一種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王文學(xué)

摘要： 本文簡要分析了現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及其存在缺陷。并設(shè)計(jì)了一種礦用濕式自動控制的除塵風(fēng)機(jī)，介紹了其結(jié)構(gòu)形式和系統(tǒng)控制原理。

Abstract： This paper briefly analyzes the structure and defects of the present wet type dust removal fan for mine and designs a new wet type dust removal fan for mine， and introduces the structures and control principle of the system.

關(guān)鍵詞： 濕式；除塵風(fēng)機(jī)；自動控制

Key words： wet type；dust removal fan；auto-control

中圖分類號：TD441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）10-0050-02

0 引言

礦井下嚴(yán)峻的工作條件，特別是采煤和巷道工作面產(chǎn)生的大量粉塵嚴(yán)重影響工作人員生命安全，一般情況下礦井工作現(xiàn)場粉塵濃度高達(dá)1000mg/m3～3000mg/m3，這些粉塵不但容易引起瓦斯爆炸，而且還容易使人染發(fā)矽肺病。因此研發(fā)和設(shè)計(jì)除塵設(shè)備成為煤礦機(jī)械行業(yè)的熱點(diǎn)之一。通過分析現(xiàn)有濕式除塵設(shè)備的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種節(jié)能、安全、自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)[1]。

1 現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)

此種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)如圖1常應(yīng)用在礦井下除塵，其結(jié)構(gòu)由循環(huán)的除塵水系統(tǒng)、除塵過濾系統(tǒng)、除水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)組成，除塵器配備了水箱和供水泵，除塵風(fēng)機(jī)的水系統(tǒng)的流量匹配是由供水泵和排污泵決定，不能保證除塵器蓄水箱液位始終處在安全位置，當(dāng)進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生管路堵塞或排污水管路發(fā)生堵塞等意外情況下，也不能保證水系統(tǒng)自動報(bào)警和停機(jī)。此外由于粉塵濃度易發(fā)生改變，調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和過濾網(wǎng)噴水量不但可提高效率，還能減少能源浪費(fèi)。

2 一種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)

為了能夠解決上述濕式除塵風(fēng)機(jī)存在的缺陷，把變頻調(diào)速、智能化控制、先進(jìn)的傳感功能應(yīng)用到此種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)上，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的控制，進(jìn)排水系統(tǒng)水量的控制，進(jìn)而達(dá)到安全可靠、節(jié)能、提高除塵效率的目的。

圖2為設(shè)計(jì)的除塵風(fēng)機(jī)水系統(tǒng)原理，圖3為此種濕式除塵風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。應(yīng)用先進(jìn)的本安液位傳感器和流量傳感器來監(jiān)測除塵器的進(jìn)排水流量，通過控制變頻電機(jī)來改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量、水泵流量、泥漿泵流量，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)流量匹配和過濾器噴水流量和風(fēng)機(jī)風(fēng)量的匹配。

3 除塵風(fēng)機(jī)水系統(tǒng)控制原理

為了保護(hù)污水泵和解決除塵器水系統(tǒng)流量匹配的問題，根據(jù)變頻器頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速、水泵排量之間的關(guān)系式，確定流量與頻率之間的關(guān)系。在水箱和除塵器儲水槽上均安裝了本安液位傳感器用來監(jiān)測液位；在水泵出水管和泥漿泵進(jìn)水管安裝了本安流量傳感器監(jiān)測進(jìn)出除塵器的流量，控制器通過接收液位和流量信息發(fā)出相應(yīng)指令控制水泵和泥漿泵電機(jī)頻率，進(jìn)而調(diào)控流量，使除塵器水位高度在系統(tǒng)設(shè)置的水位高度h1至h2范圍內(nèi)；利用控制器控制風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵電機(jī)和泥漿泵電機(jī)電流，緊急時切斷電源。

①當(dāng)除塵器水位高出h1時，控制器對變頻器發(fā)出指令提高泥漿泵電機(jī)頻率，提高泥漿泵的排污流量，或控制器對變頻器發(fā)出指令降低水泵電機(jī)頻率，降低進(jìn)水流量，直至除塵器水位高度恢復(fù)h1至h2范圍。然后控制器再給變頻器指令，調(diào)節(jié)水泵的進(jìn)水流量和泥漿泵的排出水流量使它們的流量差為Δu，Δu數(shù)值越小，水泵和泥漿泵需要再次調(diào)節(jié)的時間間隔越長。②當(dāng)除塵器水位低于h2高于h3時，h3為最低水位（報(bào)警水位），控制器對變頻器發(fā)出指令降低泥漿泵電機(jī)頻率，減小泥漿泵的排污流量，或控制器給變頻器發(fā)出指令提高水泵電機(jī)頻率進(jìn)而增加水泵的流量，直至除塵器水位高度在h1至h2范圍內(nèi)，然后控制器再給變頻器指令，調(diào)節(jié)泵的排出水流量使之與進(jìn)水流量差為Δu。③當(dāng)發(fā)生以下情況控制器自動發(fā)出指令緊急停止系統(tǒng)：除塵器水位在最低水位h3以下、除塵器水位高出h1一段時間Δt內(nèi)水位仍持續(xù)升高、電機(jī)超過電流的設(shè)定要求、液位和流量傳感器不發(fā)送信息或發(fā)送錯誤信息給控制器。

4 結(jié)語

①簡要分析了現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及存在缺陷。②設(shè)計(jì)了一種自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)風(fēng)量的自動控制和水系統(tǒng)除塵器進(jìn)排水量的自動控制。③闡述了水系統(tǒng)流量匹配控制原理和設(shè)計(jì)了水泵控制流程。④設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)，為設(shè)計(jì)新型除塵風(fēng)機(jī)不失為有益探索，為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]代穎軍，程廣振.掘進(jìn)機(jī)巷道噴霧降塵[J].煤礦機(jī)械，2010，31（11）：191.

[2]高智.選煤廠常見的幾種除塵器的使用[J].價值工程，2011（12）.

[3]宋先明，吳建賓，阮國強(qiáng)，馮浩.綜掘機(jī)控塵技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].煤礦安全，2008（07）.endprint

摘要： 本文簡要分析了現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及其存在缺陷。并設(shè)計(jì)了一種礦用濕式自動控制的除塵風(fēng)機(jī)，介紹了其結(jié)構(gòu)形式和系統(tǒng)控制原理。

Abstract： This paper briefly analyzes the structure and defects of the present wet type dust removal fan for mine and designs a new wet type dust removal fan for mine， and introduces the structures and control principle of the system.

關(guān)鍵詞： 濕式；除塵風(fēng)機(jī)；自動控制

Key words： wet type；dust removal fan；auto-control

中圖分類號：TD441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）10-0050-02

0 引言

礦井下嚴(yán)峻的工作條件，特別是采煤和巷道工作面產(chǎn)生的大量粉塵嚴(yán)重影響工作人員生命安全，一般情況下礦井工作現(xiàn)場粉塵濃度高達(dá)1000mg/m3～3000mg/m3，這些粉塵不但容易引起瓦斯爆炸，而且還容易使人染發(fā)矽肺病。因此研發(fā)和設(shè)計(jì)除塵設(shè)備成為煤礦機(jī)械行業(yè)的熱點(diǎn)之一。通過分析現(xiàn)有濕式除塵設(shè)備的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種節(jié)能、安全、自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)[1]。

1 現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)

此種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)如圖1常應(yīng)用在礦井下除塵，其結(jié)構(gòu)由循環(huán)的除塵水系統(tǒng)、除塵過濾系統(tǒng)、除水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)組成，除塵器配備了水箱和供水泵，除塵風(fēng)機(jī)的水系統(tǒng)的流量匹配是由供水泵和排污泵決定，不能保證除塵器蓄水箱液位始終處在安全位置，當(dāng)進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生管路堵塞或排污水管路發(fā)生堵塞等意外情況下，也不能保證水系統(tǒng)自動報(bào)警和停機(jī)。此外由于粉塵濃度易發(fā)生改變，調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和過濾網(wǎng)噴水量不但可提高效率，還能減少能源浪費(fèi)。

2 一種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)

為了能夠解決上述濕式除塵風(fēng)機(jī)存在的缺陷，把變頻調(diào)速、智能化控制、先進(jìn)的傳感功能應(yīng)用到此種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)上，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的控制，進(jìn)排水系統(tǒng)水量的控制，進(jìn)而達(dá)到安全可靠、節(jié)能、提高除塵效率的目的。

圖2為設(shè)計(jì)的除塵風(fēng)機(jī)水系統(tǒng)原理，圖3為此種濕式除塵風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。應(yīng)用先進(jìn)的本安液位傳感器和流量傳感器來監(jiān)測除塵器的進(jìn)排水流量，通過控制變頻電機(jī)來改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量、水泵流量、泥漿泵流量，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)流量匹配和過濾器噴水流量和風(fēng)機(jī)風(fēng)量的匹配。

3 除塵風(fēng)機(jī)水系統(tǒng)控制原理

為了保護(hù)污水泵和解決除塵器水系統(tǒng)流量匹配的問題，根據(jù)變頻器頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速、水泵排量之間的關(guān)系式，確定流量與頻率之間的關(guān)系。在水箱和除塵器儲水槽上均安裝了本安液位傳感器用來監(jiān)測液位；在水泵出水管和泥漿泵進(jìn)水管安裝了本安流量傳感器監(jiān)測進(jìn)出除塵器的流量，控制器通過接收液位和流量信息發(fā)出相應(yīng)指令控制水泵和泥漿泵電機(jī)頻率，進(jìn)而調(diào)控流量，使除塵器水位高度在系統(tǒng)設(shè)置的水位高度h1至h2范圍內(nèi)；利用控制器控制風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵電機(jī)和泥漿泵電機(jī)電流，緊急時切斷電源。

①當(dāng)除塵器水位高出h1時，控制器對變頻器發(fā)出指令提高泥漿泵電機(jī)頻率，提高泥漿泵的排污流量，或控制器對變頻器發(fā)出指令降低水泵電機(jī)頻率，降低進(jìn)水流量，直至除塵器水位高度恢復(fù)h1至h2范圍。然后控制器再給變頻器指令，調(diào)節(jié)水泵的進(jìn)水流量和泥漿泵的排出水流量使它們的流量差為Δu，Δu數(shù)值越小，水泵和泥漿泵需要再次調(diào)節(jié)的時間間隔越長。②當(dāng)除塵器水位低于h2高于h3時，h3為最低水位（報(bào)警水位），控制器對變頻器發(fā)出指令降低泥漿泵電機(jī)頻率，減小泥漿泵的排污流量，或控制器給變頻器發(fā)出指令提高水泵電機(jī)頻率進(jìn)而增加水泵的流量，直至除塵器水位高度在h1至h2范圍內(nèi)，然后控制器再給變頻器指令，調(diào)節(jié)泵的排出水流量使之與進(jìn)水流量差為Δu。③當(dāng)發(fā)生以下情況控制器自動發(fā)出指令緊急停止系統(tǒng)：除塵器水位在最低水位h3以下、除塵器水位高出h1一段時間Δt內(nèi)水位仍持續(xù)升高、電機(jī)超過電流的設(shè)定要求、液位和流量傳感器不發(fā)送信息或發(fā)送錯誤信息給控制器。

4 結(jié)語

①簡要分析了現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及存在缺陷。②設(shè)計(jì)了一種自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)風(fēng)量的自動控制和水系統(tǒng)除塵器進(jìn)排水量的自動控制。③闡述了水系統(tǒng)流量匹配控制原理和設(shè)計(jì)了水泵控制流程。④設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)，為設(shè)計(jì)新型除塵風(fēng)機(jī)不失為有益探索，為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]代穎軍，程廣振.掘進(jìn)機(jī)巷道噴霧降塵[J].煤礦機(jī)械，2010，31（11）：191.

[2]高智.選煤廠常見的幾種除塵器的使用[J].價值工程，2011（12）.

[3]宋先明，吳建賓，阮國強(qiáng)，馮浩.綜掘機(jī)控塵技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].煤礦安全，2008（07）.endprint

摘要： 本文簡要分析了現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及其存在缺陷。并設(shè)計(jì)了一種礦用濕式自動控制的除塵風(fēng)機(jī)，介紹了其結(jié)構(gòu)形式和系統(tǒng)控制原理。

Abstract： This paper briefly analyzes the structure and defects of the present wet type dust removal fan for mine and designs a new wet type dust removal fan for mine， and introduces the structures and control principle of the system.

關(guān)鍵詞： 濕式；除塵風(fēng)機(jī)；自動控制

Key words： wet type；dust removal fan；auto-control

中圖分類號：TD441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）10-0050-02

0 引言

礦井下嚴(yán)峻的工作條件，特別是采煤和巷道工作面產(chǎn)生的大量粉塵嚴(yán)重影響工作人員生命安全，一般情況下礦井工作現(xiàn)場粉塵濃度高達(dá)1000mg/m3～3000mg/m3，這些粉塵不但容易引起瓦斯爆炸，而且還容易使人染發(fā)矽肺病。因此研發(fā)和設(shè)計(jì)除塵設(shè)備成為煤礦機(jī)械行業(yè)的熱點(diǎn)之一。通過分析現(xiàn)有濕式除塵設(shè)備的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種節(jié)能、安全、自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)[1]。

1 現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)

此種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)如圖1常應(yīng)用在礦井下除塵，其結(jié)構(gòu)由循環(huán)的除塵水系統(tǒng)、除塵過濾系統(tǒng)、除水系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)組成，除塵器配備了水箱和供水泵，除塵風(fēng)機(jī)的水系統(tǒng)的流量匹配是由供水泵和排污泵決定，不能保證除塵器蓄水箱液位始終處在安全位置，當(dāng)進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生管路堵塞或排污水管路發(fā)生堵塞等意外情況下，也不能保證水系統(tǒng)自動報(bào)警和停機(jī)。此外由于粉塵濃度易發(fā)生改變，調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和過濾網(wǎng)噴水量不但可提高效率，還能減少能源浪費(fèi)。

2 一種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)

為了能夠解決上述濕式除塵風(fēng)機(jī)存在的缺陷，把變頻調(diào)速、智能化控制、先進(jìn)的傳感功能應(yīng)用到此種礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)上，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的控制，進(jìn)排水系統(tǒng)水量的控制，進(jìn)而達(dá)到安全可靠、節(jié)能、提高除塵效率的目的。

圖2為設(shè)計(jì)的除塵風(fēng)機(jī)水系統(tǒng)原理，圖3為此種濕式除塵風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。應(yīng)用先進(jìn)的本安液位傳感器和流量傳感器來監(jiān)測除塵器的進(jìn)排水流量，通過控制變頻電機(jī)來改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量、水泵流量、泥漿泵流量，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)流量匹配和過濾器噴水流量和風(fēng)機(jī)風(fēng)量的匹配。

3 除塵風(fēng)機(jī)水系統(tǒng)控制原理

為了保護(hù)污水泵和解決除塵器水系統(tǒng)流量匹配的問題，根據(jù)變頻器頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速、水泵排量之間的關(guān)系式，確定流量與頻率之間的關(guān)系。在水箱和除塵器儲水槽上均安裝了本安液位傳感器用來監(jiān)測液位；在水泵出水管和泥漿泵進(jìn)水管安裝了本安流量傳感器監(jiān)測進(jìn)出除塵器的流量，控制器通過接收液位和流量信息發(fā)出相應(yīng)指令控制水泵和泥漿泵電機(jī)頻率，進(jìn)而調(diào)控流量，使除塵器水位高度在系統(tǒng)設(shè)置的水位高度h1至h2范圍內(nèi)；利用控制器控制風(fēng)機(jī)電機(jī)、水泵電機(jī)和泥漿泵電機(jī)電流，緊急時切斷電源。

①當(dāng)除塵器水位高出h1時，控制器對變頻器發(fā)出指令提高泥漿泵電機(jī)頻率，提高泥漿泵的排污流量，或控制器對變頻器發(fā)出指令降低水泵電機(jī)頻率，降低進(jìn)水流量，直至除塵器水位高度恢復(fù)h1至h2范圍。然后控制器再給變頻器指令，調(diào)節(jié)水泵的進(jìn)水流量和泥漿泵的排出水流量使它們的流量差為Δu，Δu數(shù)值越小，水泵和泥漿泵需要再次調(diào)節(jié)的時間間隔越長。②當(dāng)除塵器水位低于h2高于h3時，h3為最低水位（報(bào)警水位），控制器對變頻器發(fā)出指令降低泥漿泵電機(jī)頻率，減小泥漿泵的排污流量，或控制器給變頻器發(fā)出指令提高水泵電機(jī)頻率進(jìn)而增加水泵的流量，直至除塵器水位高度在h1至h2范圍內(nèi)，然后控制器再給變頻器指令，調(diào)節(jié)泵的排出水流量使之與進(jìn)水流量差為Δu。③當(dāng)發(fā)生以下情況控制器自動發(fā)出指令緊急停止系統(tǒng)：除塵器水位在最低水位h3以下、除塵器水位高出h1一段時間Δt內(nèi)水位仍持續(xù)升高、電機(jī)超過電流的設(shè)定要求、液位和流量傳感器不發(fā)送信息或發(fā)送錯誤信息給控制器。

4 結(jié)語

①簡要分析了現(xiàn)有礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及存在缺陷。②設(shè)計(jì)了一種自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)風(fēng)量的自動控制和水系統(tǒng)除塵器進(jìn)排水量的自動控制。③闡述了水系統(tǒng)流量匹配控制原理和設(shè)計(jì)了水泵控制流程。④設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)自動控制的礦用濕式除塵風(fēng)機(jī)，為設(shè)計(jì)新型除塵風(fēng)機(jī)不失為有益探索，為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]代穎軍，程廣振.掘進(jìn)機(jī)巷道噴霧降塵[J].煤礦機(jī)械，2010，31（11）：191.

[2]高智.選煤廠常見的幾種除塵器的使用[J].價值工程，2011（12）.

[3]宋先明，吳建賓，阮國強(qiáng)，馮浩.綜掘機(jī)控塵技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].煤礦安全，2008（07）.endprint