［摘要］：煤礦因生產(chǎn)的特殊性，礦井通風(fēng)工程關(guān)系到礦山的安全生產(chǎn)，所以通風(fēng)工程在煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。
［關(guān)鍵詞］：
　　

一、現(xiàn)場工程情況

　　煤礦因生產(chǎn)的特殊性，礦井通風(fēng)工程關(guān)系到礦山的安全生產(chǎn)，所以通風(fēng)工程在煤炭生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。其中主扇風(fēng)機(jī)在煤礦生產(chǎn)中有著最重要的地位，隨著開采和掘進(jìn)的不斷延伸，巷道延長，盡管風(fēng)量基本不變，但風(fēng)壓要求卻不斷增加，風(fēng)機(jī)需用功率也隨之增加。根據(jù)反風(fēng)及開采后期運(yùn)行狀況來確定的主扇風(fēng)機(jī)及拖動電動機(jī)的功率通常遠(yuǎn)大于煤礦長期開采所需的正常運(yùn)行功率。五溝煤礦主扇風(fēng)機(jī)采用500KW/6KV電動機(jī)傳動，電機(jī)采用直接啟動的方式。

目前采用高壓電動機(jī)直接啟動，存在以下幾個問題：

●電能的嚴(yán)重浪費(fèi)。煤礦的服務(wù)年限大多在60年以上，投產(chǎn)初期到井田穩(wěn)定開采一般在10年左右，這就意味著有這10年的時間里，主扇風(fēng)機(jī)一直處在較輕負(fù)載下運(yùn)行。由于工頻運(yùn)行的電動機(jī)轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)，只能通過改變風(fēng)機(jī)葉片的角度進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，因此造成能源浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。

●啟動困難，機(jī)械損傷嚴(yán)重。主扇風(fēng)機(jī)采用直接啟動，啟動時間長，啟動電流大，對電動機(jī)的絕緣有著較大的威脅，嚴(yán)重時甚至燒毀電動機(jī)。而電動機(jī)在啟動過程中所產(chǎn)生的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的機(jī)械振動應(yīng)力，嚴(yán)重影響到電動機(jī)、風(fēng)機(jī)及其它機(jī)械的使用壽命。

●自動化程度低。主扇風(fēng)機(jī)依靠人工調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)葉片調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓，更不具備風(fēng)量的自動實(shí)時調(diào)節(jié)功能，自動化程度低。在故障狀態(tài)下，如風(fēng)流短路，將對礦井正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。
為了礦井的安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本，提升該煤礦的自動化水平，對主扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造具有非常重要的意義。

二、高壓變頻改造方案

1、主回路工程方案

　　考慮到現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的情況，煤礦主扇軸流風(fēng)機(jī)變頻工程采用一拖二手動旁路方式，采用一臺變頻器分別單獨(dú)傳動二臺風(fēng)機(jī)中的一臺風(fēng)機(jī)的電動機(jī)，正常情況下，允許有一負(fù)載工作在變頻狀態(tài)，另一負(fù)載工作在工頻狀態(tài)，也可以兩臺都在工頻狀態(tài)；

　　該系列變頻采用若干個低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出。變頻器具有對電網(wǎng)諧波污染極小，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、dv/dt及共模電壓等問題的特性，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機(jī)，不需要更換電機(jī)。

一拖二手動旁路工程

基本原理：它是由8個高壓隔離開關(guān)QS1～QS8組成（見左圖）。其中QS2和QS3,QS5和QS6安裝機(jī)械互鎖裝置；各隔離開關(guān)間有電氣互鎖。如果兩路電源同時供電，M1工作在變頻狀態(tài)，M2工作在工頻狀態(tài)時，QS3、QS7和QS4、QS5、QS8分閘，QS2、QS1和QS6處于合閘狀態(tài)；M2工作在變頻狀態(tài)，M1工作在工頻狀態(tài)時，與M1工作在變頻狀態(tài)，M2工作在工頻狀態(tài)時類似；如果檢修變頻器，QS3和QS6可以處于任一狀態(tài)，其它隔離開關(guān)都分閘，兩臺負(fù)載可以同時工頻運(yùn)行；當(dāng)一路電源檢修時，可以通過分合隔離開關(guān)使任一電機(jī)變頻運(yùn)行。

特點(diǎn)：

　　正常情況下，允許有一負(fù)載工作在變頻狀態(tài)，另一負(fù)載工作在工頻狀態(tài)，也可以兩臺都在工頻狀態(tài)。

　　同時工頻運(yùn)行時1#電機(jī)通過QS7、QS3 ，2#電機(jī)通過QS8、QS6切換完成反風(fēng)功能，變頻運(yùn)行時通過變頻設(shè)備內(nèi)部設(shè)置即可完成電機(jī)轉(zhuǎn)向的正反方向的轉(zhuǎn)換完成反風(fēng)功能。

2、控制工程方案

　　變頻工程控制方式可以采用下述4種方式，現(xiàn)場用戶可以根據(jù)實(shí)際情況采用相應(yīng)的一種或幾種控制方式。

A、閉環(huán)控制方式

　　變頻工程可以根據(jù)現(xiàn)場要求在變頻操作界面上設(shè)定需要的壓力或流量值、或通過模擬給定形式給定需要的壓力或流量值，變頻設(shè)備根據(jù)設(shè)定值和現(xiàn)場壓力或流量的反饋值自動閉環(huán)控制調(diào)節(jié)設(shè)備轉(zhuǎn)速，使工程壓力或流量值運(yùn)行在要求的設(shè)定值。

B、本控開環(huán)控制方式

　　變頻工程可以通過本控方式在變頻設(shè)備控制柜監(jiān)控界面手動設(shè)定負(fù)載設(shè)備需要運(yùn)行的轉(zhuǎn)速值，變頻設(shè)備自動將負(fù)載設(shè)備傳動到要求轉(zhuǎn)速值。

C、總線控制方式

　　變頻工程也可以通過RS485、Profibus/Device Net 與工廠控制工程通訊進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

D、遠(yuǎn)控開環(huán)控制方式

　　變頻調(diào)速工程可由現(xiàn)場DCS監(jiān)控操作工程進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，根據(jù)運(yùn)行工況按設(shè)定程序，實(shí)現(xiàn)對負(fù)載設(shè)備電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制。

具體控制接口情況如下：

　　變頻工程和現(xiàn)場DCS監(jiān)控操作工程進(jìn)行通訊連接，從現(xiàn)場DCS監(jiān)控操作工程上發(fā)出變頻器的啟動、停機(jī)等信號。變頻器反饋以下信號接入到現(xiàn)場監(jiān)控操作工程上： (1)報警及故障信息：重故障報警、輕故障報警；(2)調(diào)速裝置的狀態(tài)信息：待機(jī)狀態(tài)、正常運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、工程旁路狀態(tài)；（3）電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速、電壓等。

以下為變頻器與現(xiàn)場DCS監(jiān)控操作工程工程具體接口：
1）．變頻器需要提供的開關(guān)量輸出6：
(1) 變頻器待機(jī)狀態(tài)指示：表示變頻器已待命，具備啟動條件。
(2) 變頻器運(yùn)行狀態(tài)指示：表示變頻器正在運(yùn)行。
(3) 變頻器控制狀態(tài)指示：節(jié)點(diǎn)閉合表示變頻器控制權(quán)為現(xiàn)場遠(yuǎn)程控制；節(jié)點(diǎn)斷開表示變頻器控制權(quán)為本地變頻器控制。
(4) 變頻器輕故障指示：表示變頻器產(chǎn)生報警信號。
(5) 變頻器重故障指示：表示變頻器發(fā)生重故障，立即關(guān)斷輸出切斷高壓。
(6)電機(jī)在工頻旁路：表示風(fēng)機(jī)電動機(jī)處于工頻旁路狀態(tài)。
以上所有數(shù)字量采用無源接點(diǎn)輸出，定義為接點(diǎn)閉合時有效。除特別注明外，接點(diǎn)容量均為AC220V、3A/DC24V，1A。
2）．變頻器需要提供的模擬量2路：
(1) 變頻器輸出轉(zhuǎn)速
(2) 電機(jī)電流
變頻器提供2路4～20mADC的電流源輸出（變頻器供電），帶負(fù)載能力均為250Ω。
3）．需要提供給變頻器的模擬量1路：
(1)變頻器轉(zhuǎn)速給定值
現(xiàn)場提供1路4～20mADC二線制電流源輸出，帶載能力必須大于250Ω，4～20mADC對應(yīng)轉(zhuǎn)速低高限，須呈線性關(guān)系。
4）．需要提供給變頻器的開關(guān)量有2路：
(1) 啟動指令：干接點(diǎn)，3秒脈沖閉合時有效，變頻器開始運(yùn)行。
(2) 停機(jī)指令：干接點(diǎn)，3秒脈沖閉合時有效，變頻器正常停機(jī)。
5、變頻器與其他電氣設(shè)備接口
1）．變頻器給高壓開關(guān)柜的有2路：
(1)高壓緊急分?jǐn)啵鹤冾l器出現(xiàn)重故障時，自動分?jǐn)喔邏洪_關(guān)，閉點(diǎn)有效。
(2)高壓合閘允許：變頻器自檢通過或工程處于工頻狀態(tài)，具備上高壓條件，閉點(diǎn)有效。
以上所有數(shù)字量采用無源接點(diǎn)輸出，定義為接點(diǎn)閉合時有效。除特別注明外，接點(diǎn)容量均為DC220V，3A。

2）．高壓開關(guān)柜給變頻器的狀態(tài)信號1路：

(1)高壓開關(guān)分閘信號：高壓開關(guān)處于分?jǐn)鄷r，輔助節(jié)點(diǎn)閉合；1個。

變頻工程具有如下特點(diǎn)：

　　變頻工程，既可以變頻調(diào)速運(yùn)行，也可以投工頻運(yùn)行；

　　為變頻器提供的交流220V控制電源掉電時，變頻器可以通過內(nèi)部配置UPS供電使控制工程繼續(xù)運(yùn)行達(dá)30分鐘；現(xiàn)場如果采用交、直流220V雙路供電時，變頻裝置能按照交流電源優(yōu)先的原則進(jìn)行交、直流無擾切換供電，保證供電可靠性。

　　在現(xiàn)場速度給定信號掉線時，變頻器提供報警的同時，可按原轉(zhuǎn)速繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，維持機(jī)組的工況不變；

3、有關(guān)變頻改造后風(fēng)機(jī)效率情況說明

　　風(fēng)機(jī)設(shè)備工頻運(yùn)行時，為保證生產(chǎn)工藝要求的壓力及流量值，一般通過改變風(fēng)門擋板的開度滿足要求，相應(yīng)的風(fēng)道風(fēng)阻曲線也會發(fā)生變化；故工頻運(yùn)行擋板調(diào)節(jié)方式是一種保持風(fēng)機(jī)特性曲線及效率范圍不變，改變風(fēng)道風(fēng)阻曲線來滿足實(shí)際工藝需求的方式，由于風(fēng)道風(fēng)阻曲線的變化就有可能會出現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行在低效率區(qū)的情況。

　　主扇風(fēng)機(jī)變頻改造后，其各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的壓力和流量曲線相對工頻時的曲線是平行往下移動的，相應(yīng)的各速度點(diǎn)的風(fēng)機(jī)高效運(yùn)行區(qū)也是跟著各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的壓力和流量曲線移動的；變頻改造后，在保持風(fēng)道風(fēng)阻曲線不變的情況下，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到滿足工藝要求壓力和流量的目的；故變頻運(yùn)行調(diào)節(jié)方式是一種保持風(fēng)道風(fēng)阻曲線不變，改變壓力和流量曲線來滿足實(shí)際工藝需求的方式，由于風(fēng)機(jī)效率曲線是跟著各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的壓力和流量曲線移動變化的，故變頻改造后能保證風(fēng)機(jī)一直運(yùn)行在高效率區(qū)。

4、工程排熱方案

　　高壓變頻器屬于大型電子設(shè)備，對環(huán)境要求比較嚴(yán)格。統(tǒng)計多臺設(shè)備的運(yùn)行情況，由于現(xiàn)場環(huán)境溫度過高而引起的設(shè)備故障比例較大，因此總結(jié)了三種方案為：1、加裝風(fēng)道；2、加裝空調(diào)；3、加裝空冷器。三種方案各有其適用的范圍。

1、加裝風(fēng)道。常規(guī)的設(shè)計是在機(jī)柜上面安裝風(fēng)道，將變頻器產(chǎn)生的熱量直接排放到室外，由變頻器室的進(jìn)風(fēng)口不斷補(bǔ)充冷風(fēng)，對工程進(jìn)行冷卻。在使用中需要注意的是如果變頻器柜頂風(fēng)機(jī)距出風(fēng)口較近（小于2米，中間無轉(zhuǎn)折），出風(fēng)口可不加裝輔助通風(fēng)機(jī)，否則需加裝通風(fēng)機(jī)。如果進(jìn)風(fēng)口的現(xiàn)場施工存在不便，風(fēng)道需有轉(zhuǎn)折，則可以考慮加裝風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫進(jìn)風(fēng)。
加裝風(fēng)道的優(yōu)點(diǎn)是成本低，可靠性高，排熱效果良好。適用于現(xiàn)場環(huán)境比較清潔的場合，否則就需要經(jīng)常清洗濾網(wǎng)。

2、加裝空調(diào)就是把高壓變頻調(diào)速工程放置于一個比較封閉且相對狹小的房間內(nèi)（主要是可以減小空調(diào)的容量），但要滿足工程維護(hù)的需要，然后在房間內(nèi)安裝空調(diào)，通過空調(diào)內(nèi)部的循環(huán)將高壓變頻調(diào)速工程產(chǎn)生的熱量排到室外�？照{(diào)總體的制冷量為變頻器的發(fā)熱量加上空間制冷所需的制冷量。變頻器發(fā)熱需要根

風(fēng)機(jī)的流量Q與其所產(chǎn)生的壓頭P之間，保持一定的關(guān)系，據(jù)此所繪制的曲線，稱為風(fēng)機(jī)的Q—P特性曲線。風(fēng)機(jī)總是與煙風(fēng)道連接在一起工作的，當(dāng)負(fù)荷變化時，煙、風(fēng)流量相應(yīng)變化，煙、風(fēng)道的流動阻力ΔP也隨之變化，根據(jù)它們之間的變化關(guān)系所繪制的曲線，稱管道的Q—ΔP特性曲線。
風(fēng)機(jī)在工作時，它所能產(chǎn)生的壓頭，恰好等于該管道工程輸送相同流量氣體所消耗的總壓頭（即管道總流動阻力），它們在供求關(guān)系上處于平衡狀態(tài)。因此，風(fēng)機(jī)的Q—P特性曲線與管道工程的Q—ΔP特性曲線的交點(diǎn)A即為風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)。工作點(diǎn)A的位置，決定了風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)下的一切參數(shù)，如流量、全壓頭p、功率P、效率η等。

廠房通風(fēng)降溫
車間降溫設(shè)備
通風(fēng)降溫設(shè)備

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)�？照{(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風(fēng)|車間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)�？照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
相關(guān)的主題文章:

• http://www.resound247.com/ask/fjaz/5401.html