高壓變頻器在焙燒煙氣凈化引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：本文主要闡述了HARSVERT-A系列高壓變頻器在培燒煙氣凈化引風(fēng)機(jī)控制中的實(shí)際應(yīng)用，扼要說明了其功能和應(yīng)用效果。          關(guān)鍵詞：高壓變頻技術(shù)、引風(fēng)機(jī)、節(jié)能、諧波          一、前言          　　在現(xiàn)代大中型工礦企業(yè)中，高壓電機(jī)電能消耗占企業(yè)總電能用量的一半左右。固然低壓變頻器在實(shí)際應(yīng)用中已十分普遍，但由于高壓變頻技術(shù)復(fù)雜和電子器件耐壓限制，一直制約著實(shí)在際應(yīng)用與推廣普及。近幾年來，隨著高壓變頻技術(shù)的日趨成熟和功率器件耐壓能力的突破，高壓變頻器的應(yīng)用趨勢日益加快，其變頻節(jié)能效果也更加明顯。          　　本文以中鋁青海分公司炭素一二期焙燒煙氣凈化系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)應(yīng)用北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/100型高壓變頻器實(shí)施變頻改造為例，具體闡述了國產(chǎn)高壓變頻器的應(yīng)用情況。其成功應(yīng)用充分證實(shí)國產(chǎn)高壓變頻在關(guān)鍵技術(shù)上已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。隨著國內(nèi)科技迅速發(fā)展和研究投資的不斷加大，高壓變頻器的研制已取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展，其產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量已遇上世界同行的水平，而且價(jià)格低、性能優(yōu)越、運(yùn)行穩(wěn)定，已贏得國內(nèi)眾多企業(yè)的認(rèn)可和好評。          二、系統(tǒng)配置          　　我廠炭素一二期焙燒煙氣凈化系統(tǒng)原來設(shè)計(jì)為4臺三相低壓異步電動(dòng)機(jī)（Y355M-4型，315kW，562A，1476r/min）拖動(dòng)，在日常生產(chǎn)中通常投運(yùn)2-3臺（1臺備用）就能滿足焙燒煙氣凈化需要，因風(fēng)機(jī)之間通過煙道并聯(lián)，其凈化系統(tǒng)負(fù)壓是通過各風(fēng)機(jī)分煙道蝶閥開閉調(diào)節(jié)，其各個(gè)分煙道蝶閥開度只能憑操縱職員實(shí)際經(jīng)驗(yàn)判定和控制。另外，由于停運(yùn)分機(jī)蝶閥泄露，導(dǎo)致凈化系統(tǒng)無效循環(huán)嚴(yán)重。針對這種題目，2005年，我廠提出了應(yīng)用高壓風(fēng)機(jī)、變頻調(diào)速控制的實(shí)施改造方案（如圖1），為進(jìn)步凈化系統(tǒng)安全、可靠性，設(shè)計(jì)為一用一備系統(tǒng)。          圖1:焙燒煙氣凈化系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)控制配置圖          　　1.拖動(dòng)設(shè)備          　　高壓異步電動(dòng)機(jī)：YP7560-6型;1000kW;Ve=6300V，Ie=108.95A;ne=994r/min;cosφ=0.876;盡緣等級F級、Y接法、50Hz;熱態(tài)時(shí)答應(yīng)啟動(dòng)1次;冷態(tài)時(shí)答應(yīng)啟動(dòng)2次;蘭州電機(jī)有限責(zé)任公司制造。          　　2.離心引風(fēng)機(jī)          　　型號：Y7-2X36-22F;338600m3/h（風(fēng)量）;7500Pa（風(fēng)壓）;ne=990r/min;配套電機(jī)1000kW。     ,玻璃鋼屋頂風(fēng)機(jī);     　　3.變頻器結(jié)構(gòu)與原理          　　2006年5月，我廠焙燒煙氣凈化引風(fēng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的改造和優(yōu)化，其引風(fēng)機(jī)、拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)均進(jìn)行了更新。電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)選用北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A06/100型1000kW高壓變頻器控制，其變頻器主要由移相變壓器、功率逆變單元和控制器等三部分，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。          圖2：HARSVERT-A06/100型1000kW高壓變頻器結(jié)構(gòu)圖          　　HARSVERT-A系列高壓變頻器采用功率逆變單元串聯(lián)多電平技術(shù)，為高-高電壓源型，6kV輸進(jìn)，經(jīng)變壓器降壓、移相得到中壓，再通過二極管整流、穩(wěn)壓、IGBT逆變、電源疊加，得到6.3kV高壓交流電源，實(shí)現(xiàn)變頻控制目的，其原理如圖3所示。          圖3：6kV高壓變頻器（7組功率模塊串聯(lián)）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖          三、HARSVERT-A系列高壓變頻器特點(diǎn)          　　1.采用功率模塊串聯(lián)多電平電壓疊加技術(shù)          　　HARSVERT-A系列變頻器采用低壓變頻器串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)高壓變頻控制，為多電壓源疊加型。其輸進(jìn)側(cè)采用移相降壓型變壓器，實(shí)現(xiàn)多脈沖整流方式，其產(chǎn)生的諧波（高、低次）成分低于國際電網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)。在負(fù)載時(shí)，電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)能達(dá)到0.95以上。在輸出側(cè)采用多級PWM技術(shù)，dv/dt小，諧波少，其功率電路采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，更換方便，互換性強(qiáng)，90%的器件均為國產(chǎn)，性能穩(wěn)定、價(jià)格低、易采購，十分適合國內(nèi)企業(yè)高壓設(shè)備改造和新建項(xiàng)目選用。          　　2,負(fù)壓風(fēng)機(jī)廠家直供.功率單元選用低壓IGBT模塊為逆變器件          　　這種變頻器的功率單元采用低壓IGBT模塊作為逆變器件，與采用高壓IGBT的三電平變頻器比較，固然功率器件數(shù)目較多，但在控制技術(shù)、制造工藝等方面十分成熟。其功率模塊為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制，可得到單相交流輸出。每個(gè)功率模塊結(jié)構(gòu)及電氣性能完全一致，可以互換，其原理結(jié)構(gòu)如圖4所示。          圖4：6kV高壓變頻器功率模塊原理結(jié)構(gòu)圖          　　3.采用高效降壓、移相變壓器          　　輸進(jìn)側(cè)由降壓、移相變壓器給每組功率模塊供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，根據(jù)電壓等級和模塊串聯(lián)級數(shù)，通常由24、30、42、48脈沖系列等構(gòu)成多級相疊加的整流方式，使電網(wǎng)側(cè)的電流波形得到明顯改善，不需要進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償或加裝諧波抑制裝置。由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率單元的主回路相對獨(dú)立，其控制技術(shù)類似于普通低壓變頻器。          　　4.輸出側(cè)結(jié)構(gòu)獨(dú)特          　　輸出側(cè)由每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過各個(gè)獨(dú)立功率逆變單元的PWM波形重組、疊加，以獲得門路正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，對輸出電纜、電機(jī)盡緣無損壞，可直接驅(qū)動(dòng)普通高壓異步電機(jī);另外，由于輸出側(cè)諧波成分小，不需要加裝濾波器，輸出電纜可大幅延長。因電機(jī)諧波損耗明顯減少，能較好地消除負(fù)載機(jī)械軸承和葉片振動(dòng)現(xiàn)象。在運(yùn)行中，若當(dāng)某組逆變功率模塊工作異�；蚬收蠒r(shí)，通過調(diào)整觸發(fā)控制脈沖信號，使該組模塊輸出短路，將故障單元旁路退出系統(tǒng)。這種情況下，只要使變頻器降額運(yùn)行即可。因此，可大幅減少設(shè)備的異常停機(jī)和系統(tǒng)頻繁停、啟現(xiàn)象。          　　5.應(yīng)用高速CPU控制器          　　變頻控制器由高速單片機(jī)處理器、人機(jī)操縱界面和PLC等電路構(gòu)成，其人機(jī)操縱方式為標(biāo)準(zhǔn)操縱面板界面。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PWM控制，人機(jī)操縱界面能很方便地實(shí)現(xiàn)高壓變頻調(diào)速裝置與實(shí)際操縱職員信息交流、監(jiān)控信號傳輸?shù)裙ぷ鳎�其友好的全中文、模擬畫面能實(shí)時(shí)再現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)各項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并具有使用方便、快捷、遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制功能。PLC的應(yīng)用很好地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)開關(guān)信號的邏輯處理、多級保護(hù)措施的實(shí)施，大幅提升設(shè)備的保護(hù)、互鎖等安全等級。          　　通過光纖通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制器與功率單元之間的信號交換，可靠、安全地使低壓部分和高壓部分得到隔離，故系統(tǒng)具有相當(dāng)高的安全性和抗電磁干擾性能。          　　6.控制方式先進(jìn)          　　HARSVERT-A高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)通常采用異地遠(yuǎn)程控制，其變頻器的頻率設(shè)定可通過外部監(jiān)控上位計(jì)算機(jī)給定（也可通過柜體操縱面板），如主界面的加減速鍵或“頻率設(shè)定”設(shè)置運(yùn)行頻率（如圖5所示）;也可用外部模擬信號直接給定，我廠一期凈化2臺風(fēng)機(jī)就采用這種方式控制。由于變頻器控制系統(tǒng)設(shè)有PID調(diào)節(jié)功能，可很好地實(shí)現(xiàn)給定頻率升、降調(diào)速變化的平滑性和均勻性。變頻器啟動(dòng)后運(yùn)行于設(shè)定頻率（可選擇開環(huán)或閉環(huán)控制）。實(shí)在時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、啟動(dòng)、停車、急停、復(fù)位、運(yùn)行頻率設(shè)定、參數(shù)刷新、故障記錄查看等控制操縱，均通過上位機(jī)完成。一臺微機(jī)可實(shí)現(xiàn)多臺變頻器操縱、監(jiān)控任務(wù)。          圖5：我廠二期凈化高壓變頻器頻率設(shè)定、參數(shù)監(jiān)控界面          　　7.控制功能齊全          　　HARSVERT-A系列變頻用具有很多功能：其有關(guān)各項(xiàng)參數(shù)采用中文提示、整體備份和恢復(fù);系統(tǒng)設(shè)有兩段頻率躲避區(qū)，可回避風(fēng)機(jī)在某一頻率段（或點(diǎn)）工作時(shí)出現(xiàn)的共振、喘振等現(xiàn)象，根據(jù)不同負(fù)載啟動(dòng)需要，系統(tǒng)設(shè)有不同的轉(zhuǎn)矩提升控制。終端監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有故障定位和查詢功能，異�；蛏晕⒐收蠒r(shí)會(huì)在主界面實(shí)時(shí)提供報(bào)警信息。較大故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自轉(zhuǎn)動(dòng)出故障界面，直接顯示故障位置和名稱。維修職員可通過故障界面查詢故障歷史信息，系統(tǒng)設(shè)有波形顯示功能，查看運(yùn)行中的波形質(zhì)量，可及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)功率因數(shù)。設(shè)有運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄功能，變頻器運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)參數(shù)包括給定頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速、輸進(jìn)電流、輸出電流、輸進(jìn)電壓、輸出電壓、系統(tǒng)狀態(tài)操縱等信息自動(dòng)記錄、存貯（如圖6所示）;系統(tǒng)自診斷功能，其內(nèi)核能自動(dòng)檢測核心主控制器、可編程序邏輯PLC及上位機(jī)等當(dāng)前的狀態(tài)，輔助分析各控制器間的通訊情況。          圖6：運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄顯示 　　8.系統(tǒng)散熱設(shè)計(jì)公道          　　HARSVERT-A系列變頻器的熱量損耗主要包括變壓器柜和功率柜兩部分。變壓器采用H級干式變壓器標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，盡緣材料能夠耐受180℃的高溫，其冷卻系統(tǒng)采用增加柜頂風(fēng)機(jī)進(jìn)步變壓器柜的冷卻風(fēng)量來達(dá)到降低設(shè)備自身溫度，在45℃環(huán)境溫度下，變壓器工作答應(yīng)溫度可達(dá)110℃。如我廠夏季最高氣溫為31℃，在自然透風(fēng)的室內(nèi)，環(huán)境溫度為19℃左右，當(dāng)風(fēng)機(jī)負(fù)荷達(dá)到96%時(shí)，較長時(shí)間（4-8小時(shí)）運(yùn)行后，其變壓器線圈溫度只有42℃，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求。因而在高海拔地區(qū)，高壓變頻器不需要考慮降容使用題目。          　　功率柜也是變頻器運(yùn)行中發(fā)熱體之一。功率器件IGBT的最大答應(yīng)運(yùn)行溫度（外殼溫度）不答應(yīng)超過85℃，過高的溫升會(huì)導(dǎo)致管壓降加大、熱損耗增加，形成惡性循環(huán)引起器件內(nèi)熱量累積，導(dǎo)致因溫度過高而燒毀。故功率器件的散熱關(guān)系到系統(tǒng)的安全可靠性題目。HARSVERT-A系列變頻器選用先進(jìn)的功耗最小的功率器件，利用器件并聯(lián)的方式將熱量分散、增大有效散熱面積，解決了多器件內(nèi)熱量積累題目。其次選用熱傳導(dǎo)特性好、導(dǎo)熱率高的新型冷板釬焊散熱器，進(jìn)一步進(jìn)步了散熱效果。此外柜體設(shè)計(jì)為柵格濾網(wǎng)罩，采用透氣性好、韌度高的新型過濾合成絲綿，以降低進(jìn)風(fēng)風(fēng)阻，采用冷卻風(fēng)機(jī)冗余設(shè)計(jì)。          四、運(yùn)行效果          　　自2005年8月，我廠一期2臺焙燒凈化引風(fēng)機(jī)高壓變頻改造投運(yùn)以來，經(jīng)過3年多的長期、連續(xù)運(yùn)行結(jié)果，其運(yùn)行狀況良好，工作穩(wěn)定，節(jié)電明顯，完全達(dá)到了改造預(yù)期目標(biāo)，完全滿足焙燒煙氣凈化工藝控制需求，大幅進(jìn)步了凈化效果，因連續(xù)多年排污不超標(biāo)，得到了分公司和地方環(huán)保部分的獎(jiǎng)勵(lì)。根據(jù)我廠每月電耗統(tǒng)計(jì)，焙燒煙氣凈化月電耗降低19%左右。我廠一期焙燒煙氣凈化風(fēng)機(jī)變頻改造后的系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際參數(shù)如下表所示。          　　附表：變頻調(diào)速控制風(fēng)機(jī)后的凈化系統(tǒng)工作參數(shù)（一期系統(tǒng)）          五、結(jié)束語          　　應(yīng)用HARSVERT-A型1000kW高壓變頻器實(shí)施焙燒煙氣凈化系統(tǒng)風(fēng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)改造，優(yōu)化了煙氣凈化系統(tǒng)的工作性能，進(jìn)步了煙氣凈化系統(tǒng)工藝效果，大幅降低了系統(tǒng)電能消耗;據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于凈化系統(tǒng)風(fēng)壓、流量的方便可調(diào)，其焙燒自然氣的消耗較改造前降低19m3/t;凈化系統(tǒng)總耗電減少13.7余萬kW?h/月。實(shí)踐證實(shí)，國產(chǎn)高壓變頻器控制技術(shù)和設(shè)計(jì)制造能力已十分成熟，可與進(jìn)口同類產(chǎn)品抗衡，其價(jià)格只有同類進(jìn)口產(chǎn)品的1/3，且具有備件易采購、維修及時(shí)、售后服務(wù)便利等優(yōu)點(diǎn)，完全避免了進(jìn)口變頻器維修困難的題目。          參考文獻(xiàn)：          　　[1] HARSVERT-A系列高壓變頻器操縱使用說明手冊 北京利德華福電氣技術(shù)有限公司編寫，2005.1          　　[2] Power Smart TM 系列高壓大功率變頻調(diào)速裝置使用手冊，2006.8

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高壓變頻器在水泥廠原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

一、前言 　　目前，隨著水泥企業(yè)競爭的日益加劇，生產(chǎn)本錢的高低決定了水泥企業(yè)在市場競爭的地位，水泥生產(chǎn)企業(yè)很大一部分本錢浪費(fèi)在能耗上，降低水泥生產(chǎn)過程中的電能消耗越來越引起了業(yè)界的重視。 　　在水泥生產(chǎn)過程中，風(fēng)機(jī)被大量的采用，而風(fēng)機(jī)負(fù)載耗電量較大，起動(dòng)電流較高，同時(shí)用電動(dòng)閥門、擋風(fēng)板等裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)量，工作效率低，而且開動(dòng)閥門時(shí)，還發(fā)出嘯聲和振動(dòng)，經(jīng)常發(fā)生事故；為滿足生產(chǎn)環(huán)境的最大要求，風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的風(fēng)量和壓力往往偏大，功率的偏大設(shè)計(jì)必然造成能量的浪費(fèi)。 　　變頻調(diào)速技術(shù)作為一種先進(jìn)的電機(jī)調(diào)速方式，其優(yōu)異的性能以及帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益早已為人們所知。實(shí)踐證實(shí)在風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)中接進(jìn)變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來取代閥門控制風(fēng)量，能取得明顯的節(jié)能效果。本文就SH-HVF系列高壓變頻器在華新金貓水泥（蘇州）有限公司中應(yīng)用進(jìn)行分析總結(jié)。 　　二、變頻器節(jié)能原理 　　由電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速公式：n1＝60f/p 　　而異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n1存在一個(gè)滑差關(guān)系：n＝n1（1?s）=60f/p（1?s） 　　由上式可以得到，改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過改變f、p、s可以達(dá)到。針對某一電動(dòng)機(jī)而言P是一定的，而通過改變S進(jìn)行調(diào)速空間非常小，所以變頻調(diào)速通過改變定子供電頻率f來改變同步轉(zhuǎn)速是異步電動(dòng)機(jī)的最為公道的調(diào)速方法。若均勻地改變供電頻率f，即可平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、平滑性較高、機(jī)械特性較硬的優(yōu)點(diǎn)，目前變頻調(diào)速已成為異步電動(dòng)機(jī)最主要的調(diào)速方式，在很多領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。 　　根據(jù)流體力學(xué)相似定律： 　　Q1/Q2＝n1/n2輸出風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比； 　　H1/H2＝（n1/n2）2輸出壓力H與轉(zhuǎn)速n2正比； 　　P1/P2＝（n1/n2）3輸出軸功率P與轉(zhuǎn)速n3正比。 　　當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量需要改變時(shí)，如調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度，則會(huì)使大量電能白白消耗在閥門及管路系統(tǒng)阻力上。如采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，可使軸功率隨流量的減小大幅度下降。變頻調(diào)速時(shí)，當(dāng)風(fēng)機(jī)低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，理論節(jié)電為 　　E=〔1-（n′/n）3〕×P×T（kWh） 　　式中：n??額定轉(zhuǎn)速 　　n′??實(shí)際轉(zhuǎn)速 　　P??額定轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)功率 　　T??工作時(shí)間 　　可見，通過變頻對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，不但節(jié)能而且大大進(jìn)步了設(shè)備運(yùn)行性能。以上公式為變頻節(jié)能提供了充分的理論依據(jù)。 　　三、SH-HVF變頻器原理特點(diǎn) 　　SH-HVF系列高壓變頻器是由湖北三環(huán)發(fā)展股份有限公司研制開發(fā)的新一代高壓變頻器，采用直接高高變換的方式，多電平串聯(lián)倍壓的技術(shù)方案，優(yōu)化的PWM控制算法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的可變頻變壓（VVVF）的正弦電壓和正弦電流的輸出。 　　1、SH-HVF高壓變頻器原理 　　SH-HVF系列高壓變頻裝置選用電壓源型交－直－交變頻器方式，變壓器采用移相技術(shù)，使得電網(wǎng)電流接近為正弦電流。功率單元的主電路由熔斷器、三相全橋整流模塊、濾波電容及IGBT�？旖M成。 　　進(jìn)進(jìn)功率單元的低壓交流經(jīng)過整流模塊的整流和電容的濾波后變成中間直流，在控制系統(tǒng)的控制下由IGBT逆變單元將中間直流逆變成交變的脈寬調(diào)制輸出。每個(gè)功率單元輸出電壓為1、0、－1三種狀態(tài)電平，每相K個(gè)單元疊加，就可產(chǎn)生2K＋1種不同的電同等級。用這種多重化技術(shù)構(gòu)成的高壓變頻器，也稱為單元串聯(lián)多電平PWM電壓型變頻器，采用功率單元串聯(lián)，而不是用傳統(tǒng)的器件串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)高壓輸出，所以不存在器件均壓的題目。 　　K個(gè)功率單元在逆變側(cè)串聯(lián)成一相，將每個(gè)功率單元輸出的電平相疊加，再配以動(dòng)態(tài)分配技術(shù)和適當(dāng)?shù)目刂扑惴ǎ�在輸出�?cè)得到一組逼近正弦波的門路波，與低壓變頻器采用的單純PWM方式相比，輸出的dv/dt非常低，波形本質(zhì)與正弦波的擬合程度非常好，再配以優(yōu)化的PWM控制，使輸出諧波大為降低。由于這種波形正弦度好，du/dt小，可減小對電纜和電機(jī)的盡緣損壞，無須輸出濾波器，輸出電纜長度幾乎不受限制，電機(jī)不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備改造；同時(shí)，電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機(jī)械振動(dòng)，減少了軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力。 　　2、控制單元原理特點(diǎn) 　　整個(gè)系統(tǒng)的控制部分由一套PLC，一套主控制器，一套旁路控制器、一個(gè)智能操縱面板（觸摸屏）和一些開關(guān)、電源、繼電器等組成。 　　其中，PLC完成整個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng)的治理，邏輯處理，包括起停車邏輯、報(bào)警故障邏輯等。觸摸屏為中文界面的液晶顯示，完成變頻器參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)顯示和報(bào)警故障顯示等功能。主控制器完成PWM信號的產(chǎn)生、移相，并轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送到功率單元，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的安全性，同時(shí)具有很好的抗電磁干擾性能。旁路控制器為整個(gè)系統(tǒng)提供了較高的容錯(cuò)能力，當(dāng)工作中的某個(gè)功率單元故障時(shí)，旁路控制能自動(dòng)將其從工作中退出，并將備用功率單元投進(jìn)運(yùn)行。整套控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是可靠、實(shí)用、簡單。 　　四、原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)的變頻改造 　　1、生料磨系統(tǒng)簡介： 　　華新金貓水泥（蘇州）有限公司是一條3000T/D的水泥生產(chǎn)線，其生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)為6KV/1600KW，采用擋板（閥門）調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，風(fēng)機(jī)消耗功率大，節(jié)流損失較大。調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板控制風(fēng)量，由于擋板處于較高壓力下工作，易磨損，易造成管道內(nèi)風(fēng)量調(diào)節(jié)不正確，對生料磨系統(tǒng)工藝影響也較大。 　　生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)在生料磨系統(tǒng)中起到很大作用，通過調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)機(jī)可以控制磨系統(tǒng)的以下參數(shù)： 　　1>、磨內(nèi)透風(fēng)量：立磨靠風(fēng)掃磨，透風(fēng)量要適當(dāng)。風(fēng)量不足，合格的生料不能及時(shí)帶出，料層增厚，排渣量增多，設(shè)備負(fù)荷高，產(chǎn)量降低；風(fēng)量過大，料層過薄，影響磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 　　2>、料層厚度：立磨穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的另一重要因素是料床穩(wěn)定。 　　料層穩(wěn)定，風(fēng)量、風(fēng)壓和喂料量才能穩(wěn)定，否則就要通過調(diào)節(jié)風(fēng)量和喂料量來維持料層厚度。若調(diào)節(jié)不及時(shí)就會(huì)引起震動(dòng)加劇，電機(jī)負(fù)荷上升或系統(tǒng)跳停等題目。 　　3>、磨機(jī)振動(dòng)：振動(dòng)是輥式磨機(jī)工作中普遍存在的一個(gè)現(xiàn)象,公道的振動(dòng)是答應(yīng)的,但若振動(dòng)過大，則會(huì)造成磨盤和磨輥以及襯板的機(jī)械損壞。 　　4>、磨內(nèi)壓差：壓差是指風(fēng)環(huán)處的壓力損失,在磨機(jī)運(yùn)行時(shí)，磨內(nèi)負(fù)荷量的變化不僅從磨機(jī)電流、料層厚度、振動(dòng)幅度等參數(shù)上反應(yīng)出來，而且壓差更能反映磨內(nèi)狀況。 　　5>、磨機(jī)出口溫度：有效的控制出口溫度，可以保持良好的烘干及粉磨作業(yè)條件。 　　6>、產(chǎn)品細(xì)度：磨內(nèi)透風(fēng)量的大小對產(chǎn)品細(xì)度也有一定影響。 　　另外磨的運(yùn)行穩(wěn)定因素還有喂料量、噴水量、研磨壓力、循環(huán)風(fēng)量和選粉機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)。 　　2、主回路設(shè)計(jì) 　　為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)華新金貓水泥負(fù)載的相關(guān)參數(shù)選配SH-HVF-Y6K/2000系列高壓變頻器，變頻器配置方案采用一拖一方式： 　　6KV高壓電源經(jīng)用戶開關(guān)柜高壓開關(guān)QF到刀閘柜，經(jīng)輸進(jìn)刀閘QS1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)出線刀閘QS2送至電動(dòng)機(jī)；高壓電源還可經(jīng)旁路刀閘QS3直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。進(jìn)出線刀閘QS2和旁路刀閘QS3的作用是：一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開進(jìn)出線刀閘QS2，將變頻裝置隔離，手動(dòng)合旁路刀閘QS3，在工頻電源下起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。QF保存用戶原斷路器，QS1、QS2、QS3安裝在一個(gè)刀閘柜中與變頻裝置配套供貨。QS2與QS3之間通過機(jī)械閉鎖，防止誤操縱。 　　3、控制方式： 　　該設(shè)備有三種控制方式： 　　1>、以壓力、流量為控制對象的閉環(huán)控制：以輸進(jìn)的4～20mA模擬量值為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 　　2>、以轉(zhuǎn)速為控制對象的開環(huán)控制：該方式在遠(yuǎn)程操縱（DCS或遠(yuǎn)程操縱箱上操縱）用戶可根據(jù)工況條件自設(shè)定轉(zhuǎn)速，變頻器以該轉(zhuǎn)速為控制值，該方式下頻率的變化依據(jù)用戶輸進(jìn)的模擬量，4mA對應(yīng)0轉(zhuǎn)速，20mA對應(yīng)額定轉(zhuǎn)速。 　　3>、以頻率為控制對象的開環(huán)控制：該方式在就地操縱（設(shè)備本體上操縱）直接從觸摸屏上設(shè)置輸出頻率，變頻器以該頻率為控制目標(biāo)值。 　　以上三種控制方式用戶可通過人機(jī)界面（觸摸屏）設(shè)置，滿足不同的工況要求。 　　4、變頻改造后華新金貓水泥原料磨系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)：（現(xiàn)場實(shí)測） 　　由以上丈量數(shù)據(jù)顯示，滿足立式原料磨的料層厚度、原料細(xì)度、磨內(nèi)壓差、振動(dòng)等工藝要求的基礎(chǔ)上，配合調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速和選粉機(jī)轉(zhuǎn)速，使整個(gè)原料磨系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，從而在保證原料工藝要求的情況下，達(dá)到較好的節(jié)能目的。 　　五、變頻改造后收益分析： 　　1、直接收益： 　　改造前：在運(yùn)行時(shí)閥門開度為56％－58％，當(dāng)閥門開度為58％時(shí)，電流為147A；當(dāng)閥門開度為5％時(shí)，電流為101A；當(dāng)閥門開度為20％時(shí)，電流為116.5A；當(dāng)閥門開度為55％時(shí)，電流為142－145A；當(dāng)閥門開度為60％時(shí)，電流為150－152A�！　∽冾l改造后：閥門開度為100％，變頻器轉(zhuǎn)速為1300－1360r/min，此時(shí)變頻器電流為102－110A。 　　改造前均勻功率為：1310KW 　　改造后均勻功率：1008KW 　　根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測變頻后設(shè)備節(jié)電率為： 　　ΔP＝（P1－P2）/P1=（1310－1008）/1310＝23% 　　變頻改造后節(jié)電功率為： 　　PB=P1-P2=1310-1008=302kW 　　由上數(shù)據(jù)說明SH-HVF-Y6K/2000高壓變頻器在金貓水泥循環(huán)風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用節(jié)能效果明顯。 　　2、間接效益： 　　1>、變頻改造后，實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小于額定電流值，啟動(dòng)更平滑。 　　2>、電機(jī)以及負(fù)載轉(zhuǎn)速下降，系統(tǒng)效率得到進(jìn)步，取得節(jié)能效果。大大減少了對設(shè)備的維護(hù)量，節(jié)約了人力物力資源。 　　3>、由于電機(jī)以及負(fù)載采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，工作特性改變，設(shè)備工況得到改善，延長設(shè)備使用壽命。 　　4>、功率因數(shù)由原來的0.8左右進(jìn)步到0.95以上，不僅省往了功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，而且減少了線路損耗。 　　5>、廠房通風(fēng)設(shè)備噪聲污染將降低。 　　6>、能進(jìn)步整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和工藝水平。 　　7>、節(jié)能減排，減少了溫室氣體的排放，保護(hù)了環(huán)境。 　　8>、負(fù)載改變頻后，由于變頻器采用單元串聯(lián)移相技術(shù)，因此在理論上可以消除35次以下諧波。由于實(shí)際制造工藝的限制，網(wǎng)側(cè)電壓諧波總含量可以控制在2％以內(nèi)，電流諧波總含量小于2％。延長了電機(jī)的使用壽命。 　　9>、變頻輸出采用PWM技術(shù)控制，輸出電壓波形基本接近正弦波，諧波總含量小于1％，上述指標(biāo)均滿足IEEE-519國際電能質(zhì)量諧波標(biāo)準(zhǔn)要求。延長了電機(jī)的使用壽命。 　　10>、使用變頻調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)恒定運(yùn)行，進(jìn)步了系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。 　　11>、由于采用自動(dòng)控制，進(jìn)一步進(jìn)步了設(shè)備運(yùn)行控制和系統(tǒng)運(yùn)行治理的自動(dòng)化水平，從而真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，大大增強(qiáng)了運(yùn)行的安全可靠性。 　　六、結(jié)束語 　　在華新金貓水泥（蘇州）有限公司生料磨系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)采用SH-HVF-Y6K/2000高壓變頻器，不但操縱方便、輕易、維護(hù)量小，而且有明顯的節(jié)能效果。通過SH-HVF高壓變頻器在華新金貓水泥的應(yīng)用，增強(qiáng)了運(yùn)行的安全可靠性，進(jìn)步了生料磨的產(chǎn)量，又達(dá)到較好的節(jié)能效果。因此在水泥廠生料磨系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)采用高壓變頻技術(shù)是應(yīng)該倡導(dǎo)和推廣的。

　　如何區(qū)分風(fēng)機(jī)種類

　　大家都知道我們生產(chǎn)生活中所使用的風(fēng)機(jī)多種多樣，每一種風(fēng)機(jī)都有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)以及有效的使用環(huán)境，但是面對這些眾多類型的風(fēng)機(jī)，大家知道它們是怎樣劃分分類的嗎，在風(fēng)機(jī)行業(yè)中要想分類這些風(fēng)機(jī)并不是很難，行業(yè)中把風(fēng)機(jī)對場所的影響主要分為了兩大類，每一類都有它的優(yōu)勢和特點(diǎn)。

　　透平壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)雖然很常見，但是在國內(nèi)企業(yè)中生產(chǎn)這種風(fēng)機(jī)的廠家并不是很多，這種風(fēng)機(jī)的技術(shù)水平要高一些，國內(nèi)的技術(shù)和國外相比而言還存在著很大的差距，面對這樣的形勢對于企業(yè)來說即是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，在市場開放后，受沖擊程度不大。但生產(chǎn)這類產(chǎn)品的企業(yè)要有緊迫感，要著力于提高開發(fā)創(chuàng)新能力，提高產(chǎn)品技術(shù)含量和檔次，縮小與國外的差距。

　　再有一種風(fēng)機(jī)就是大家最為常見，生活處處不能離開的一種分類了。這種就是一般用途的中小型通風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)的使用范圍非常廣，由于生產(chǎn)成本和產(chǎn)生技術(shù)比較低，所以很多企業(yè)都在生產(chǎn)這類風(fēng)機(jī)，在加入世貿(mào)組織后，將有利于擴(kuò)大出口，國內(nèi)市場開放基本上不構(gòu)成威脅。加上國內(nèi)價(jià)格比較低，因此在國際上還是能有一席之地的。

　　一般常見的通風(fēng)機(jī)主要有離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)，這兩種不同類型的風(fēng)機(jī)在使用中也是有所不同的，因此在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)不管是針對什么類型的風(fēng)機(jī)，都需要根據(jù)環(huán)境的需要來選擇購買，如果風(fēng)機(jī)一旦選擇不恰當(dāng)，不但不會(huì)改善場所的環(huán)境質(zhì)量，還會(huì)對最基本的通風(fēng)換氣造成一定的阻礙，因此風(fēng)機(jī)的選擇一定要成為用戶的重心。

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由于離心風(fēng)機(jī)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，人們又針對不同行業(yè)的特點(diǎn)和需求設(shè)計(jì)了不同特點(diǎn)的離心風(fēng)機(jī)，以便于操作和更好的發(fā)揮風(fēng)機(jī)的功能，使能效達(dá)到最優(yōu)。本章節(jié)，將為用戶介紹幾種主要離心風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)和用途。

除塵/環(huán)保離心風(fēng)機(jī)，可以有效減少空氣中的粉塵，凈化環(huán)境，具有效率高、噪聲小、能耗少、性能曲線高郊區(qū)寬廣等優(yōu)點(diǎn)，適用于配有省煤器和消煙除塵裝置的工業(yè)鍋爐選用。但需要注意的是，引風(fēng)機(jī)前必須加除塵裝置，以防止過多的煙塵進(jìn)入風(fēng)機(jī)增加機(jī)身磨損，縮減壽命，且除塵效率需高于85%才能達(dá)到最佳效果。

工業(yè)離心風(fēng)機(jī)，是我國使用最早最普遍的風(fēng)機(jī)。主要用于輸送空氣，體積小，重量輕。廣泛應(yīng)用于室內(nèi)通風(fēng)換氣行業(yè)，為空氣的潔凈帶來不小的貢獻(xiàn)。

防腐/防爆風(fēng)機(jī)是為特殊要求的行業(yè)專門設(shè)計(jì)的，比如化工類，有些易腐蝕、易爆炸的氣體和物料的輸送就需要用到這類風(fēng)機(jī)。還有一些井下、煤礦等特殊場所的氣體會(huì)含有有毒物質(zhì)，也需要用到此類風(fēng)機(jī)進(jìn)行換氣，以便給人們更好的工作環(huán)境。

高溫鍋爐引風(fēng)機(jī)，是專門為鍋爐環(huán)境設(shè)計(jì)的。可以在高溫環(huán)境下持續(xù)工作而不受影響，受到廣大煤炭電力企業(yè)的青睞。

不論是何種類的離心風(fēng)機(jī)，都是為了更好的為人們服務(wù)而產(chǎn)生的，滿足了人們的不同需求，在以后的生產(chǎn)活動(dòng)中，還會(huì)有更多類型的風(fēng)機(jī)的出現(xiàn)，以跟上科技進(jìn)步的腳步。

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    中國風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)  智能閥門定位器能夠集通信能力、電氣轉(zhuǎn)換于一體。通信協(xié)議能夠利便的獲取操縱需要操縱的處理信息。通信協(xié)議的另外一個(gè)好處即為可以隨時(shí)隨地進(jìn)行信號與數(shù)據(jù)庫的對比，用來診斷發(fā)生故障的原因。

    與傳統(tǒng)的閥門定位器來比較，智能閥門定位器有較高的敏感度，能夠比較快速有效的捕獲到閥門位置移動(dòng)的變化，有比較不亂的可靠性。計(jì)算機(jī)設(shè)定的科學(xué)性參數(shù)比之傳統(tǒng)人工設(shè)定的參數(shù)值同樣具有比較代表性的可選擇性。閥門控制最輕易泛起的死區(qū)的題目，也能夠公道的處置死區(qū)狀態(tài)下閥門控制狀態(tài)。與常規(guī)的定位器比擬，通過比較精確的位置檢測裝置和定位器內(nèi)部的人工智能計(jì)算機(jī)軟件，對于儀表本身和隨之相關(guān)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作有一定的診斷功能。

    因?yàn)樵谥悄荛y門定位器中引入了微處理器的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了人工智能。得益于電腦軟件的強(qiáng)烈支持，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

    第一，人工智能能夠支持自動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)節(jié)意味著可以實(shí)現(xiàn)儀表本身、機(jī)器本身、通信處理器和電腦登一系列相關(guān)裝置的零點(diǎn)和控制進(jìn)程的自我矯正。

    第二，力普變頻器智能數(shù)字閥門定位用具有與現(xiàn)場總線系統(tǒng)配置的功能，可以通過設(shè)定地址的參數(shù)來達(dá)到對地址的數(shù)字化控制。

    第三，智能閥門控制器因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了智能控制，所以可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的兼容模擬量、基于HART協(xié)議的信號、FF信號和其他通信規(guī)程。同時(shí)因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了基于這些協(xié)議的信號出利空，能夠靜脈顯示儀根據(jù)HART通信方式和電腦查到所需檢測儀表的出廠信息和參數(shù)。

    第四，因?yàn)槔�用的是電信號而不是力平衡的原理來�?shí)現(xiàn)控制，大大進(jìn)步了信號的可靠性和不亂性。能夠?qū)�控制時(shí)間的滯后性有迅速有效的處理。

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噴油螺桿壓縮機(jī) 　　
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伯格的C和CL系列 -- 小巧而安靜的螺桿壓縮機(jī)，非常適合小型工業(yè)壓縮機(jī)的用戶，如汽車修理廠和工場，以其低噪音和緊湊型設(shè)計(jì)而聞名，并節(jié)省了空間。所有重要部件都集中在一個(gè)位置，極大地方便了維修工作。 　　10 - 350馬力 　　
伯格于15年前推出的獲獎(jiǎng)的S系列螺桿壓縮機(jī)提出了一種革命性的設(shè)計(jì)概念，從那時(shí)就開始被模仿，但從未被超越。伯格的設(shè)計(jì)原理確保了壓縮空氣的高效率并以很高的可靠性為基礎(chǔ)。每個(gè)型號都遵循相同的布局和模塊化概念，保證整潔一致的外型和易維護(hù)保養(yǎng)。 　　
無油螺桿壓縮機(jī) 　　
350 - 450馬力 　　
在食物、飲料、化工和醫(yī)藥等很多領(lǐng)域，無油壓縮空氣事必須的。雖然噴油螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過后處理在某些情況下可以接受，但無法真正替代無油螺桿壓縮機(jī)的作用。伯格SO系列無油螺桿壓縮機(jī)在控制，維護(hù)，噪音等方面都有獨(dú)特的優(yōu)勢。 　　
噴油活塞式壓縮機(jī) 　　
伯格制造廣泛的油潤滑活塞式壓縮機(jī)。 　　
無油活塞式壓縮機(jī) 　　
K系列代表了伯格開發(fā)的最新無油活塞壓縮機(jī)技術(shù)。K系列利用了最先進(jìn)的壓縮機(jī)技術(shù)。水平安裝的氣缸以及位于中心的曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)推桿主體，確保活塞與氣缸保持平行。這一創(chuàng)新極大地降低了所有常規(guī)系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生的缸環(huán)磨損。精密的K系列的設(shè)計(jì)也使它成為極具成本效益的壓縮機(jī)。因?yàn)樗�產(chǎn)生絕對無油的壓縮空氣，K系列也將減少所需的后處理及所有相關(guān)費(fèi)用。作為一個(gè)無油壓縮機(jī)，所需的服務(wù)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)零部件也大大減少。無油活塞壓縮機(jī)滿足如食品、飲料、化學(xué)和制藥等行業(yè)的絕對無油壓縮空氣需求，是這些行業(yè)的一種理想選擇。



地下礦通風(fēng)防塵設(shè)計(jì) (ventilation and dust prevention design for underground mine) 向地下井巷連續(xù)送入新鮮空氣，排除有害氣體并綜合治理粉塵的地下采礦工程設(shè)計(jì)。為保證地下礦作業(yè)人員安全與健康，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，須按國家現(xiàn)行的安全法規(guī)進(jìn)行通風(fēng)防塵設(shè)計(jì)工作。對高溫、發(fā)火、涌出熱水、含鈾的礦山，要進(jìn)行特殊條件下的通風(fēng)設(shè)計(jì)；對硅塵危害嚴(yán)重的礦山，要制定綜合防塵措施；寒冷地區(qū)的礦山，冬季須對進(jìn)風(fēng)風(fēng)流進(jìn)行預(yù)熱，以保證進(jìn)入井(巷)口的風(fēng)流溫度不低于+2℃ 。 20世紀(jì)50年代以來，中國錫礦山銻礦、江西鎢礦采取以風(fēng)、水為主的綜合防塵措施，大幅度降低了矽肺病的發(fā)病率。70年代以來，中國云南錫業(yè)公司的錫礦采用排、抑結(jié)合的防氡措施，明顯地減少了氡氣析出對井下工作人員的危害,水簾生產(chǎn)廠家。80年代初，中國鐵礦吸收北歐國家的經(jīng)驗(yàn)，采用了多級風(fēng)機(jī)站的通風(fēng)系統(tǒng)，具有效率高，能耗低、漏風(fēng)少、有效風(fēng)量高等優(yōu)點(diǎn)。金川有色金屬公司第二礦區(qū)是中國最大的采用無軌 設(shè)備 開采的地下礦山，設(shè)計(jì)了18臺主扇風(fēng)機(jī)串并聯(lián)的通風(fēng)系統(tǒng)，配備各種傳感器，對風(fēng)流參數(shù)連續(xù)遙測，使用計(jì)算機(jī)控制風(fēng)量。 地下通風(fēng)防塵設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇、礦井風(fēng)量計(jì)算、通風(fēng)網(wǎng)路解算，通風(fēng)阻力計(jì)算、礦井通風(fēng)設(shè)備選擇、通風(fēng)構(gòu)筑物和礦井防塵等。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇???? 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是通風(fēng)網(wǎng)路、通風(fēng)動(dòng)力和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱。它對全礦的安全狀況有重大影響，與礦床開拓系統(tǒng)密切相關(guān)，在選擇開拓系統(tǒng)時(shí)必須同時(shí)考慮。通風(fēng)系統(tǒng)通常按集中或分區(qū)、進(jìn)回風(fēng)井布置和通風(fēng)方式等劃分。 按集中或分區(qū)劃分可以分為集中通風(fēng)和分區(qū)通風(fēng)。(1)集中通風(fēng)。全礦山采用一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)(圖1)。它具有進(jìn)、排風(fēng)較集中，使用通風(fēng)設(shè)備少，管理方便等優(yōu)點(diǎn)。(2)分區(qū)通風(fēng)。礦井劃分成若干個(gè)獨(dú)立的分區(qū)，進(jìn)行單獨(dú)通風(fēng)(圖2)。它具有風(fēng)路短、阻力小、漏風(fēng)少、能耗低、風(fēng)流易控制，可減少污風(fēng)串聯(lián)等優(yōu)點(diǎn)。 按進(jìn)、回風(fēng)井的布置劃分可分為中央式、對角式和中央對角混合式三種：(1)中央式。見圖1。進(jìn)、回風(fēng)井均位于礦體走向的中央，新鮮風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入工作面后折返回到回風(fēng)井排出地表。它具有投資省、投產(chǎn)快、建筑集中、井簡延伸容易、管理方便和易實(shí)現(xiàn)反風(fēng)等優(yōu)點(diǎn)。(2)對角式。見圖2。進(jìn)風(fēng)井位于礦體的中央(或兩翼)，回風(fēng)井在兩翼(或中央)；或進(jìn)、回風(fēng)井分別位于礦體的兩翼。新鮮風(fēng)流由進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入礦井工作面后，污風(fēng)流向回風(fēng)井排出地表。它具有風(fēng)路短、風(fēng)阻較小，電耗低和漏風(fēng)少等優(yōu)點(diǎn)。為金屬礦普遍采用。(3)中央對角混合式。中央式和對角式的組合形式(圖3)。 按通風(fēng)方式或扇風(fēng)機(jī)工作方式劃分可分為壓入式、抽出式和抽壓混合式三種：(1)壓入式。見圖2。主扇安裝在進(jìn)風(fēng)井口，向礦內(nèi)壓風(fēng)，形成正壓狀態(tài)。由于風(fēng)流集中，風(fēng)量大，空氣免受污染，風(fēng)質(zhì)好。但須在進(jìn)風(fēng)段設(shè)風(fēng)門，影響運(yùn)輸，漏風(fēng)較大，管理較難。(2)抽出式。見圖1。主扇安裝在回風(fēng)井口，自礦井往外抽風(fēng)，形成負(fù)壓狀態(tài)。由于排風(fēng)集中，排風(fēng)量大，污風(fēng)集中迅速，煙塵不易擴(kuò)散，排煙快，風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施均安于回風(fēng)道中，不妨礙運(yùn)輸，管理方便；但會(huì)把塌陷區(qū)積存的有害氣體抽到井下，造成風(fēng)流短路，減少礦井有效風(fēng)量。中國金屬礦多采用此種系統(tǒng)。(3)抽壓混合式。見圖3。進(jìn)、回風(fēng)井口都裝有主扇，向礦內(nèi)壓風(fēng)并往外抽風(fēng)。 選擇通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)劃定通風(fēng)區(qū)域，選擇通風(fēng)方式，確定進(jìn)，回風(fēng)井巷和風(fēng)機(jī)位置，以及進(jìn)、回風(fēng)井巷斷面等。要擬定出幾個(gè)適應(yīng)礦體賦存條件和開采特點(diǎn)的方案，進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的通風(fēng)系統(tǒng)方案。 礦井風(fēng)量計(jì)算???? 各國計(jì)算風(fēng)量的方法不盡相同。中國冶金礦山確定礦井總風(fēng)量的依據(jù)是：炸藥使用量、排塵風(fēng)速、內(nèi)燃機(jī)械動(dòng)力kw數(shù)并保證各作業(yè)地點(diǎn)排出有害氣體，風(fēng)速和氣溫必須符合安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。 礦井風(fēng)量Q，在可行性研究或方案設(shè)計(jì)階段，可按礦井規(guī)模和年產(chǎn)萬t礦石耗風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算： Q=Ay 式中Q為礦井風(fēng)量，m 3 ／s；A為礦井年產(chǎn)量，10 4 t／a；y為年產(chǎn)萬t礦石耗風(fēng)量，m 3 ／s，受多種因素的綜合影響，其數(shù)值規(guī)模小的礦井為2.0～3.0m 3 ／s、中等規(guī)模礦井為1.5～2.5m 3 ／s、規(guī)模大的礦井為1.0～2.0m 3 ／s、特大規(guī)模礦井為0.7～1.5m 3 ／s。 初步設(shè)計(jì)階段的礦井風(fēng)量可按下式計(jì)算： Q=K 1 K 2 (∑q h +∑q g +∑q d +∑q t ) 式中Q為礦井總風(fēng)量，m 3 ／s；q h 為回采工作面(包括備用采場)所需風(fēng)量，m 3 ／s；q g 為掘進(jìn)工作面所需風(fēng)量，m 3 ／s；q d 為獨(dú)立通風(fēng)的硐室所需風(fēng)量，m 3 ／s；q t 為其他工作面所需風(fēng)量，如裝卸礦點(diǎn)，噴錨工作面和排氡要求等，m 3 ／s；K 1 為外部漏風(fēng)系數(shù)，取1.1～1.3；K 2 為內(nèi)部漏風(fēng)系數(shù)，取1.05～1.25。 對于含鈾、深熱、有自燃發(fā)火可能性和使用柴油設(shè)備的礦井，還要用有關(guān)公式進(jìn)行校驗(yàn)。 通風(fēng)網(wǎng)路解算??????? 礦井風(fēng)流經(jīng)過平面與空間井巷所形成的通風(fēng)風(fēng)路計(jì)算。設(shè)計(jì)中用串聯(lián)、并聯(lián)和角聯(lián)三種基本形式，聯(lián)接成復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)路。(1)串聯(lián)。數(shù)條風(fēng)路首尾相聯(lián)，無分支的風(fēng)路。(2)并聯(lián)。數(shù)條風(fēng)路有共同的分、合點(diǎn)，中間無交叉風(fēng)路。(3)角聯(lián)。并聯(lián)風(fēng)路中間有若干聯(lián)絡(luò)風(fēng)路，即對角風(fēng)路。由于并聯(lián)網(wǎng)路風(fēng)阻小，各分支風(fēng)路獨(dú)立，風(fēng)量容易調(diào)節(jié)，通風(fēng)效果好采用較多。 通風(fēng)網(wǎng)路解算設(shè)計(jì)一般包括風(fēng)路中風(fēng)流調(diào)整、風(fēng)流分配和主扇風(fēng)機(jī)選擇等。設(shè)計(jì)常采用近似計(jì)算法，首先擬定各分支風(fēng)路的風(fēng)量，然后按下式求解風(fēng)量校正值，以校正擬定風(fēng)量，經(jīng)反復(fù)迭代求得真實(shí)風(fēng)量。 式中△q為閉合回路的風(fēng)量校正值，m 3 ／s； 為閉合風(fēng)路的風(fēng)壓降代數(shù)和，風(fēng)流順時(shí)針流動(dòng)的風(fēng)壓降為正，逆時(shí)針流動(dòng)的為負(fù)，Pa； 為閉合回路風(fēng)阻與風(fēng)量絕對值乘積的代數(shù)和，Ns／m 5 ；H i 為閉合回路中的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，Pa，無風(fēng)機(jī)時(shí)，H i =0；a為閉合回路中風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的斜率，無風(fēng)機(jī)時(shí)，a=0法已在計(jì)算機(jī)程序中廣泛應(yīng)用。 通風(fēng)阻力計(jì)算???? 要是對來自風(fēng)流沿井巷流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力的計(jì)算。風(fēng)流方向、井巷斷面的變化和各種障礙物造成的局部阻力，約占摩擦阻力的10％～20％。通風(fēng)總阻力按下式計(jì)算。 壓入式通風(fēng)： 抽出式通風(fēng)： 式中∑R j (Kq j ) 2 及∑R i q i 2 為進(jìn)風(fēng)段摩擦阻力之和，Pa； 為需風(fēng)段摩擦阻力之和，Pa； 為回風(fēng)段摩擦阻力之和，Pa；K為礦井漏風(fēng)系數(shù)，K j 為局部阻力系數(shù)，一般取1.1～1.2；摩擦阻力R i 或R n 、R j 按下式計(jì)算： R=αLP/S 3 式中R為礦井總風(fēng)阻，Ns 2 ／m 8 ；α為井巷摩擦阻力系數(shù)，Ns／m 4 ；L為通風(fēng)井巷長度，m；P為通風(fēng)井巷周邊長，m；s為通風(fēng)井巷的有效橫斷面積，m 2 。設(shè)計(jì)時(shí)通常分別計(jì)算通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期，生產(chǎn)前期和后期的礦井通風(fēng)阻力。對進(jìn)、出風(fēng)口的標(biāo)高相差較大或氣溫變化較大的礦井，要考慮自然風(fēng)壓對礦井總阻力的影響。 常用礦井等積孔A比喻礦井阻力的大小。在標(biāo)準(zhǔn)條件下： 式中A為等積孔值，m 2 ；Q i 為某臺風(fēng)機(jī)所負(fù)擔(dān)的礦井風(fēng)量，m 3 ／s；H。為某臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa；R為礦井總風(fēng)阻，Ns 2 ／m 8 。依礦井等積孔或風(fēng)阻大小，礦井通風(fēng)的難易程度分為三級(見表)。 礦井養(yǎng)豬通風(fēng)設(shè)備選擇????? 包括主要扇風(fēng)機(jī)(簡稱主扇)和電動(dòng)機(jī)的選擇。 主要扇風(fēng)機(jī)?????? 分離心式和軸流式兩類。(1)離心式扇風(fēng)機(jī)。見圖4。葉片分前傾式、徑向式和后傾式三種。礦用離心式主扇多用后傾式。當(dāng)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣由吸風(fēng)管進(jìn)入動(dòng)輪的中心部分，折轉(zhuǎn)90 。 后，沿葉道甩入螺形機(jī)殼，再經(jīng)擴(kuò)散器流出。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，噪聲小；穩(wěn)定工作范圍大；但風(fēng)量調(diào)節(jié)不便，必須用反風(fēng)道反風(fēng)。(2)軸流式扇風(fēng)機(jī)。見圖5。為提高風(fēng)壓，有的可安置兩段動(dòng)輪。當(dāng)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，翼形葉片帶動(dòng)空氣沿軸向流動(dòng)，經(jīng)擴(kuò)散器排出。葉片以一定安裝角度安設(shè)在動(dòng)輪上，調(diào)整安裝角度可改變風(fēng)機(jī)性能。該機(jī)結(jié)構(gòu)較緊湊，調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)范圍較大，可反轉(zhuǎn)反風(fēng)；但噪聲大，穩(wěn)定工作范圍小。 電動(dòng)機(jī)?????? 當(dāng)扇風(fēng)機(jī)功率不大時(shí)，可選用異步電動(dòng)機(jī)；若功率在400～500kw以上，宜選用同步電動(dòng)機(jī)。 通風(fēng)構(gòu)筑物???? 引導(dǎo)、遮斷和調(diào)節(jié)風(fēng)流的設(shè)施。可分為兩類：一類是通過風(fēng)流的，包括風(fēng)橋、風(fēng)障和風(fēng)窗；另一類是遮斷風(fēng)流的，包括風(fēng)門和風(fēng)墻。(1)風(fēng)橋。進(jìn)風(fēng)道和回風(fēng)道交叉處，用于隔開新風(fēng)流和回風(fēng)流的橋式構(gòu)筑物。主要風(fēng)橋用磚、石、混凝土等構(gòu)筑，或?qū)ｉT開鑿繞道。(2)風(fēng)障。在獨(dú)頭巷道中引導(dǎo)風(fēng)流的設(shè)施。是用磚、木板、帆布或塑料布等做成的縱向隔墻，將巷道隔成兩側(cè)，一側(cè)進(jìn)風(fēng)，一側(cè)回風(fēng)。(3)風(fēng)窗。在需要調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)道中安設(shè)一窗，借以改變其面積，作調(diào)節(jié)風(fēng)量用。(4)風(fēng)門。在行人、通車比較頻繁的主要運(yùn)輸?shù)郎希瑧?yīng)設(shè)置自動(dòng)風(fēng)門。常用的自動(dòng)風(fēng)門有撞開式、電動(dòng)式、壓氣式或水壓式等。(5)風(fēng)墻。在不允許風(fēng)流通過，也不許行人和通車的巷道中設(shè)置的墻體。用以遮斷風(fēng)流。永久性擋風(fēng)墻需采用磚石、混凝土等構(gòu)筑。 礦井防塵???? 采取以風(fēng)、水為主的綜合防塵措施，以降低空氣中礦塵濃度，防止礦塵危害。在礦井中，除了正常的通風(fēng)之外，一般經(jīng)常采用濕式鑿巖、噴霧、灑水、洗壁、水幕凈化、靜電除塵和泡沫除塵等措施。對礦塵量大且集中的溜井裝卸點(diǎn)以及井下破碎硐室等處的粉塵宜采用密閉排塵、抑塵、收塵等措施，將工作面粉塵濃度降低至2mg／m 3 以下�？觾�(nèi)應(yīng)有良好的供水系統(tǒng)，水中固體懸浮物不應(yīng)大于150mg／L，pH值為6.5～8.5，不得含有放射性等有害物質(zhì)。一般礦井需建立測風(fēng)、測塵等專業(yè)隊(duì)伍，定期測量通風(fēng)參數(shù)和粉塵量。 相關(guān)閱讀:

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