矿井主通风机性能在线监测与通讯系统的应用

时间:2019-12-16 浏览:

  主通风机是煤矿企业生产的必备设备 ,担负着矿井内生产安全的重任,具有输送新鲜空气、促进井下空气流动、减少煤尘与有害气体的浓度等功能,但通风机的耗 电量较大、运行效率低,且工况越复杂其运行效率就越低,而耗电量越多直接导致空气流动性越低,这就要求在运用科学的通讯系统对主通风机的各个流动设计点、路线、运行效果进行在线、实时监测。下面一起来看看矿井风机在线监测系统与通讯系统的应用介绍。

  一、 矿用通风机的概述

  矿井内的主通风机主要用于矿井某一翼甚至全矿井的通风设备 以及相配 套的辅扇通风机和局扇通风机。局扇主要是对矿井内没有打通或没有穿贯风的巷道进行通风,辅扇主要是在通风网络中得到分支风路进行风量调节 的通风机。主通风机按照结构不同可分为离心式通风机、轴流式通风机等类型,其中轴流式通风机的体积较小、结构紧凑、重量

  轻、流量大、反风方法多且灵活,但受复杂结构的影响在维修方面比较困难 ,而且风压较低,主要应用在大中型矿井;而离心式通风机的结构简单、维修便捷、联合工作较好,但由于其结构体积大、转速低、占地范围广、传动方式复杂且效率影响因素太多,主要应用于小型煤矿企业或者特大型矿井。

  二、主通风机的监测通讯系统

  1.主通风机性能监测与通讯系统的概述

  矿井内主通风机 的监测与通讯系统是依据现代矿企对通风监测的强烈需求而设计的,该系统是集现代信号处理技术、嵌入式技术、面向对象编程技术于一体的集成化 、低功耗 、专业化的矿用监测铜须系统 ,主要 由滤配器 、引压装置 、传感器 、微机终端 、操作 台等部分组成 ,大致分为计算机监控 、数据通信 、

  信号采集处理三大部分,结合了矿井下通风环境与工况的实际情况,在液体流经局变环节而损失的能量与液体总流量之间的变化关系基础上,运用“局变环节差压风量法”来对通风节点 、通风量 、漏风量进行在线监测的综合性系统 翻。该系统的工作原理主要是针对紊乱气流流经通风道而产生的动静压转换压差 、损失压差之间的关系进行监测 ,通过与气压差密切联系 ,受局变环节类型 、信号大小 、风量变化程度 、流场紊乱程度等因素来凸显局变环节的静压差 、精密度测量工况风量 ,得到风量与差压之间的对应关系 。其中,对于系统微处理器的选择 ,是依据所监测对象的数据复杂性 ,换算中基本上会运用大快速迭 代 运 算 来 选 择 高 性 能 的 32 位 A R M 芯 片 的STM 32F103V B ;而在实际系统软件设计 中采用了实时操作系统二代 Os 操作系统 ,在 Delphi7 开发平台

  上进行数据的显示、处理、记录、记忆、追忆等操作;再利用通信接 口的数据远程传输来进行远程监控 ,以便提高监测 、通讯的效率 ,促进数据的流转与更新,提高井内空气流动速度。

  2.主通风机性能监测系统的功能

  采用监测系统对主通风机的性能进行在线监测主要表现为 ,用监测数据来填充动态 的数字 图形变化 、模拟表盘,而其所监测到的排气温度 、电量 、振动幅度 、轴承温度 、风量 、电机功率等数据都将会在检测系统的硬件存储 中进行 自动定时定期存储及清理 ,再

  通过微机 自动生成周报表 、月报表 、季报表 、年度报表等,可提高监测主通风机运行效率的监管,及时预防、解决因通风不畅等因素而引起的安全事故 。

  3.矿用主通风机监测与通讯系统的标定

  在全面启动监测与通讯系统前 ,需要对其性能以现场标定的方式来进行监测,以便于提高通风监测的精确度。以 G4—73—1 1NO28Dx型离心式通风机为例,在其主通风机、辅扇、局扇之间安装好串级调速系统,将监测通讯系统的标定设置为井内大修日,

  在矿井内南北翼的总通风道l一1 截面进行风量的测定 ,将主通风机的进风侧风巷道 内 2—2、3—3、4—4 截面设置为局变环节 ,其 中局变环节压差有 系统 自动测量生成 ,2—2 地面截 面的风机供风量由计算机 自控多路风速仪来测量 ,1—1截面(井下总四风道 )用手持式风表来测量各翼的有效风量;同时将井下各翼的总回风量与地面风量之间的关系设定为矿井外部漏风动态规律。将各仪器、系统所监测到的数 据用 G raphtool软件进行多项式回归,得出风量差与局变环节压差之间的函数关系 ,压差信号在监测通讯系统内进行转换处理。

  4.影响监测与通讯系统的运行因素

  在监测与通讯系统对主通风机风量输送、空气流动率、风机运行功率、局变环节压差等内容进行监测时,会受到漏风、瓦斯或煤尘浓度、机械腐蚀速度、软件硬性故障等因素的影响,其中通风井漏风是不可避免的,但在常规的风量监测中并没有对其加以重视。从实际矿井作业工况监测数据来看 ,正常工况时监测到的风阻远小于漏风的风阻 ,在节流变工况时,所监测到的漏风风阻呈现出急剧上升的趋势 ,这就造成风机 、管道 出现严重的漏风现象 ,此时就需要对漏风量的动态变化规律进行量化。由此可见 ,在高风阻的矿井工况下 ,漏风量对通风的影响是极大的,将其纳入监测通讯系统中进行定期监测 、分析 ,有助于提高通风的效率,减少通风机的通风故障、安全事故的发生几率。

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