一種礦用濕式除塵風機的系統設計
2014-04-17 01:19:19王文學
價值工程 2014年10期
王文學
摘要： 本文簡要分析了現有礦用濕式除塵風機的結構形式及其存在缺陷。并設計了一種礦用濕式自動控制的除塵風機，介紹了其結構形式和系統控制原理。
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.
關鍵詞： 濕式；除塵風機；自動控制
Key words： wet type；dust removal fan；auto-control
中圖分類號：TD441 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）10-0050-02
0 引言
礦井下嚴峻的工作條件，特別是采煤和巷道工作面產生的大量粉塵嚴重影響工作人員生命安全，一般情況下礦井工作現場粉塵濃度高達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矽肺病。因此研發和設計除塵設備成為煤礦機械行業的熱點之一。通過分析現有濕式除塵設備的系統和結構特點，設計了一種節能、安全、自動控制的礦用濕式除塵風機[1]。
1 現有礦用濕式除塵風機的系統
此種礦用濕式除塵風機如圖1常應用在礦井下除塵，其結構由循環的除塵水系統、除塵過濾系統、除水系統、風機系統組成，除塵器配備了水箱和供水泵，除塵風機的水系統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，當進水系統發生管路堵塞或排污水管路發生堵塞等意外情況下，也不能保證水系統自動報警和停機。此外由于粉塵濃度易發生改變，調節除塵風機的風量和過濾網噴水量不但可提高效率，還能減少能源浪費。
2 一種礦用濕式除塵風機的設計
為了能夠解決上述濕式除塵風機存在的缺陷，把變頻調速、智能化控制、先進的傳感功能應用到此種礦用濕式除塵風機上，可實現風機風量的控制，進排水系統水量的控制，進而達到安全可靠、節能、提高除塵效率的目的。
圖2為設計的除塵風機水系統原理，圖3為此種濕式除塵風機結構簡圖。應用先進的本安液位傳感器和流量傳感器來監測除塵器的進排水流量，通過控制變頻電機來改變風機風量、水泵流量、泥漿泵流量，實現水系統流量匹配和過濾器噴水流量和風機風量的匹配。
3 除塵風機水系統控制原理
為了保護污水泵和解決除塵器水系統流量匹配的問題，根據變頻器頻率、電機轉速、水泵排量之間的關系式，確定流量與頻率之間的關系。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測液位；在水泵出水管和泥漿泵進水管安裝了本安流量傳感器監測進出除塵器的流量，控制器通過接收液位和流量信息發出相應指令控制水泵和泥漿泵電機頻率，進而調控流量，使除塵器水位高度在系統設置的水位高度h1至h2范圍內；利用控制器控制風機電機、水泵電機和泥漿泵電機電流，緊急時切斷電源。
①當除塵器水位高出h1時，控制器對變頻器發出指令提高泥漿泵電機頻率，提高泥漿泵的排污流量，或控制器對變頻器發出指令降低水泵電機頻率，降低進水流量，直至除塵器水位高度恢復h1至h2范圍。然后控制器再給變頻器指令，調節水泵的進水流量和泥漿泵的排出水流量使它們的流量差為Δu，Δu數值越小，水泵和泥漿泵需要再次調節的時間間隔越長。②當除塵器水位低于h2高于h3時，h3為最低水位（報警水位），控制器對變頻器發出指令降低泥漿泵電機頻率，減小泥漿泵的排污流量，或控制器給變頻器發出指令提高水泵電機頻率進而增加水泵的流量，直至除塵器水位高度在h1至h2范圍內，然后控制器再給變頻器指令，調節泵的排出水流量使之與進水流量差為Δu。③當發生以下情況控制器自動發出指令緊急停止系統：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內水位仍持續升高、電機超過電流的設定要求、液位和流量傳感器不發送信息或發送錯誤信息給控制器。
4 結語
①簡要分析了現有礦用濕式除塵風機的結構特點以及存在缺陷。②設計了一種自動控制的礦用濕式除塵風機系統，實現了風機風量的自動控制和水系統除塵器進排水量的自動控制。③闡述了水系統流量匹配控制原理和設計了水泵控制流程。④設計了一種可實現自動控制的礦用濕式除塵風機，為設計新型除塵風機不失為有益探索，為實驗驗證和設計改進奠定了基礎。
參考文獻：
[1]代穎軍，程廣振.掘進機巷道噴霧降塵[J].煤礦機械，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，馮浩.綜掘機控塵技術的研究與應用[J].煤礦安全，2008（07）.endprint
摘要： 本文簡要分析了現有礦用濕式除塵風機的結構形式及其存在缺陷。并設計了一種礦用濕式自動控制的除塵風機，介紹了其結構形式和系統控制原理。
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.
關鍵詞： 濕式；除塵風機；自動控制
Key words： wet type；dust removal fan；auto-control
中圖分類號：TD441 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）10-0050-02
0 引言
礦井下嚴峻的工作條件，特別是采煤和巷道工作面產生的大量粉塵嚴重影響工作人員生命安全，一般情況下礦井工作現場粉塵濃度高達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矽肺病。因此研發和設計除塵設備成為煤礦機械行業的熱點之一。通過分析現有濕式除塵設備的系統和結構特點，設計了一種節能、安全、自動控制的礦用濕式除塵風機[1]。
1 現有礦用濕式除塵風機的系統
此種礦用濕式除塵風機如圖1常應用在礦井下除塵，其結構由循環的除塵水系統、除塵過濾系統、除水系統、風機系統組成，除塵器配備了水箱和供水泵，除塵風機的水系統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，當進水系統發生管路堵塞或排污水管路發生堵塞等意外情況下，也不能保證水系統自動報警和停機。此外由于粉塵濃度易發生改變，調節除塵風機的風量和過濾網噴水量不但可提高效率，還能減少能源浪費。
2 一種礦用濕式除塵風機的設計
為了能夠解決上述濕式除塵風機存在的缺陷，把變頻調速、智能化控制、先進的傳感功能應用到此種礦用濕式除塵風機上，可實現風機風量的控制，進排水系統水量的控制，進而達到安全可靠、節能、提高除塵效率的目的。
圖2為設計的除塵風機水系統原理，圖3為此種濕式除塵風機結構簡圖。應用先進的本安液位傳感器和流量傳感器來監測除塵器的進排水流量，通過控制變頻電機來改變風機風量、水泵流量、泥漿泵流量，實現水系統流量匹配和過濾器噴水流量和風機風量的匹配。
3 除塵風機水系統控制原理
為了保護污水泵和解決除塵器水系統流量匹配的問題，根據變頻器頻率、電機轉速、水泵排量之間的關系式，確定流量與頻率之間的關系。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測液位；在水泵出水管和泥漿泵進水管安裝了本安流量傳感器監測進出除塵器的流量，控制器通過接收液位和流量信息發出相應指令控制水泵和泥漿泵電機頻率，進而調控流量，使除塵器水位高度在系統設置的水位高度h1至h2范圍內；利用控制器控制風機電機、水泵電機和泥漿泵電機電流，緊急時切斷電源。
①當除塵器水位高出h1時，控制器對變頻器發出指令提高泥漿泵電機頻率，提高泥漿泵的排污流量，或控制器對變頻器發出指令降低水泵電機頻率，降低進水流量，直至除塵器水位高度恢復h1至h2范圍。然后控制器再給變頻器指令，調節水泵的進水流量和泥漿泵的排出水流量使它們的流量差為Δu，Δu數值越小，水泵和泥漿泵需要再次調節的時間間隔越長。②當除塵器水位低于h2高于h3時，h3為最低水位（報警水位），控制器對變頻器發出指令降低泥漿泵電機頻率，減小泥漿泵的排污流量，或控制器給變頻器發出指令提高水泵電機頻率進而增加水泵的流量，直至除塵器水位高度在h1至h2范圍內，然后控制器再給變頻器指令，調節泵的排出水流量使之與進水流量差為Δu。③當發生以下情況控制器自動發出指令緊急停止系統：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內水位仍持續升高、電機超過電流的設定要求、液位和流量傳感器不發送信息或發送錯誤信息給控制器。
4 結語
①簡要分析了現有礦用濕式除塵風機的結構特點以及存在缺陷。②設計了一種自動控制的礦用濕式除塵風機系統，實現了風機風量的自動控制和水系統除塵器進排水量的自動控制。③闡述了水系統流量匹配控制原理和設計了水泵控制流程。④設計了一種可實現自動控制的礦用濕式除塵風機，為設計新型除塵風機不失為有益探索，為實驗驗證和設計改進奠定了基礎。
參考文獻：
[1]代穎軍，程廣振.掘進機巷道噴霧降塵[J].煤礦機械，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，馮浩.綜掘機控塵技術的研究與應用[J].煤礦安全，2008（07）.endprint
摘要： 本文簡要分析了現有礦用濕式除塵風機的結構形式及其存在缺陷。并設計了一種礦用濕式自動控制的除塵風機，介紹了其結構形式和系統控制原理。
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.
關鍵詞： 濕式；除塵風機；自動控制
Key words： wet type；dust removal fan；auto-control
中圖分類號：TD441 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）10-0050-02
0 引言
礦井下嚴峻的工作條件，特別是采煤和巷道工作面產生的大量粉塵嚴重影響工作人員生命安全，一般情況下礦井工作現場粉塵濃度高達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矽肺病。因此研發和設計除塵設備成為煤礦機械行業的熱點之一。通過分析現有濕式除塵設備的系統和結構特點，設計了一種節能、安全、自動控制的礦用濕式除塵風機[1]。
1 現有礦用濕式除塵風機的系統
此種礦用濕式除塵風機如圖1常應用在礦井下除塵，其結構由循環的除塵水系統、除塵過濾系統、除水系統、風機系統組成，除塵器配備了水箱和供水泵，除塵風機的水系統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，當進水系統發生管路堵塞或排污水管路發生堵塞等意外情況下，也不能保證水系統自動報警和停機。此外由于粉塵濃度易發生改變，調節除塵風機的風量和過濾網噴水量不但可提高效率，還能減少能源浪費。
2 一種礦用濕式除塵風機的設計
為了能夠解決上述濕式除塵風機存在的缺陷，把變頻調速、智能化控制、先進的傳感功能應用到此種礦用濕式除塵風機上，可實現風機風量的控制，進排水系統水量的控制，進而達到安全可靠、節能、提高除塵效率的目的。
圖2為設計的除塵風機水系統原理，圖3為此種濕式除塵風機結構簡圖。應用先進的本安液位傳感器和流量傳感器來監測除塵器的進排水流量，通過控制變頻電機來改變風機風量、水泵流量、泥漿泵流量，實現水系統流量匹配和過濾器噴水流量和風機風量的匹配。
3 除塵風機水系統控制原理
為了保護污水泵和解決除塵器水系統流量匹配的問題，根據變頻器頻率、電機轉速、水泵排量之間的關系式，確定流量與頻率之間的關系。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測液位；在水泵出水管和泥漿泵進水管安裝了本安流量傳感器監測進出除塵器的流量，控制器通過接收液位和流量信息發出相應指令控制水泵和泥漿泵電機頻率，進而調控流量，使除塵器水位高度在系統設置的水位高度h1至h2范圍內；利用控制器控制風機電機、水泵電機和泥漿泵電機電流，緊急時切斷電源。
①當除塵器水位高出h1時，控制器對變頻器發出指令提高泥漿泵電機頻率，提高泥漿泵的排污流量，或控制器對變頻器發出指令降低水泵電機頻率，降低進水流量，直至除塵器水位高度恢復h1至h2范圍。然后控制器再給變頻器指令，調節水泵的進水流量和泥漿泵的排出水流量使它們的流量差為Δu，Δu數值越小，水泵和泥漿泵需要再次調節的時間間隔越長。②當除塵器水位低于h2高于h3時，h3為最低水位（報警水位），控制器對變頻器發出指令降低泥漿泵電機頻率，減小泥漿泵的排污流量，或控制器給變頻器發出指令提高水泵電機頻率進而增加水泵的流量，直至除塵器水位高度在h1至h2范圍內，然后控制器再給變頻器指令，調節泵的排出水流量使之與進水流量差為Δu。③當發生以下情況控制器自動發出指令緊急停止系統：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內水位仍持續升高、電機超過電流的設定要求、液位和流量傳感器不發送信息或發送錯誤信息給控制器。
4 結語
①簡要分析了現有礦用濕式除塵風機的結構特點以及存在缺陷。②設計了一種自動控制的礦用濕式除塵風機系統，實現了風機風量的自動控制和水系統除塵器進排水量的自動控制。③闡述了水系統流量匹配控制原理和設計了水泵控制流程。④設計了一種可實現自動控制的礦用濕式除塵風機，為設計新型除塵風機不失為有益探索，為實驗驗證和設計改進奠定了基礎。
參考文獻：
[1]代穎軍，程廣振.掘進機巷道噴霧降塵[J].煤礦機械，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，馮浩.綜掘機控塵技術的研究與應用[J].煤礦安全，2008（07）.endprint
