潘二礦地面瓦斯抽排站電機(jī)調(diào)速節(jié)電方案技術(shù)改造設(shè)計(jì)

摘要：淮南潘二礦西風(fēng)井地面瓦斯抽采泵配置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率大，實(shí)際運(yùn)行處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。在較多時(shí)間抽采的瓦斯?jié)舛容^低時(shí)抽采負(fù)壓較大，多為抽采空氣和新風(fēng)，存在很大的電能浪費(fèi)現(xiàn)象?？梢圆捎谜{(diào)節(jié)抽采泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式調(diào)節(jié)抽采泵的流量，滿足生產(chǎn)工藝的需要。同時(shí)在調(diào)節(jié)過程中，其需要的功率下降很多，能夠節(jié)約用電，帶來明顯的經(jīng)濟(jì)利益。

關(guān)鍵詞：抽采泵；負(fù)壓；流量；轉(zhuǎn)速

1 瓦斯抽排泵電機(jī)調(diào)速原理

瓦斯抽采系統(tǒng)的可靠性要求高，考慮到安全性，設(shè)計(jì)如下方案：

選用一套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)拖動(dòng)兩臺(tái)瓦斯抽采泵的“一拖二”方案。增加二套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，相應(yīng)的增加系統(tǒng)的旁路集控系統(tǒng)，利用原高壓柜提供電源和保護(hù)。共改造2臺(tái)泵。電氣主回路系統(tǒng)如圖1所示：其中QS1、QS2、QS3、QS4是隔離開關(guān)，平時(shí)處于合閘狀態(tài)，檢修時(shí)斷開，形成明顯的斷點(diǎn)。KM1～KM6是真空接觸器，用于工變頻切換。

旁路的作用是一旦高壓變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過旁路集控系統(tǒng)安全地使瓦斯真空抽采泵以工頻運(yùn)行方式正常運(yùn)行，保證生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠性。

高壓變頻系統(tǒng)通過硬接線的方式，把個(gè)變頻系統(tǒng)的控制引導(dǎo)到PLC控制室，通過控制室完成控制，提高現(xiàn)場的自動(dòng)化水平。

2 抽采系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理

系統(tǒng)監(jiān)測抽放管道中的瓦斯?jié)舛?、?fù)壓等參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)瓦斯?jié)舛群蛪毫?shí)時(shí)調(diào)節(jié)變頻器的頻率。以瓦斯?jié)舛瓤刂茷橹?，以壓力控制為輔，當(dāng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳈z測到瓦斯?jié)舛冗_(dá)到某一值時(shí)，將信號(hào)傳送到PLC，經(jīng)PLC運(yùn)行處理后去控制變頻器調(diào)節(jié)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，滿足抽采瓦斯需求；同時(shí)有壓力傳感器檢測管道內(nèi)的真空度，當(dāng)檢測到管道內(nèi)瓦斯?jié)舛葧r(shí)，真空度達(dá)不到的情況下，壓力傳感器將信號(hào)傳到PLC，再由變頻器去調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

3 該抽采調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)取得的經(jīng)濟(jì)效益

1、高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)以瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測參數(shù)控制為主，以壓力參數(shù)控制為輔，真空瓦斯抽采泵電機(jī)采用變頻系統(tǒng)拖動(dòng)，變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠根據(jù)系統(tǒng)檢測到的瓦斯?jié)舛取⒐艿缐毫φ{(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，滿足瓦斯抽采需求，保證礦井的安全生產(chǎn)。

2、節(jié)約生產(chǎn)所用的電量，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，變頻系統(tǒng)投入運(yùn)行后，瓦斯抽采泵一般運(yùn)行在35Hz～45Hz之間，對(duì)應(yīng)的節(jié)電效果明顯。根據(jù)已有的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，節(jié)電效果在15～20%之間。

3、瓦斯抽采泵電動(dòng)機(jī)功率大，如果采用直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長，啟動(dòng)電流大，對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣有著較大的威脅，啟動(dòng)壓降對(duì)電網(wǎng)的影響較大，對(duì)設(shè)備的機(jī)械沖擊大。采用變頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了瓦斯抽采泵的軟啟動(dòng)和軟停車，具有如下效果：

（1） 消除了電動(dòng)機(jī)因啟動(dòng)和停車對(duì)設(shè)備的沖擊，延長了瓦斯抽采泵以及電動(dòng)機(jī)的使用壽命；

（2） 限制了啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少了啟動(dòng)峰值功率損耗；

（3）瓦斯抽采泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度下降后，改善了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)部位的潤滑條件，降低了傳動(dòng)裝置的故障。

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作者簡介

焦海鵬（1987.05-），漢族，助理工程師，現(xiàn)在安徽淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二煤礦從事機(jī)電技術(shù)管理工作。