是遏制事故的最重要的手段，也是防治瓦斯事故的客观现实需要；2、十六字瓦斯治理工作体系中，通风可靠排在首位，充分说明通风的重要性；3、需要关联瓦斯浓度按需供风的智能化通风装备，一旦有瓦斯异常涌出，及时有足够的风量去稀释；4、需要关联风速传感器、温度传感器，尽可能的保障矿工兄弟的职业健康。因此，实现关联瓦斯的按需供风，确保瓦斯不超限，是今后的发展方向，也是煤炭科技进步的发展方向。 我公司立足当前瓦斯治理和通风现状，综合国内外先进

3、技术，2006年提出矿井矿井智能局部通风成套装备和流道式变频器的概念。矿井智能局部通风成套装备列入国家“十五”科技攻关重点项目；2009年，关键产品流道式变频器和智能控制开关获得MA认证。同年12月，第一套智能局部通风成套装备在吉林通化矿业集团八宝煤矿开始运行。智能局部通风成套装备 公司智能局部通风成套装备主要由： FBDY 矿用隔爆型压入式对旋轴流局部通风机； QJZ 系列矿用隔爆兼本安型真空电磁起动器； BPB 系列煤矿风机用隔爆型变频器等组成。 智能局部通风成套装备主要有 34 款主要规格。变频器放置在风机风道内，强制散热流道式变频器对旋局部通风机智能控制开关Y型倒换器接风筒 该装备是以

4、井下掘进面迎头、掘进巷道回风流、回风巷道混合处的瓦斯浓度和风速为控制变量，以智能开关为控制器，以煤矿风机用隔爆型变频器为执行器、以局部通风机为被控对象组成的闭环调速控制系统。采用PLC与变频器组成的控制系统，对风机转速实时调控，实现实时预警 人机双控按需供风 节能运行 防灾减灾系统优点智能局部通风成套装备QJZ智能控制开关首创流道式散热技术一体化结构的FBDY局部通风机BPB 系列流道式变频器首创流道式散热技术 在变频器设计过程中，最令人头痛的问题就是变频器的散热问题。IGBT是高发热元件，而热量不及时散出去，变频器内部元器件容易老化导致损坏甚至烧毁。 我公司的变频器采用流道式结构设计，不仅很

5、好地解决了变频器的散热问题，而且让其和风机自成一体，使变频器朝着小型化迈进了一大步。 目前，同行变频器的温升一般在50K以上，我公司变频器的温升在30K以内，还使变频器的体积大大减小，而且系统的可靠性也得到了大大提高。变频器放置在风机风道内，强制散热BPB系列煤矿风机用隔爆型变频器1、SVPWM 非正弦脉宽调制技术,谐波小,开关损耗低,提高系统可靠性和寿命；2、高压IGBT驱动及保护技术,屏蔽干扰,增加可靠性； 3、降低IGBT发热技术,减少杂散电感,降低开关损耗； 4、双CPU(DSP+MCU)硬件平台技术控制性能高,冲击电流抑制能力强 ； 5、EMC干扰处理技术,干扰低,抗干扰性强,能适应

6、非常差的电网环境； 6、流道式散热技术,散热效果好,提高了可靠性。 QJZ 系列矿用隔爆兼本安型真空电磁起动器 1、该产品采用 PLC 为核心控制器,利用传感器采集的瓦斯、风速等信号自动控制调节风机的风量 ， 能够有效的控制瓦斯浓度的超限问题； 2、配备HMI人机界面及RS485、以太网通讯接口,实时显示系统运行数据并且方便与上位机及外部设备连接联实现实时监控,方便操作。一体化结构的局部通风机：FB(D)Y系列：1、该系列通风机特点：结构紧凑；风压高、效率高、噪音低、小流量区域运行稳定(性能曲线见下图)。 2、风机结构采用电机机座与主机组内筒合二为一的结构,与同类产品相比,电动机温升下降35K

7、,提高了电动机的使用寿命； 3、风机整流帽、消声芯筒、电机机座做到外径一致，保证了风机机体内流道通畅，风机效率提升3-5% ； 4、优化电动机电磁设计方案，选用高品质电动机材料，电动机效率提高12%； 5、采用B样条积叠叶片技术，在实验的基础上，通过合理的气动参数和结构参数，有效控制风机气动噪声，提高效率。技术国内领先水平，获得煤炭工业协会科学技术二等奖。通风机获得国家实用新型专利，专利号：ZL200820053341.5 。 6 、风机主机消声采用嵌板式消声器，易更换、安装、清洗方便；消声材料密度由16KG/M3，增加到60KG/M3，整机噪声和原来相比，降低20分贝。 风电闭锁功能 保护功

8、能 主、备起动器断电自动切换功能 报警功能 系统自动调节风速功能 系统手动调节风速功能 瓦斯电闭锁功能7654321功 能 特 点 智能开关发生故障时，停止供风（电磁起动器停机），其输出控制信号（输出节点K3（5-6点）断开，使馈电开关控制的掘进工作面动力电源断电，从而实现风电闭锁的功能。风电闭锁功能 当风机发生故障时，变频器能实现对风机电机的短路、过流、过压等多种保护功能。 当变频器发生故障时，智能开关能实现对变频器的短路、过流、过压等保护，同时具备对变频器故障显示以及故障复位功能。保护功能 主、备起动器都合上电源，按下主起动器的启动按钮，主起动器运行，当主起动器发生故障时，备用起动器延时1

9、020S后（可调）自动切换运行。当主起动器维修好后，备用起动器在人工停机后，主起动器延时1020S后（可调）自动切换运行。主、备起动器断电自动切换功能 当出现故障和瓦斯超限时，连接的声光报警装置及时自动提醒现场工作的人员。其原理是：当PLC通过探头检测到瓦斯超限、或通过485总线通讯发现变频器故障时，系统就会通过K3（2-3）接通声光报警器，而发出声光报警，提示工作人员采取相应措，解决异常情况。报警功能 系统根据现场所接瓦斯传感器所测的瓦斯浓度，自动调节风速。瓦斯传感器T1为掘进面迎头瓦斯浓度值，T2为掘进巷道回风流瓦斯浓度值，T3信号线为回风巷道混合处瓦斯浓度值。系统自动调节风速功能 初上电

10、，风机保持低速运行。瓦斯浓度值T11.5% ，T3=0%时，输出频率为50Hz，风量最大； 当瓦斯浓度值T11.5%，T3=1%时，输出频率为20Hz，风量最小； 当瓦斯浓度值T11.5%，1%T30.7%时，输出频率保持20Hz，风量保持最小的现状不变； 当瓦斯浓度值T11.5%，0T30.7%时，输出频率由20Hz逐渐增加至50Hz，风量由最小逐渐增至最大； 当瓦斯浓度值T11.5%，T31%时，风机进入恒速通风状态。1. 自动排瓦斯功能 当瓦斯浓度T31%，T1=0%时，输出频率由50Hz减小至20Hz，风量由大逐渐减小至最小； 当瓦斯浓度T31%,T1=1.5%时，输出频率为50Hz，

11、风量最大； 当瓦斯浓度T31% 0.7%T11.5%时，输出频率逐渐增加为50Hz，风量最大； 当瓦斯浓度T31% 0%T10.5%时，输出频率由50Hz减小至20Hz，风量逐渐由大减小； 当瓦斯浓度T31% 0.5%T10.7%时，风量保持现状不变。2. 自动通风功能 系统可通过变频器显示面板或起动器显示面板的人机界面来设置变频器的输出频率，从而实现手动控制来调节风量。系统手动调节风速功能 当系统主电磁起动器工作且各瓦斯传感器数据低于闭锁值时，掘进工作面动力有电，能够正常进行生产。此时，备用电磁起动器的真空接触器断开，备用电磁起动器处于断电预备状态。 当瓦斯传感器数据高于闭锁值时（即瓦斯浓度

12、T11.5%，T31%），系统主电磁起动器输出节点K3（3-4点）断开，节点控制馈电开关断开,馈电开关控制掘进工作面动力电源断电，实现瓦斯电闭锁功能。瓦斯电闭锁功能智能局部通风成套装备配置表效果一：防止瓦斯超限，实现瓦斯“0” 超限目标。 该装置集监测与自动控制为一体，具备局部通风机关联瓦斯浓度自适应“按需供风”功能、自动排瓦斯功能、瓦斯电闭锁功能、风电闭锁功能、双风机双电源自动切换功能，从根本上防治瓦斯超限。效果二：降低工耗，提高劳动生产率 智能局部通风成套装备的运行，有效的减少了井下相关的工作人员，逐步做到“无人则安”，同时，在矿井下监测和排放瓦斯的工作时间大大减少，系统配置一步到位，大风

13、机去换小风机，不需要单级启动，换风筒，低效的测定工作都不再需要。大大缩短了设备维护、更换时间，节省了煤矿对通风系统的投入，提高了生产效率。 效果三：节能省钱30%。【例】以230kW 的对旋风机为例，配备BPB-75/660F 变频器计算， 设计工况工频运行时的电机输出功率P=54KW，电机效率为1=0.92；风机效率为2=0.83，转速比n=0.8时风机效率为3=0.8，变频后的电机效率为4=0.875.变频前电机的输入功率P1计算变频后电机实际输出功率P2。风机节约功率：P= P1- P2=58.70-32.78 =25.92 KW每度电费按0.7元/kwh计算，则3年节约电费：25.92kW/h24h/天365天/年3年0.7元/kWh=47.67万元获得的成果1、发明专利2、国家科技部项目文件3、国家科技部验收意见件4、国家发改委验收文件5、中国工程院院士推荐意见样板工程 1、2009年12月1日，最早的两套系统在八宝煤矿井下运