礦業(yè)壓風(fēng)機(jī)的有效運(yùn)行方式的研究

孫創(chuàng)

摘 要： 本文結(jié)合礦業(yè)開采過程中壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的具體情況，簡(jiǎn)要概述了一種安全、高效、節(jié)能、便捷的壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，望對(duì)礦業(yè)開采有一定的指導(dǎo)與幫助。

關(guān)鍵詞： 壓風(fēng)機(jī);高效節(jié)能;安全便捷

【中圖分類號(hào)】TD443???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）17-0207-01

1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

朱集東礦地面壓風(fēng)機(jī)房原設(shè)計(jì)4臺(tái)C95055MX3型號(hào)的離心式壓風(fēng)機(jī)，排氣量為150M3/MIN，冷卻方式為水冷，每臺(tái)壓風(fēng)機(jī)安裝有先進(jìn)的CMC控制面板，執(zhí)行壓風(fēng)機(jī)的控制和監(jiān)視功能。正常條件下，2臺(tái)壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行、1臺(tái)壓風(fēng)機(jī)備用、1臺(tái)壓風(fēng)機(jī)檢修?？刂葡到y(tǒng)采用合肥長(zhǎng)江自動(dòng)化有限公司設(shè)計(jì)的二級(jí)分布式計(jì)算機(jī)集散式控制系統(tǒng)，能夠?qū)猴L(fēng)機(jī)的運(yùn)行過程進(jìn)行檢測(cè)、顯示、控制、保護(hù)、報(bào)警和管理。配套的冷卻系統(tǒng)設(shè)置有設(shè)冷、熱水池各1座;冷卻循環(huán)泵房1座，泵房?jī)?nèi)設(shè)冷水循環(huán)泵3臺(tái)（2用1備）;熱水循環(huán)泵3臺(tái)（2用1備）;冷熱水池上方安裝2臺(tái)冷卻塔;軟化車間有水處理設(shè)備1套。

2 存在問題

2.1 每年6月份以后，天氣比較炎熱，冷、熱水池中水的溫度比正常情況下高，使得壓風(fēng)機(jī)的冷卻效果較差，達(dá)不到理想的冷卻效果，壓風(fēng)機(jī)經(jīng)常發(fā)生因排氣溫度過高而報(bào)警停機(jī)的現(xiàn)象。

2.2 該離心式壓風(fēng)機(jī)設(shè)定有一級(jí)排氣超溫保護(hù)、二級(jí)排氣超溫保護(hù)、排氣超溫保護(hù)、斷水保護(hù)、潤(rùn)滑油油壓低保護(hù)、潤(rùn)滑油超溫保護(hù)、一級(jí)振動(dòng)保護(hù)、二級(jí)振動(dòng)保護(hù)、三級(jí)振動(dòng)保護(hù)、風(fēng)包超溫保護(hù)等保護(hù)功能，為保證安全保護(hù)裝置的靈敏可靠，所以每天必須對(duì)壓風(fēng)機(jī)的安全保護(hù)做模擬試驗(yàn)，檢測(cè)安全保護(hù)裝置是否正常動(dòng)作。

2.3 礦井正常生產(chǎn)過程中，1臺(tái)型號(hào)為C95055MX3的壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)量不能滿足井下用風(fēng)量，會(huì)影響礦井正常生產(chǎn);2臺(tái)型號(hào)為C95055MX3的壓風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的風(fēng)量遠(yuǎn)大于井下用風(fēng)需求量，使得其中1臺(tái)壓風(fēng)機(jī)60%的風(fēng)量直接通過旁路閥排至大氣中，造成風(fēng)量浪費(fèi)，耗電量極大，不利于節(jié)能降耗。

3 改造方案

3.1 冷卻系統(tǒng)改造：

根據(jù)我礦壓風(fēng)機(jī)房的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)已有冷、熱水池和冷卻管道不能改變，最后經(jīng)過多次研究和論證后;只有更換循環(huán)泵房?jī)?nèi)的冷水泵和熱水泵，以加快冷卻水和回流熱水的流速，加大對(duì)壓風(fēng)機(jī)的冷卻效果;增加兩臺(tái)冷卻塔，加大回流熱水的冷卻能力，降低熱水池中水的溫度;增加一組軟水設(shè)備，保證冷卻水的水質(zhì)。具體如下：

（1）將原有3臺(tái)冷水循環(huán)泵全部替換型號(hào)為ISG200-400，流量為Q=260M3/H，揚(yáng)程為H=44M，功率為45KW。

（2）將原有3臺(tái)熱水循環(huán)泵全部替換型號(hào)為ISG200-315，流量為Q=260M3/H，揚(yáng)程為H=28M，功率為30KW。

（3）在冷、熱水池上面增加安裝兩臺(tái)冷卻塔，型號(hào)為GBNL3-150，功率為7.5KW;同原兩臺(tái)冷卻塔系統(tǒng)進(jìn)行并聯(lián)。

（4）軟化水車間內(nèi)增加一套軟水設(shè)備，型號(hào)為JK200-400X3，產(chǎn)水量為10～12M3/H;同原軟化水設(shè)備進(jìn)行并聯(lián)。

3.2 保護(hù)模擬試驗(yàn)操作界面的設(shè)計(jì)：

壓風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)具備壓風(fēng)機(jī)所設(shè)定的上述保護(hù)功能，控制程序中設(shè)定的有相關(guān)報(bào)警值，所以根據(jù)控制系統(tǒng)中的保護(hù)功能和控制程序中相關(guān)報(bào)警值在監(jiān)控主機(jī)的WINCC上組態(tài)一個(gè)模擬報(bào)警測(cè)試操作畫面，作為保護(hù)模擬試驗(yàn)操作使用。

3.3 系統(tǒng)節(jié)能改造：

（1）從產(chǎn)能退出礦井謝一礦調(diào)劑2臺(tái)（一用一備）螺桿式壓風(fēng)機(jī)（型號(hào)為MM350-2S），電機(jī)額定功率為350KW，排氣量為60.2M3/MIN，冷卻方式為風(fēng)冷，設(shè)計(jì)風(fēng)壓為0.8-0.85MPA。

（2）在原壓風(fēng)機(jī)房北側(cè)擴(kuò)建一個(gè)簡(jiǎn)易廠房，安裝2臺(tái)螺桿式壓風(fēng)機(jī)，并把螺桿式壓風(fēng)機(jī)出風(fēng)管路和原2#、3#的壓風(fēng)機(jī)出風(fēng)管路合茬構(gòu)成一個(gè)壓風(fēng)系統(tǒng)，共用儲(chǔ)氣罐。

改造后運(yùn)行情況：礦井正常供風(fēng)時(shí)運(yùn)行1臺(tái)排氣量為150 M3/MIN的離心式壓風(fēng)機(jī)和1臺(tái)排氣量為60M3/MIN的螺桿式壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量滿足井下生產(chǎn)需求，避免了風(fēng)量浪費(fèi)，減少了電費(fèi)支出。

3.4 小壓風(fēng)機(jī)風(fēng)包溫度保護(hù)改造：

在儲(chǔ)氣罐上的壓力表連接管上和空氣壓縮機(jī)的高壓柜保護(hù)裝置之間接入一套儲(chǔ)氣罐超溫保護(hù)裝置，該套裝置由一個(gè)型號(hào)為WSSX-401的電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)和型號(hào)為UC4-4的電鈴，型號(hào)為DZY-211/DC220V的中間繼電器（ZJ）等組成。具體接線方式是將電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)的溫度高節(jié)點(diǎn)接線與電鈴和中間繼電器（ZJ）串聯(lián)并接到高壓柜二次回路的控制電源1回路上，電接點(diǎn)雙金屬的溫度計(jì)的電源公共端接到控制電源2回路上;中間繼電器（ZJ）的常開K1觸點(diǎn)的兩端分別接到高壓柜二次回路的19#端點(diǎn)、保護(hù)器的93#端點(diǎn)上。當(dāng)電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)內(nèi)的溫包感受到儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度變化時(shí)，密閉系統(tǒng)內(nèi)飽和蒸氣產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，引起彈性元件曲率的變化，使其自由端產(chǎn)生位移，再由齒輪放大機(jī)構(gòu)放大后，指針將被測(cè)溫度值在刻度盤上指示出來。我們把電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)的高值設(shè)定到120℃，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度達(dá)到預(yù)定的高值（120℃）時(shí)，指針帶動(dòng)電接觸裝置的活動(dòng)觸頭，活動(dòng)觸頭與設(shè)定針上的定觸頭接觸，接通電路導(dǎo)致電鈴響報(bào)警和中間繼電器（ZJ）動(dòng)作，接著中間繼電器（ZJ）的常開觸點(diǎn)K1吸合使高壓柜斷路器分閘，自動(dòng)切斷空氣壓縮機(jī)的電源。所以該設(shè)計(jì)裝置實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氣罐內(nèi)溫度超過120℃時(shí)自動(dòng)切斷電源并報(bào)警的功能。

4 改造后運(yùn)行效果

（1）冷卻循環(huán)系統(tǒng)改造后，增加了壓風(fēng)機(jī)冷卻水循環(huán)量和流速，保證了壓風(fēng)機(jī)在炎熱夏天中正常運(yùn)行，冷卻效果顯著提高。自改造后運(yùn)行以來沒有發(fā)生一次因排氣溫度過高而報(bào)警停機(jī)的現(xiàn)象，保證了礦井的正常生產(chǎn)。

（2）安全保護(hù)模擬實(shí)驗(yàn)操作優(yōu)化設(shè)計(jì)后，每次做保護(hù)模擬試驗(yàn)時(shí)只需要壓風(fēng)機(jī)的控制面板處于開機(jī)狀態(tài)，不需要壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行;操作時(shí)只需要在WINCC上點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)壓風(fēng)機(jī)的保護(hù)模擬測(cè)試畫面，輸入相關(guān)的測(cè)試數(shù)值進(jìn)行保護(hù)模擬試驗(yàn)測(cè)試，保護(hù)動(dòng)作后畫面中對(duì)應(yīng)的指示燈閃爍，控制柜中的報(bào)警鈴響，很直觀方便的檢測(cè)到保護(hù)裝置是否完好，操作十分方便、快捷。

（3）系統(tǒng)節(jié)能改造后，壓風(fēng)機(jī)房每小時(shí)耗電量比改造前節(jié)約500KWH，每1KWH電價(jià)按0.5元計(jì)算，每天運(yùn)行24小時(shí)，一年節(jié)約210萬元電費(fèi)，節(jié)能效果明顯;此外，該小壓風(fēng)機(jī)采用風(fēng)冷方式代替水冷，節(jié)約了用水。

（4）小壓風(fēng)機(jī)風(fēng)包溫度的超溫保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、安裝費(fèi)用低，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度超過120℃的時(shí)，自動(dòng)切斷空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，顯示報(bào)警溫度值，進(jìn)而有效控制了儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度。

綜上，經(jīng)過上述幾項(xiàng)改造后，實(shí)現(xiàn)了壓風(fēng)機(jī)的安全、高效、節(jié)能、便捷運(yùn)行，保證了礦井的正常生產(chǎn)。